EP0631033B1 - Einrichtung zum Befestigen von Disken einer Tunnelvortriebsmaschine - Google Patents

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EP0631033B1
EP0631033B1 EP19940890100 EP94890100A EP0631033B1 EP 0631033 B1 EP0631033 B1 EP 0631033B1 EP 19940890100 EP19940890100 EP 19940890100 EP 94890100 A EP94890100 A EP 94890100A EP 0631033 B1 EP0631033 B1 EP 0631033B1
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bearing parts
recesses
discs
bearing
cutting
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EP19940890100
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Bernhard Dipl.-Ing. Ebner
Peter Dipl.-Ing. Kogler
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Sandvik Mining and Construction GmbH
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Tamrock Voest Alpine Bergtechnik GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/104—Cutting tool fixtures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/08—Roller bits
    • E21B10/10—Roller bits with roller axle supported at both ends

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening of disks in cutting wheels of a tunnel boring machine, according to the preamble of claim 1; such a device is already known from DE-A-3 439 748.
  • the disks can be rotated on the surface of a tool holder attached and are for certain rock textures cheaper in terms of wear than rigid chisels.
  • the Discs are also subject to wear on their circumference and to maintain the contour accuracy at the borehole circumference with cutting wheels of a tunnel boring machine need disks with a wear of about ten millimeters be replaced, otherwise the accuracy of the contour is no longer guaranteed.
  • the invention now aims to overcome the disadvantages mentioned above avoid known solutions and training create, in which not only readjustment but also easy attachment and replacement of the disks Manipulation from the side facing away from the face Drill head is made possible.
  • the object is achieved by the characterizing measures of claim 1.
  • Through the axles Notches in the cutting wheel can now be used not only for disks, but also pushed the storage parts of the disks through be, in that the bearing parts one against the Bearing axis of the disc have an eccentric outline, the possibility is created by turning the bearing parts To achieve readjustment of the discs.
  • the training is made here that the bearing parts have a polygonal outline, the corners of which differ from the axis of the disks Distances are arranged, the fact that the bearing parts have a polygonal outline with the corners on are arranged at different distances from the bearing axis, different positions are set by turning the bearing parts can be, the adjustment of the disks in Stages.
  • the polygonal outline allows when interacting a simple with a wedge-shaped locking member to achieve non-rotatable fastening, even under high Load does not lead to an adjustment of the selected adjustment can lead.
  • the design according to the invention is particularly simple so that the wedges are connected to tie rods, which penetrate the axially parallel recesses and on the the side of the cutting wheel facing away from the face with tendons interact, such wedges as well as the Bearings through the axially parallel recesses from the working face opposite side can be introduced.
  • the training is advantageously made such that the clear width of the axially parallel recesses is larger as the smallest width of the bearing parts and as the largest across cross section of the wedges to the tie rod, thereby ensuring is, in at least one rotational position of the bearing parts and in at least one installation position of the wedge both the bearing parts as well as the wedges through the axially parallel recesses can be passed, whereupon the lock in the selected position by tightening of the wedge from the side of the face facing away from the face Cutting wheel can be done here.
  • the wedge is against the Eccentric shaft pressed, the bracing by a screw can take place on the side facing away from the face, which ensures that the total cutting forces forwarded directly from the disc to the disc storage will. A loosening of the wedge connection by forces which in Operation occur is excluded by such training.
  • the bearing housing for the disc in the form of a corresponding polygonal recess enables secure non-rotating Locked by the wedge and also allows that by shifting the disc storage to the side through the axially parallel recesses of the cutting wheel can be passed through.
  • the disks can be closed the side of the drill head facing away from the face be, and it becomes both a particularly simple way Adjustability as well as an assembly of the drilling tools from allows the side of the cutting wheel facing away from the face. At the same time, all cutting forces are directly in the bearing housing and thus dissipated into the cutting wheel.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration through a portion of a cutting wheel in a working position disc located;
  • Fig. 2 shows a section the line II-II of Fig. 1;
  • Fig. 3 shows a first expansion position with disassembled wedge connection to remove the disc storage and
  • FIG. 4 shows an illustration similar to FIG. 3, at which the stock parts for disks in their for exchange the required position of the disc is shown.
  • Fig. 1 the circumference of a disc is indicated schematically by 1 and the disc is fixed in a cutting wheel 2.
  • the Bearing parts with a polygonal outline are denoted by 3 and are in a recess 4, which is an axially parallel recess 5 then pressed using a wedge 6. Due to the polygonal outline of the bearing parts 3 a non-rotatable locking in the recess 4 by the wedge 6 ensured, after loosening the wedge 6 and a rotation of the bearing parts 3 different positions Axis 7 of the disc can be set. Training the polygonal outline of the bearing parts 3 is eccentric Axis 7, so that when rotating the bearing parts 3, the axis 7 in reaches different positions, making adjustment possible becomes.
  • FIG. 4 This position, in which an exchange of disks 1 easily is made possible, is illustrated in FIG. 4.
  • Essential here is that the clear width a of the opening 5 is larger is as the smallest width b of the bearing parts 3, at least in a rotational position of the bearing parts 3, the removal in the axial direction to the side 10 of the cutting wheel facing away from the face 2 to enable.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Befestigen von Disken in Schneidrädern einer Tunnelvortriebsmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1; eine derartige Einrichtung ist bereits aus der DE-A-3 439 748 bekannt.
Die Disken werden drehbar an der Oberfläche eines Werkzeugträgers befestigt und sind für bestimmte Gesteinsbeschaffenheiten günstiger, was ihren Verschleiß anlangt als starre Meißel. Die Disken unterliegen an ihrem Umfang gleichfalls einem Verschleiß und für die Erhaltung der Konturgenauigkeit am Bohrlochumfang bei Schneidrädern einer Tunnelvortriebsmaschine müssen Disken bei einem Verschleiß von zirka zehn Millimetern ausgewechselt werden, da sonst die Genauigkeit der Kontur nicht mehr gewährleistet ist.
Zur Lagerung und Befestigung von Disken sind unterschiedliche Einrichtungen bekannt. Eine exzentrische Lagerung mit der Möglichkeit der Nachstellung der Disken ist der US-PS 1 705 055 zu entnehmen. Lagerungen bei welcher Lagerbauteile mit polygonalem Umriß und Keilen Verwendung finden, erlauben eine rasche und einfache Festlegung sowie ein einfaches Wechseln der Disken. Derartige Ausbildungen sind beispielsweise der US-PS 3 835 944 zu entnehmen.
Bei Tunnelvortriebsmaschinen mit Schneidrädern besteht für den Wechsel von Disken zunächst das Problem, daß die Lagerung bzw. die Bauteile für die Verriegelung und Befestigung der Disken von der der Ortsbrust abgewandten Seite her zugänglich sein sollen, wenn längere Betriebsstillstände und ein Verfahren der Tunnelvortriebsmaschine beim Wechsel von Disken in Schneidrädern vermieden werden soll. Bei den bisher bekannten Einrichtungen muß der Wechsel der Disken von der Ortsbrust her vorgenommen werden. Im übrigen waren die bekannten Einrichtungen zum Befestigen von Disken in Schneidrädern nicht ohne weiteres geeignet, ein Nachjustieren bzw. eine Verstellung der Lagerung zu ermöglichen. Insbesondere war es bei den bekannten Ausbildungen nicht möglich ein Nachjustieren von der Ortsbrust abgewandten Seite des Bohrkopfes vorzunehmen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die oben angeführten Nachteile bekannter Lösungen zu vermeiden und eine Ausbildung zu schaffen, bei welcher nicht nur ein Nachjustieren sondern auch eine einfache Befestigung und ein Austausch der Disken durch Manipulation von der der Ortsbrust abgewandten Seite eines Bohrkopfes ermöglicht wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst. Durch die achsparellen Ausnehmungen des Schneidrades können nun nicht nur Disken, sondern auch die Lagerteile der Disken hindurchgeschoben werden, wobei dadurch, daß die Lagerteile einen gegenüber der Lagerachse der Disken exzentrischen Umriß aufweisen, die Möglichkeit geschaffen wird, durch Verdrehen der Lagerteile ein Nachjustieren der Disken zu erzielen. Dadurch, daß an der Ortsbrust zugewandten Seite neben der Ausnehmung für das Durchschieben der Lagerteile eine Ausnehmungen für die Abstützung der Lagerteile an ihrem Umfang vorgesehen ist, genügt es, die Lagerteile in diese Ausnehmung einzulegen, wobei je nach gewählter Drehlage eine entsprechende Justierung der Disken erzielt wird, und dadurch, daß wenigstens ein Keil vorgesehen ist, mit welchem die Lagerteile in die Ausnehmung gepreßt werden, erfolgt eine drehfeste Befestigung der Lagerteile an ihrem Umfang in den neben den Ausnehmungen vorgesehenen Ausnehmungen an der der Ortsbrust zugewandten Seite des Schneidrades.
Insgesamt wird durch eine derartige Ausbildung eine einfache Demontage, Montage und Justierung ermöglicht, wobei alle für Demontage, Montage und Justierung erforderlichen Manipulationen von der Ortsbrust abgewandten Seite des Schneidrades her vorgenommen werden können.
In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung hierbei so getroffen, daß die Lagerteile einen polygonalen Umriß aufweisen, dessen Ecken in von der Lagerachse der Disken verschiedenen Abständen angeordnet sind, wobei dadurch, daß die Lagerteile einen polygonalen Umriß aufweisen, bei welchen die Ecken auf verschiedenen Abständen von der Lagerachse angeordnet sind, durch Verdrehen der Lagerteile verschiedene Positionen eingestellt werden können, wobei die Justierung der Disken in Stufen erfolgt. Der polygonale Umriß erlaubt es, beim Zusammenwirken mit einem keilförmigen Verriegelungsglied eine einfache drehfeste Befestigung zu erzielen, die auch unter hoher Belastung nicht zu einer Verstellung der gewählten Justierung führen kann.
In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung erfindungsgemäß so getroffen, daß die Keile mit Zugstangen verbunden sind, welche die achsparallelen Ausnehmungen durchsetzen und an der der Ortsbrust abgewandten Seite des Schneidrades mit Spanngliedern zusammenwirken, wobei derartige Keile ebenso wie die Lagerungen durch die achsparallelen Ausnehmungen von der Ortsbrust abgewandten Seite her eingebracht werden können. Zu diesem Zweck ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, daß die lichte Weite der achsparallelen Ausnehmungen größer ist als die kleinste Breite der Lagerteile und als der größte quer zur Zugstange liegende Querschnitt der Keile, wodurch sichergestellt wird, in wenigstens einer Drehlage der Lagerteile und in wenigstens einer Einbaulage des Keiles sowohl die Lagerteile als auch die Keile durch die achsparallelen Ausnehmungen hindurchgeführt werden können, worauf in der Folge die verriegelung in der jeweils gewählten Position durch Festziehen des Keiles von der der Ortsbrust abgewandten Seite des Schneidrades her erfolgen kann.
Der Keil wird beim Spannen von der Ortsbrustseite gegen die Exzenterwelle gedrückt, wobei die Verspannung durch eine Verschraubung an der Ortsbrust abgewandten Seite erfolgen kann, wodurch sichergestellt wird, daß die gesamten Schneidkräfte von der Diske direkt auf die Diskenlagerung weitergeleitet werden. Ein Lösen der Keilverbindung durch Kräfte, welche im Betrieb auftreten, ist durch eine derartige Ausbildung ausgeschlossen. Das Lagergehäuse für die Diske in Form einer entsprechend polygonalen Ausnehmung ermöglicht die sichere drehfeste Verriegelung durch den Keil und ermöglicht weiters, daß durch seitliches Verschieben der Diskenlagerung die Diskenlagerung durch die achsparallelen Ausnehmungen des Schneidrades hindurchgeführt werden kann. Die Disken können somit zu der Ortsbrust abgewandten Seite des Bohrkopfes herausgenommen werden, und es wird in besonders einfacher Weise sowohl eine Nachstellbarkeit als auch eine Montage der Bohrwerkzeuge von der Ortsbrust abgewandten Seite des Schneidrades ermöglicht. Gleichzeitig werden alle Schneidkräfte direkt in das Lagergehäuse und damit in das Schneidrad abgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Teilbereich eines Schneidrades mit in einer Arbeitsstellung befindlichen Diske; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine erste Ausbauposition mit zerlegter Keilverbindung zum Herausnehmen der Diskenlagerung und Fig. 4 eine analoge Darstellung wie Fig. 3, bei welcher die Lagerteile für Disken in ihrer für den Austausch der Disken erforderlichen Position eingezeichnet sind.
In Fig. 1 ist der Umfang einer Diske schematisch mit 1 angedeutet und die Diske ist in einem Schneidrad 2 befestigt. Die Lagerteile mit polygonalem Umriß sind mit 3 bezeichnet und werden in eine Ausnehmung 4, welche an eine achsparallele Ausnehmung 5 anschließt unter Verwendung eines Keiles 6 angepreßt. Aufgrund des polygonalen Umrisses der Lagerteile 3 wird eine drehfeste Verriegelung in der Ausnehmung 4 durch den Keil 6 sichergestellt, wobei nach einem Lockern des Keiles 6 und einem Verdrehen der Lagerteile 3 verschiedene Positionen der Achse 7 der Diske eingestellt werden können. Die Ausbildung des polygonalen Umrisses der Lagerteile 3 ist exzentrisch zur Achse 7, sodaß bei Verdrehen der Lagerteile 3 die Achse 7 in unterschiedliche Lagen gelangt, wodurch eine Justierung ermöglicht wird.
Die Befestigung der Lagerteile 3 über die Keile 6 erfolgt unter Verwendung von Zugstangen 8, welche gegen Spannbügel 9 an der Ortsbrust abgewandten Seite 10 des Schneidrades 2 abgestützt sind, wobei ein Lösen der Keile 6 gleichfalls von dieser Ortsbrust abgewandten Seite 10 des Schneidrades 2 ermöglicht wird.
In der Darstellung nach Fig. 2 wurden die Bezugszeichen aus Fig. 1 beibehalten und es ist ersichtlich, daß die Lagerteile 3 zu beiden Seiten der Disken 1 in ihren jeweiligen Ausnehmungen durch die Keile 6 gehalten werden.
In der Darstellung nach Fig. 3 ist die Zugstange 8 aus dem Keil 6 herausgeschraubt dargestellt, wodurch der Spannbügel 9 gleichfalls frei wird. In dieser Position können die Lagerteile 3 der Diske 1 verdreht werden oder in Richtung des Pfeiles 11 in eine mit der achsparallelen Ausnehmung 5 fluchtende Lage gebracht werden und gleichfalls in die gleiche Richtung wie die Zugstangen 8 zu der der Ortsbrust abgewandten Seite des Schneidrades herausgezogen werden.
Diese Position, in welcher ein Tausch der Disken 1 ohne weiteres ermöglicht wird, ist in Fig. 4 verdeutlicht. Wesentlich hierbei ist, daß die lichte Weite a der Durchbrechung 5 größer ist als die kleinste Breite b der Lagerteile 3, um zumindest in einer Drehlage der Lagerteile 3 das Herausnehmen in Achsrichtung zur der Ortsbrust abgewandten Seite 10 des Schneidrades 2 zu ermöglichen.

Claims (4)

  1. Einrichtung zum Befestigen von Disken in Schneidrädern einer Tunnelvortriebsmaschine, wobei das Schneidrad (2) Ausnehmungen (5) aufweist, durch welche die Disken (1) und Lagerteile (3) durchschiebbar sind und wobei die Lagerteile (3) einen gegenüber der Lagerachse (7) der Disken (1) exzentrischen Umriß aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Ortsbrust zugewandten Seite der Schneidräder neben der Ausnehmung (5) für die Lagerteile (3) Ausnehmungen (4) für die Abstützung der Lagerteile (3) an einem Teil ihres Umfanges vorgesehen sind, und daß die Lagerteile (3) in wenigstens zwei voneinander verschiedenen Drehlagen durch wenigstens einen Keil (6) in den Ausnehmungen (4) drehfest befestigbar sind.
  2. Einrichtung zum Befestigen von Disken in Schneidrädern einer Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile (3) einen polygonalen Umriß aufweisen, dessen Ecken in von der Lagerachse (7) der Disken (1) verschiedenen Abständen angeordnet sind.
  3. Einrichtung zum Befestigen von Disken in Schneidrädern einer Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (6) mit Zugstangen (8) verbunden sind, welche die achsparallelen Ausnehmungen (5) durchsetzen und an der der Ortsbrust abgewandten Seite (10) des Schneidrades (2) mit Spanngliedern (9) zusammenwirken.
  4. Einrichtung zum Befestigen von Disken in Schneidrädern einer Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der achsparallelen Ausnehmungen (5) größer ist als die kleinste Breite der Lagerteile (3) und als der größte quer zur Zugstange liegende Querschnitt der Keile (6).
EP19940890100 1993-06-22 1994-06-13 Einrichtung zum Befestigen von Disken einer Tunnelvortriebsmaschine Expired - Lifetime EP0631033B1 (de)

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