JPS6027359B2 - 堀削ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 石炭層を掘削する時、ビットに高温が発生するので、ビ
ットの冷却が有効である。

もし層、例えば石炭層が硬い岩石の塊を含んでいたり、
或いは非生産的な岩石を掘削せねばならない場合、火花
が発生して層から出てくるメタンガスの爆発の危険を惹
起する事がありうる。このため既にビットを水で冷却す
る事が提案されている。これに関連して掘削ヘッドそれ
自身に水ノズルを配置してビットに対して直接射水する
ようにする事も知られている。・しかしながら、このよ
うなノズルは掘削作動中に生じる塵芥にさらされ、ノズ
ル詰まりを予防するため、できるだけ高圧でノズルに水
を供給する事が必要になる。掘削ヘッドが回動している
間、水は掘削ヘッドのキャリア、則わち一般的に掘削腕
を介して供給されなければならない。水圧が高くなれば
なるほど、固定キャリアと回動掘削ヘッドの間の水密性
を達成するのが困難となり、従って公知の装置では水圧
に上限が存在する。掘削ヘッドは多数のビットを備え、
これが掘削ヘッド上に多数のノズルを必要とし、そのノ
ズルは水をノズルに供給する供給室に連結されなければ
ならない。このような配備は更に困難を伴なつ。掘削ヘ
ッドが空所を有し、掘削腕に一体連結した担持物がこの
空所に延長しているような構成も知られている。

この構成では例えば穿孔掘削ヘッド内に掘削ヘッドの駆
動装置の最終伝動手段を備え、この最終伝動手段は潤滑
油回路を含まねばならない。この場合固定部分と回動す
る掘削ヘッドの間の密閉に失敗すると、水が潤滑油回路
に入る危険がある。この結果、潤滑油の潤滑能力は縮減
し、掘削ヘッドの駆動装置の伝達をそこなう危険がある
。本発明はビットを備えた穿孔掘削ヘッドであつて、該
掘削へッド‘こ突入するキャリアに回動可能に支持され
、且つビットに向けられた冷却水ノズルを備えて、冷却
水が掘削ヘッド体とその中に設けられた通路を介して冷
却水ノズルに供給されるような中空状穿孔掘削へッドー
こ関する。

本発明は例えば３０ルゞ‐ルを越えるような、とりわけ
４０ルゞ−ルを越えるような高い水供給圧力に於いても
水供給システムの有効な密閉を備える事を目的とし、更
にノズルに水を供Ｖ給するのに単純な通路を備える事を
目的とする。本発明は本質的に供給室が掘削ヘッド中に
備えられ、キャリアの軸に一体的に設けられた水供給管
に一線に並んで設けられて、水供給管が供給室に開放さ
れ、回動可能に支持された掘削ヘッド体の供給室に密封
連結している事、掘削ヘッドの軸万向に延長する少くと
も一つの環状溝が掘削ヘッド体中に備えられている事、
該環状溝が少くとも１つの通路を通って供給室に連結し
ている事、及び通呂は冷却水ノズルに通ずる環状溝に関
口している事からなっている。固定部分又は構成部品と
回動掘削ヘッドの間の密閉はヘッドが回動軸におかれて
いる事により、完全な密封性を備える問題は本質的に容
易になる。掘削ヘッドの鞄城に位置する供給室から通路
を介して水が供給される環状溝が掘削ヘッドの麹方向に
延長している事により、ノズルは環状溝に開□している
ほぼ半径方向に延長する孔を介して水供給室に連結する
事ができる。この結果構造が簡単になる。これはほんの
短い通路又は通孔で可能であり、鋭く曲屈した通路を備
える必要のある時に要する相互作用孔は回避される。従
って、通路内の圧力下落は最小限に縮減され、一方、環
状溝中の圧力下落はその流速が比較的低いので無視する
事ができる。水の供給圧力は従ってノズル部分でほぼ全
体的に有効となり、ノズルのつまりはさまたげられる。
環状溝の壁は掘削ヘッド中ほぼ筒状をなしている。この
ような筒状壁は難なく高圧にも耐える。然しながら、環
状溝を形づくる端壁上の圧力は好ましくない。この事は
特に掘削ヘッド体が相互に溶接された軸方向積層円板で
構成されるような公知の実施例に当てはまる。この場合
、溶接継目は環状溝の端壁に作用する負荷により圧迫さ
れる。然しながら、環状溝の端壁面積は環状溝を形づく
る筒状壁よりも実質的に少ないので、これらの端壁に作
用する全圧力は高い水の供給圧力にも難なく耐える事が
できる。掘削ヘッドが軸万向に積層され、且つ相互に溶
接された円板から構成される或る公知の実施例では環状
溝を形づくる一つの端壁の表面積は好ましくは環状溝の
周面の表面積の１／１０から１′２０のほんの断片であ
り、環状溝は掘削ヘッドの軸万向長さの１／３以上延長
している。これにより耐高圧性の簡単な構造となる。掘
削ヘッドの発明的構造は非常に高い圧力は冷却水を掘削
ヘッドに供孫舎し、この圧力を殆ど失なう事ないこノズ
ルで効果あらしめ、ノズルのつまりが確実に予防できる
ように備えるものである。

本発明によれば、冷却水は３０ルゞ−ル以上、好ましく
は約４００バールの圧力下で掘削ヘッドに供給される。
公知の構造の掘削ヘッドに於ては、掘削ヘッドへの冷却
水の供給圧力を２０−３０バール以上に増大する事は不
可能である。本発明の好ましい実施例によれば、水供給
管は掘削ヘッドと共に回動し、掘削ヘッドの駆動装置の
給油室からと掘削ヘッドを損持する耐摩支軸から分離し
た給水室を形づくる壁を通って密閉して通過できる。

この事は固定構成部分と回動する掘削ヘッド間の密閉に
ほんのわずかの非緊密性をもたらすが、密閉もれを通る
水は直接潤滑油回路に入るわけではない。本発明によれ
ば、給油室から分離した給水室は好ましくは大気と連絡
して、より以上に大きい非密性が生じても、給油室から
分離したこの給水室には圧力が生じない。掘削ヘッドと
共に回動する壁内の密閉は今や供給圧にさらされず、完
全な密封性を保障する。本発明によれば、給油室から分
離した給水室は大気に向けて開いたチェックバルブ及び
／又はラビリントシールその他を介して大気に連絡され
るようになっており、ほこりや異物が給油室から分離し
た給水室に入るのを防いでいる。実施例を概略示す図面
を参照して、本発明を更に詳細に説明する。

第１図に示す如く、掘削機１は水平軸３の周囲を上下方
向に旋回可能であり、且つ垂直軸４の周囲を横方向に旋
回可能である掘削腕２を有する。

掘削腕２の両側に掘削ヘッド６がそれぞれ軸５の周囲に
回動可能に支持されている。第２図及び第３図に示す如
く、冷却水導管７が掘削腕２の上面に沿って備えられ、
且つＵ型鋼８により岩の落下を防いでいる。

この冷却水導管は掘削腕２の端部を越えて延長し、ねじ
連結部９により掘削腕に連結している。符号１０は冷却
水導管７の先端部を保護するカバープレートである。冷
却水は図示されていないポンプにより高圧で冷却水導管
７に供給される。キャリア１１が掘削腕に一体連結し、
ビットを備えたせん孔掘削ヘッド体１２に延長している
。

掘削ヘッド体１２は相互に溶接された、軸方向に積層さ
れた円板１３，１４，１５，１６，１７により構成され
ている。これらの円板１３乃至１７は掘削ヘッド体の筒
状中央部分１８をかこみ、この中央部分１８は相互溶接
した円板１３乃至１７に溶接されている。この溶接ユニ
ット１３乃至１７と１８は溶接ユニット１３乃至１７及
び１８にねじ２０によりら合した端部１９で被われてい
る。環２１とプレート部材２２が更にこの端部１９に溶
接されているも中央環体２３がプレート部材２２に溶接
され、中央挿入体２４がこの環体２３にら合している。
・冷却水はねじ連結部９からキャリア１１内の中央個所
２８に掘削腕２の通路２５と掘削腕に一体連結している
キャリア１１内の通路２６と２７を介して導かれる。

キャリア１１に固定した管２９が中央空所２８に連結し
、掘削ヘッド６の軸に整列している。この管２９は挿入
体２４内に位置した供給室３０に開放している。この管
２９の端部は密閉体３１により挿入体２４内に密閉案内
される。この挿入体２４は掘削ヘッドと共にこの固定管
２９の周囲を回動する。この管が掘削ヘッド６の軸に並
んでいる事から、この管は密閉体３１により確実に密閉
される事ができる。掘削ヘッド体は掘削腕２に一体連結
したキャリア１１上の耐摩支鞠３２，３３、及び３４に
より回動可能に支持されている。

耐摩支軸３４の外側支持環３５が掘削ヘッド体に例えば
ねじで固着され、ふた３６で閉じられている。空所３７
がふた３６とプレート部材２２の間に形成される。キャ
リア１１の内側に図示していない遊星歯車が設けられ、
それが最終伝動段階を呈する。この遊星歯車び耐摩支軸
３２，３３及び３４は伝動装置の潤滑油回路に連結して
いる油槽で作動している。空所３７はふた３６により油
供給室から密閉されている。３８は過重摩擦クラッチを
示し、それにより部材１３乃至２２で構成された掘削ヘ
ッド体が、耐摩支軸３２，３３及び３４によりキャリア
１１上に回動可能に支持されたハブ３９に連結している
。

キャリアに固定連結した中央管２９が密閉部材４川こよ
りふた３６内に密閉案内される。

この事は密閉体３１を通過し水が潤滑油回路に入る事が
できずに空所３７にのみ入るようにする効果を持つ。こ
の空所３７は通路４１を介して大気に連結しており、従
って空所３７内に圧力が生じる事はない。図示していな
いが、外側に開口した逆止弁及び／又はラビリント密閉
弁を通路４１内に設ける事ができ、それにより異物が空
所３７に侵入するのを防ぐ。通路４２を通って、冷却水
は環状空隙４３に入り、それから通路４４及び４５を通
って環状空隙４６へ流れる。

両環状空隙４３及び４６は掘削ヘッド体の軸万向全長に
わたって概略延長している。図示されていない冷却水ノ
ズルが掘削ヘッド体の周囲に設けられ、周面から内側方
向に延長する半径方向通路が環状空隙４３又は４６の一
つに閉口していなければならない。図面ではこのような
多数の通路の半径方向通路４７と４８が示されている。
別のノズルへ通ずる通路は第４図の水平断面では示され
ていない。全てのノズルはかくしてこれら空隙４３と４
６から水を供給される。環状空隙４６は中央部分１８と
相互に溶接された円板群（１３乃至１７）の間に位置し
ている。環状空隙４３は端部１９と環２１の間に位置し
ている。これら環状空隙はかくて個々の部分を互いに溶
接する前に容易に解放状態に保たれる。例えば４００バ
ールの、高く選択された供給圧力により、環状空隙４３
と４６の筒状壁に作用する圧力負荷は相当なものである
。環状空隙４３と４６の筒状壁は大きな表面積を有する
。然しながらこれらの圧力応力は環状空隙４６を形づく
る円板（１３乃至１７）中央部分１８により耐えうる事
ができる。然しながら環状空隙４６の前端部４９と５０
に作用する圧力負荷は個々の円板（１３乃至１７）の間
の溶接継目に作用する。環状空隙の幅が非常に小さく保
たれている事から、このような圧力負荷はほんの小さい
もので、冷却水の供給圧が高くとも危険はない。第４図
に同じく掘削ヘッドの駆動装置が概略示されている。

駆動シャフトの歯状端が５１で示され、その歯はキャリ
ア１１の軸５２に支持された中間歯車装置５３に係合す
るようになっている。これら中間歯車装置は回動自在に
支持された掘削ヘッド６の一部を形成する中空輪の内側
歯車装置５４に係合するようになっている。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は掘削機械を
示す図、第２図及び第３図は掘削ヘッドを伴なつた掘削
腕の側面図及び上面図、第４図は掘削ヘッドの一つと掘
削腕を第２図のＷ−Ｗ線上に沿って切断した拡大断面図
である。 ６：掘削ヘッド、１１：キャリア、１３，１４，１５，
１６，１７：積層板、２９：水供給管、３０：供聯合室
、４２：環状空隙と供給室の通路、４３，４６：環状空
隙、４７，４８：環状空隙と冷却水ノズルの通路。 第１図 第２図 第４図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 穿孔掘削機械の中空状掘削ヘツド６であつて、該掘
   削ヘツドはビツトを有し且つ該掘削ヘツド内に突入して
   いるキヤリア１１に回転可能に支持され、前記キヤリア
   １１は水平面上と垂直面上を旋回できる掘削腕２に剛固
   に連結され、前記掘削ヘツド６は冷却水を放出するため
   のノズルを備え、前記ノズルは前記ビツトに向けられて
   おり、且つ前記冷却水は掘削ヘツド体１２と通路４２−
   ４７を通つて前記ノズルに供給されるようになつた前記
   掘削ヘツドにおいて；前記掘削ヘツド体１２の中におい
   て供給室３０が前記キヤリア１１の中心線上に連結した
   給水管２９と並んで設けられ、前記給水管２９が前記供
   給室３０の中に開口し且つ前記供給室３０との連結部に
   密封体を有し、前記掘削ヘツド体１２の内部において、
   前記掘削ヘツドの軸線方向に少なくとも１個の環状空隙
   ４６，４３が延在し、前記環状空隙４６，４３が少なく
   とも１個の通路４２を通つて前記供給室３０と連通し、
   前記冷却水用ノズルに通ずる通路４７，４８が前記環状
   空隙４６，４３の中に開口することを特徴とする掘削ヘ
   ツド。 ２ 少なくとも１つの環状空隙４６が掘削ヘツド体６の
   軸方向長さの少なくとも１／３以上、好ましくは１／２
   だけ延長している事を特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の掘削ヘツド。 ３ 掘削ヘツド体１２が相互に溶接された軸方向積層板
   １３，１４，１５，１６，１７で構成され、且つ環状空
   隙を形成する一端面４９，５０の面積がほんのわずかで
   、環状空隙４６，４３の周面の表面積のせいぜい１／１
   ０乃至１／２０である事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の掘削ヘツド。 ４ 水供給管２９が掘削ヘツド６と共に回動する壁３６
   の中を密封状で導かれ、該壁３６は掘削ヘツド駆動装置
   の給油室から且つ掘削ヘツド６を担持する耐摩支軸３２
   ，３３，３４から分離した空所３７を形成する事を特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載
   の掘削ヘツド。 ５ 給油室から分離された該空所３７が大気に連結して
   いる事を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の掘削ヘ
   ツド。 ６ 給油室から分離された該空所３７が大気の方向に開
   口した逆止弁を介して、及び／又はラビリントシール又
   は同様物を介して大気に連結している事を特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の掘削ヘツド。