SE441850B - Tunneldrivningsmaskin - Google Patents

Description

7sosns9-o- e 2 10 15 25 40 för frammatning av anordningen under drift mindre; att tack vare anordníngens mycket goda stabilitet de pä trummans fräsverktyg verkande vibrationerna är mycket obetydliga; i att stöttningen av berget kan utföras mycket nära brytningsytan; tunnlar av olika form och mått kan drivas medelst samma anordning; genom att drivningstrumman förflyttas i ett enda plan kan tunnelns önskade tvärsektion erhållas automatiskt med användande av synnerligen enkla medel, varvid det även är möjligt att automatiskt utföra korrek- tioner med avseende på riktning och nivå; i en speciell utföringsform erbjuder anordningen även följande möjligheter, nämligen att hålla brytningsytan i en viss vinkel i för- hållande till det plan, som är vinkelrätt mot tunnelns längdriktning; p att vid godtycklig tidpunkt ändra och bestämma nyss nämnda vinkel av brytníngsytan, exempelvis med hänsyn till bergets hårdhet; att man kan använda ett speciellt förfarande, varvid drivnings- trumman arbetar nästan som en skruv i brytningsytan, genom att man omväxlande ökar och minskar brytningsytans nämnda lutning i förhållande till dess normala läge; att fräsverktyget kan förflyttas framåt eller bakåt en ansenlig sträcka utan att man behöver lösgöra stativets cylinderdon; I att man fullständigt jämnt kan fräsa ut tunnelns golv, tak, och sidoväggar oberoende av vilken vinkel brytningsytan har i förhållande till ett plan vinkelrätt mot tunnelns längdriktning; samt att man kan säkerställa brytningsytans stabilitet, vilket är av betydelse, speciellt vid drivning i lösa bergarter. ' De ovan nämnda och andra fördelar med anordningen enligt uppfin- ningen erhålles genom att anordningen i huvudsak innefattar en driv- ningstrumma anordnad med fräsverktyg (t.ex. skär, skivor, skärtrissor eller rullar), vars rotatíonsaxel är i huvudsak vinkelrät mot bryt- níngsytan och fräsverktyget är fästat vid en första arm, som är sväng- bar omkring en axellinje, som också är nästan vinkelrät i förhållande 'till brytningsytan, vilken första arm uppbäres av en andra arm, som i sin tur är fästad vid en axel, som i huvudsak är vinkelrät mot bryt- ningsytan och är lagrad i anordningens drivenhet, så att det genom rätt val av längden av de båda armarna och av armarnas rotationsvinklar är möjligt att bearbeta hela brytningsytan med en.enda drivningstrumma med liten diameter.

Fräsens rotationsvinkel är härigenom obegränsad, under det att armarnas rotationsvinklar kan vara begränsade eller obegränsade beroende I på anordningens utförande. 10 30 b! UI 40 3 7805059-0 I en speciell utföringsform skall drivningstrummans axel och armarnas axlar bilda en fast eller en ställbar vinkel i förhållande till längdaxeln av den tunnel, som dríves medelst anordningen.

I det följande beskrives utföringsexempel på uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar en framifrån sedd vy anordningen enligt uppfinningen; fig¿_§ visar en planvy av anordníngen i fig. 1; fig. 3 visar en planvy av en föredragen opera- tion, som kan utföras med anordningen enligt uppfinningen; fiïL_â visar en vy sedd i pilens F74 riktning i fig. 3; fig. 5 visar en sido- vy av en alternativ utföringsform av anordningen enligt fig. 1-4; fig. 6 visar en alternativ utföringsform av anordningen enligt fig. 5; fig. 7 visar en vy liknande fig. 6, men där drivenheten intager ett andra karakteristiskt läge; fig. 8 visar en vy liknande fig. 7, íllustrerande anordningen enligt uppfinningen i två verksamma lägen vid ett karakteristiskt driftsätt.

Såsom visas i fig. 1 och 2, innefattar anordningen enligt uppfin- ningen i huvudsak en drivníngstrumma eller fräs 1, som är roterbar omkring en axel Z, vilken uppbäres av en första arm 3, vilken i denna utföringsform även uppbär fräsens 1 drivmotor, som schematiskt är betecknad med 4. f; Armen J är medelst en axel 5 svängbart förbunden med en andra >arm 6, vilken är svängbar omkring en axel 7. -w Svängningen av den första armen 3 omkring axeln 5 i förhållande till den andra armen 6 styres i den visade utföringsformen medelst hydrauldon 8, så att svängningsvinkeln är begränsad. Det är givet att denna svängning lika väl kan styras medelst en kuggväxel, i vilket fall svängningsvinkel icke är begränsad. _ Svängningen av den andra armen 6 omkring axeln 7 inom en obegränsad sektor styres medelst en planetväxel med mycket högt vridmoment, vilken är anbragt i drivenheten 9, som kan förskjutas framåt och bakåt i stativet.

Till vänster i fig. 1 visas ett stativ eller en sula 10, som an~ vändes vid drivning av en tunnel med horisontellt golv, och till höger i figuren visas ett stativ eller en sula 11, som användes för en tunnel med cirkulär tvärsektion. Stativet eller sulan kan givetvis utföras symmetriskt eller assymmetriskt beroende på tunnelns form.

Statíven 10 eller 11 trycks i riktning mot brytningsytan medelst cylinderdon 12 och 13.

Den ovan beskrivna anordningen innefattar även transportörer 14 eller 15, och eventuellt även fângarmar (icke visade) för lastning och 10 15 20 Z5 30 40 _hållande till stativet 10 (eller 11), vilket innebär en väsentlig 78113059-0- 4 transport av avverkningsmaterialet, såsom är vanligt vid mekaniskt driv- ning av tunnlar och liknande. Drivningsanordningen kan även vara för- sedd med organ för horisontell och vertikal förankring, t.ex. hydraul- don 16, som upptager de från berget verkande stora reaktionskrafterna på anordningen. Drivningen av tunnlar och liknande medelst den ovan beskrivna nnordningon kan inom vida gränser anpassas till härdheton av de bergarter, som skall avverkas. Vid drivning i löst berg kan drivningstrumman vara försedd med frontaltänder, vilka i det lösaste partiet av brytningsytan kan pressas in i berget medelst cylinderdon 12 eller 13. Genom svängning av armen 6 omkring axeln 7 samt den nöd- vändiga svängningen av armen 3 omkring axeln 5 i förhållande till armen 6 kan hela brytningsytan bearbetas.i ,I mycket hårt berg är frontal inträngning av drivningstrumman svår att åstadkomma. I sådant fall kan drívningstrumman enligt uppfinningen *vara försedd med skivor eller skärtrissor 17, såsom schematiskt visas i fig. 2. Därvid kan drivníngstrumman bringas att intränga skruvlinje- formígt, varvid fräsen roterar och armarna 3 och 6 svängs omkring axeln 7 samtidigt som drivenheten 9 förskjutes framåt i förhållande itill stativet 10 eller 11 medelst cylinderdon eller andra icke visade organ. När drivningstrumman har trängt in tillräckligt långt, måste hela brytningsytan avverkas innan drivenheten 9 på nytt förskjutes framåt. Efter ett flertal sådana steg måste stativet 10 eller 1T på nytt förflyttas framåt. ' Ett enklare driftsätt är att förskjuta stativet 10 (eller ll) framåt på vänstra sidan, när drivningstrumman befinner sig längst ut på högra sidan av brytningsytan. Trumman svängs därefter t.ex. utefter gunderkanten åt vänster genom svängning av armarna 3 och 6 omkring axeln 7. När trumman eller fräsen befinner sig längst ut till vänster, för- flyttas stativet 10 (eller 11) framåt på högra sidan, varefter trumman svängs åt höger utefter den övre kanten. Man erhåller sålunda en nästan skruvlinje- och sicksackformad inträngning av fräsen i brytningsytan,- Efter ett eller flera vridningsvarv avlägsnas den kvarstående mitt- belägna_kärnan av brytningsytan. ' _ het ovan beskrivna förfarandet visas mycket schematiskt i fig. 3 och 4, som illustrerar drivning av en cirkulär tunnel. Vid detta för- farande är det icke nödvändigt att drivenheten 9 är förskjutbar i för- förenkling av anordningens konstruktion. Enligt den ovanstående be- skrivningen åstadkommes en anordning för drivning av tunnlar och lik- u" nande i mark, som innefattar från lösa till mycket hårda bergarter,' UI 15 40 5 7803059-0 varvid anordningen uppvisar de ovan nämnda och andra fördelar i för- hållande till nu kända drivningsanordningar.

Den i fig. 5 visade anordningen innefattar liksom den tidigare beskrivna anordningen komponenterna 1-7, 9, 1U och 16 och är utförd på sådant sätt, att armarnas 3 och 6 axlar Z, 5 och 7 bildar en vinkel Nnæd tunnelns 18 längdaxel A-A, varvid brytningsytan 19, mot vilken axlarna 2, 5 och 7 är praktiskt taget vínïelräta, också bildar en vinkel M»med ett mot längdaxeln A~A vinkelrätt plan.

För att tunnelns 18 golv, tak och sidoväggar skall kunna fräsas jämnt, innefattar fräsen eller drivningstrumman 1 tre huvuddelar, nämligen ett mittbeläget cylindriskt parti 20 och två spegelvända koniska partier 21 och 22, vilkas konisitet är lika med den nämnda vinkeln ot . i Pig. 6~8 visar en variant av utföringsformen i fig. 5.

Fräsen 1 kan vara utförd såsom enligt fig. 5 och 7, eller fig. 6 och 8, eller på annat godtyckligt sätt, t.ex. såsom visas i fig. Z.

Enligt uppfinningen är drivenheten 9 förbunden med sulan 10 medelst två par stänger 23 respektive 24, vilka i en ände är gångledsförbundna med sulan 10 och i den andra änden gångledsförbundna med drivenheten 9 i ändamål att åstadkomma en parallellogram av stänger, som tillåter drivenheten 9 att parallellförflyttas utefter en relativt lång sträcka framåt eller bakåt i förhållande till brytningsytan 19 utan att man behöver förflytta sulan 10. I en speciell utföringsform kan länkanord- ningen vara utförd på sådant sätt, att drivenheten utför en rätlinjig translationsförflyttning i förhållande till sulan.

Denna förflyttning framåt eller bakåt av drivenheten 9 i förhållan- de till sulan 10 åstadkommas exempelvis medelst ett hydrauldon 25, som är anbragt mellan drivenheten 9 och sulan 10.

För att under dríftmöjliggöra ändring av vinkeln ß mellan axeln 7 och tunnelns längdaxel A-A, kan längden av stängerna, som bildar parallellogram, ökas eller minskas, eller också kan läget av stängernas gångledsaxlar i sulan eller drivenheten ändras. Pig. 6 visar ett av många utföringsexempel, som uppfyller de uppställda kraven. Paret stänger 24 är länkförbundna med drivenheten 9 medelst ett par hävstänger 26, vilka kan förflyttas uppåt och nedåt medelst cylinderdon 27.

Vinkeln ß mellan axeln 7 och längdaxeln A-A kan efter önskan ändras -medelst cylinderdonen 27.

Om vinkeln ß hållas konstant under drivnlngcn, erhålles en lutande brytningsyta, såsom visas även i fig. S.

Om man under drívningen av tunneln växelvis påverkar cylinderdonet 110 15 fZ0 § 7803059-0 27 i ena och andra riktningen varje gång drivningstrumman befinner sig i i sitt nedersta eller översta läge, kan man genom att samtidigt på- verka cylinderdonet 25 åstadkomma en praktiskt taget skruvlinjeformad inträngning av trumman, vilket har den fördelen, att skivorna eller skärtríssorna alltid är verksamma i samma plan vid drivningen av varje halva av brytningsytan. Vid drivning i hårt berg erbjuder denna renti radiella inträngníng av skivorna eller skärtrissorna stora fördelar ifråga_om verkningsgrad och förslitning. Därtill kommer den fördelen, att drivningstrummorna eller fräsarna icke behöver förses med frontalt anordnade skär eller Skärtrissor för att möjliggöra frontal intrång- ning av trumman i berget. De krafter, som erfordras för att bringa dessa skär eller skärtríssor att intränga frontalt, blir därför över- flödiga: “ p t För att minska de mot brytningsytan vinkelrätt verkande krafterna måste skärtrissornas och trummans frivinklar väljas med gott omdöme.

För detta ändamål kan trumman och dess drivmekanism förbindas medt armen 3 medelst en universalkopplíng, så att den rätta frivinkeln medelst t.ex. cylinderdon kan inställa: för godtycklig svängnings- riktning av axlarna 3 och 6.

Det är givet att uppfinningen icke är begränsad till de beskrivna utföringsexemplen; utan att allehanda modifikationer är möjliga inom uppfinníngens ram. 'ih

Claims (7)

7 7803059-0 Patentkrav

1. Tunneldrivningsmaskin med en brytningsanordning bc- stående av en drivningstrumma (1), som är fäst vid en första arm (3), som är svängbar omkring en mot brytningsytan vinkel- rät axel, och vilken trumma är svängbart fäst vid en andra arm (6), vilken är svängbar omkring en axel, som likaledes är vinkelrät mot brytningsytan och fäst vid en drivenhet (9), k ä n n e t e c k n a d av att drivningstrumman (1) är fäst vid den första armen (3) på sådant sätt, att dess rotations- axel är vinkelrät mot brytningsytan, och att denna axel (2) och de nämnda armarnas (3, 6) svängningsaxlar (5, 7) kan bilda en bestämd vinkel med tunnelns (18) längdaxel (A-A).

2. Maskin enligt krav 1, k ä n nye t e c k n a d av att vinkeln mellan å ena sidan drivningstrummans axlar (2, 5, 7) och armarna (3, 6) och å andra sidan tunnelns (18) längd- axel (A-A) kan inställas i förväg och även under drívningen.

3. Maskin enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att förbindningen mellan drivenheten (9) och stativet (10, 11) utgöres av två par gångledsförbundna länkstänger (23, 24), vilka tillsammans med drivenheten (9) och stativet (10, 11) bildar en parallellogram.

4. Maskin enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att det mellan drivenheten (9) och stativet (10, 11) är anord- nat hydrauldon (25) för att förflytta drivenheten (9) framåt i förhållande till statívet (10, 11).

5. Maskin enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att längden av åtminstone en stång (23, 24) i parallelle- grammen kan ändras för inställning avvinkán mellan ä ena sidan axlarna (2, 5, 7) av drivningstrummans (1) armar (3, 6) och drivenheten (9), och å andra sidan tunnelns riktning.

6. Maskin enligt något av krav 3-5, k ä n n e t e c k - n a d av att åtminstone en av stångparallellogrammens vrid- axlar i drivenheten (9) eller i stativet (10, 11) kan förflyttas i ändamål att ändra vinkeln mellan å ena sidan axlarna (2, 5, 7) av drivníngstrummans (1) armar (3, 6) och drivenheten (9), och å andra sidan riktningen av tunneln.

7. Maskin enligt något av krav 3-6, k ä n n e t e c k - n a d av att ett av stångparen (23, 24) är gångledsförbundet med en ände av en hävstång (26), vars andra ände är gångleds- förbunden med drivenheten (9), samt att en inställningsínrätt- ning är anordnad att inställa vinkeln mellan denna hävstång (26) 7803059-*0 B och drívenheten (9). _ i 8.Maskinen1igtkrav7, kännetecknad av att Winställníngsinrättníngen utgöres av ett mellan hävstången (26) och drívenheten (9) ledbart anordnat hydrauldon' (27).