AT506501B1 - Strecken-vortriebsmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einer Strecken-Vortriebsmaschine (1) mit wenigstens einer Schneideinheit mit einem rotierbar gelagerten Werkzeugträger mit nach dem Hinterschneidprinzip arbeitenden Diskenwerkzeugen (11,12), welcher schwenkbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, weist die Vortriebsmaschine (1) ein Fahrwerk, insbesondere ein Raupenfahrwerk (2), auf, der Werkzeugträger (10) ist rotierbar an einem in Höhenrichtung um eine Schwenkachse (7) schwenkbaren Auslegerarm (6) gelagert und die Rotationsachse (9) des Werkzeugträgers (10) verläuft quer zur Längsachse des Auslegerarmes (6) und quer zur Schwenkachse (7) des Auslegerarmes (6).

Description

österreichisches Patentamt AT 506 501 B1 2011-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Strecken-Vortriebsmaschine mit wenigstens einer Schneideinheit mit einem rotierbar gelagerten Werkzeugträger mit nach dem Hinterschneidprinzip arbeitenden Diskenwerkzeugen, welcher schwenkbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, wobei die Vortriebsmaschine (1) ein Fahrwerk, insbesondere ein Raupenfahrwerk (2), aufweist, und der Werkzeugträger (10) rotierbar an einem in Höhenrichtung um eine Schwenkachse (7) schwenkbaren Auslegerarm (6) gelagert ist.

[0002] Strecken-Vortriebsmaschinen mit Diskenwerkzeugen sind in unterschiedlicher Ausbildung bekannt geworden. Neben der Verwendung von Diskenwerkzeugen für Vollschnitt-Schrämmaschinen, wie sie beispielsweise bei Schild-Vortriebsmaschinen zum Einsatz gelangen und mit welchen ein im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisender Tunnel oder eine kreisförmige Querschnittsfläche geschrämt werden kann, sind Ausbildungen bekannt geworden, bei welchen die Diskenwerkzeuge um eine von der Rotationsachse des Werkzeugträgers verschiedene Achse über die Ortsbrust verschwenkt werden.

[0003] Die EP 004 832 B1 zeigt und beschreibt eine Maschine, bei welcher die Diskenwerkzeuge an einem konvexen Werkzeugträger angeordnet sind und im Betrieb während der gesamten Umdrehung des Werkzeugträgers mit der zu schrämenden Ortsbrust im Eingriff stehen. Die rotierenden Werkzeugträger mit den im Vollschnitt operierenden Diskenwerkzeugen können in Höhenrichtung über die Ortsbrust verschwenkt werden. Die auf diese Weise erzielbare Höhe der Strecke ist durch die Gestalt des Werkzeugträgers und die Anordnung der Diskenwerkzeuge begrenzt um bei einer derartigen Verschwenkung den kontinuierlichen Eingriff der Werkzeuge in das abzubauende Material zu gewährleisten. Diese bekannte Ausbildung muss überaus hohe Schneidkräfte als Reaktionskräfte aufnehmen und erfordert daher eine Maschine, welche stationär zwischen Firste und Sohle abgespannt ist und kann daher nicht als autonom verfahrbare Maschine ausgebildet werden. Analoges gilt für die US 3 663 054A, in welcher gleichfalls wiederum eine Maschine dargestellt ist, welche zwischen Firste und Sohle über eine Mehrzahl von Stempeln abgespannt ist und zwei Schneideinheiten aufweist, welche jeweils einen rotierbar gelagerten Werkzeugträger mit Diskenwerkzeugen enthalten. Die Verschwenkung dieser Schneideinheit erfolgt um eine im Wesentlichen bankrechte bzw. vertikale Achse, welche sich von der Firste zur Sohle im Wesentlichen parallel zur Ortsbrust erstreckt, wobei die Werkzeuge hier hinterschneidend angeordnet werden um den Anteil gebrochenen Materials gegenüber dem Anteil von geschnittenem Material zu erhöhen, was bei bestimmten Gesteinsbeschaffenheiten vorteilhaft erscheint.

[0004] Die US 5 192 115 A zeigt und beschreibt eine Gewinnungsmaschine mit einer Schneideinheit mit einem rotierbar gelagerten Werkzeugträger, welcher schwenkbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, wobei der Werkzeugträger rotierbar an einem in Höhenrichtung um eine Schwenkachse schwenkbaren Auslegerarm gelagert ist und die Rotationsachse des Werkzeugträgers parallel zur Schwenkachse des Auslegerarms verläuft.

[0005] In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass die Vortriebsleistung bei einem Vortrieb, bei welchem mit dem Hinterschneidprinzip gearbeitet wird, auch bei Hartgesteinsmaschinen begrenzt ist. Darüber hinaus erlaubt die bisher bekannte Verwendung von schwenkbaren Schneidwerkzeugen unter Verwendung von Diskenwerkzeugen keine wesentliche Änderung der Profilhöhe des zu schrämenden Profils ohne aufwändige Umrüstarbeiten.

[0006] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Strecken-Vortriebsmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie in einfacher Weise einem von geradlinig verlaufenden Strecken abweichenden Streckenverlauf erzielen lässt und ohne aufwändige Umrüstarbeiten auch für unterschiedliche Profilhöhen eingesetzt werden kann. Gleichzeitig zielt die Erfindung darauf ab, die Vortriebsleistung gegenüber bekannten Einrichtungen wesentlich zu steigern.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Strecken-Vortriebsmaschine ausgehend von der eingangs genannten Ausbildung im Wesentlichen darin, dass die Rotati- 1/7 österreichisches Patentamt AT 506 501 B1 2011-04-15 onsachse des Werkzeugträgers quer zur Längsachse des Auslegerarmes und quer zur Schwenkachse des Auslegerarmes verläuft, wobei die Diskenwerkzeuge über einen Teil des Umfanges des Werkzeugträgers in Eingriff mit dem abzubauenden Material bringbar sind. Die Mobilität und damit die Kurvengängigkeit der Maschine wird durch das eigene Fahrwerk gewährleistet, wobei dadurch, dass nunmehr der Werkzeugträger an einem in Höhenrichtung schwenkbaren Auslegerarm gelagert ist, mit ein und dem gleichen Auslegerarm lediglich durch Variation der Dimension des Werkzeugträgers unterschiedliche Streckenbreiten und aufgrund des relativ großen Schwenkwinkels natürlich auch entsprechend unterschiedliche Höhen ausgebrochen bzw. geschrämt werden können. Dadurch, dass nun die Rotationsachse des Werkzeugträgers quer zur Längsachse des Auslegerarmes verläuft, wobei die Diskenwerkzeuge nur über einen Teil des Umfanges des Werkzeugträgers in Eingriff mit dem abzubauenden Material bringbar sind, wird es nun ermöglicht, die Diskenwerkzeuge am Umfang des Werkzeugträgers den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend so anzuordnen, dass sie in unterschiedlichen Arbeitsbereichen über die gesamte Höhe der Ortsbrust jeweils mit optimaler Vortriebsleistung betrieben werden können, wobei durch diese Ausbildung vor allen Dingen auch der wesentliche Vorteil erreicht werden kann, dass gegenüber bekannten hinterschneidend betriebenen Schnittwerkzeugen die Einbruchtiefe wesentlich vergrößert werden kann, was wiederum die Vortriebsleistung wesentlich steigert. Je nach der erforderlichen Streckenprofilbreite können Werkzeugträger mit unterschiedlichen Durchmessern am Auslegerarm festgelegt werden, wobei die Hüllkurve entsprechend dem Durchmesser des Werkzeugträges mit den an deren Umfang festgelegten Disken die Breite des zu schrämenden Profils definiert. Der Einbruch kann durch Verfahren der Vortriebsmaschine oder des Raupenfahrwerkes vorgenommen werden, wobei für diese Funktion Disken mit einer Orientierung zum Einsatz gelangen können, welche von der Orientierung der am Umfang gleichfalls angeordneten Diskenwerkzeuge für die Hauptschneidrichtung verschieden ist.

[0008] Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, dass der Werkzeugträger scheibenförmig ausgebildet ist, wobei die eingangs geschilderten Vorteile sich besonders einfach dadurch realisieren lassen, dass die Rotationsachse des Werkzeugträgers einen Winkel von 45° bis 135° mit der Längsachse des Auslegerarmes einschließt und vorzugsweise ungefähr normal zur Längsachse des Auslegerarmes verläuft.

[0009] Um nun unterschiedlichen Betriebsarten der Strecken-Vortriebsmaschine optimal Rechnung tragen zu können, ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, dass die einzelnen Disken bzw. Diskenpakete am Umfang des Werkzeugträgers mit von anderen Disken verschiedener Orientierung bzw. Schneidrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise können einzelne Diskenwerkzeuge für den Einbruch an der Firste und andere Diskenwerkzeuge für den Abschlag zur Sohle optimiert orientiert werden. Am Umfang sind die einzelnen Diskenwerkzeuge mit Vorteil so angeordnet, dass die Mehrzahl der Disken bzw. Diskenpakete in Richtung zur Sohle geneigt angeordnet sind. Diese Schneidwerkzeuge sind somit für den Hauptschneidvorgang von der Firste zur Sohle besonders geeignet. Andere Disken, deren Schneidrichtung zur Firste und/oder in Vortriebsrichtung hin orientiert sind, können mit Vorteil für das Schrämen des Einbruchs an der Firste herangezogen werden.

[0010] Um den jeweils optimalen definierten Einbruch sicher zu stellen ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, dass die verfahrbare Maschine Abstützeinheiten für die Verspannung zwischen Firste und Sohle aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, den relativ zu einer derartigen Abstützung zurückgelegten Weg der Vortriebsmaschine beim Einbruch zu messen und entsprechend zu überwachen sowie den Vorschub erforderlichenfalls hydraulisch zu unterstützen.

[0011] Um nun ohne aufwändige Umbauarbeiten unterschiedliche Streckenbreiten auffahren zu können, ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, dass die Länge des Auslegerarmes größer als der Radius des scheibenförmigen Werkzeugträgers ist. Die Länge des Auslegerarmes ist hierbei mit Vorteil so bemessen, dass sie dem größten zum Einsatz gelangenden scheibenförmigen Werkzeugträger Rechnung trägt, ohne dass dies zu einer Kollision mit dem Schwenkmechanismus des Auslegerarmes führt.

[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestell- 2/7 österreichisches Patentamt AT 506 501 B1 2011-04-15 ten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen [0013] Fig. 1 [0014] Fig. 2 [0015] Fig. 3 [0016] Fig. 4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Strecken-Vortriebsmaschine, eine Draufsicht auf die Ausbildung der Fig. 1, eine Detailansicht des Schrämwerkzeuges am Beginn des Vortriebes und eine Detailansicht des Schneidwerkzeuges in der zur Sohle hin abgesenkten Position.

[0017] In Fig. 1 ist eine Strecken-Vortriebsmaschine 1 dargestellt, welche über ein Raupenfahrwerk 2 auf der Sohle 3 einer Strecke verfahrbar ist. Das jeweils geschrämte Material wird über eine Ladeeinrichtung 4 zu einem Abförderer 5 aufgenommen und auf die Streckenfördermittel abgeworfen. Die Strecken-Vortriebsmaschine 1 weist einen Auslegerarm 6 auf, welcher um eine im Wesentlichen zur Sohlenebene 3 parallele Achse 7 in Höhenrichtung in Richtung des Doppelpfeiles 8 verschwenkbar ist. Quer zur Längserstreckung dieses Auslegerarmes 6 und quer zur Achse 7 verläuft die Rotationsachse 9 eines Werkzeugträgers 10, an welchem Diskenwerkzeuge 11 und 12 in unterschiedlichen Orientierungen am Umfang festgelegt sind. Der Motor 13 treibt den Werkzeugträger 10 zur Rotation um die Achse 9 an.

[0018] Für die Abstützung und Anpressung der Ladeeinrichtung an die Sohle ist ein Zylinderkolbenaggregat 14 ersichtlich. Zum Schutz und zur Verbesserung der Abstützung ist eine Firstkappe 15 vorgesehen. Der Schwenkantrieb für den Auslegerarm 6 wird von einem hydraulischen Zylinderkolbenaggregat 16 gebildet, welches an einem Hebelarm 17 des Auslegerarmes 6 angreift und diesen um die Achse 7 verschwenkt. Im hinteren Bereich der Maschine ist eine Abstützung 18 ersichtlich, mit welcher eine definierte Position relativ zur Ortsbrust zwischen Firste und Sohle festgelegt werden kann, die untere Abstützung 19 kann hierbei ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat enthalten, welches die schematisch mit 20 angedeutete Vorschubeinrichtung beinhaltet und auf diese Weise den Vorschub beim Einbruch mit gleichzeitiger Wegmessung unterstützen kann.

[0019] In Fig. 2 wurden die Bezugszeichen der Fig. 1 beibehalten, wobei gleichzeitig ersichtlich ist, dass der Durchmesser des Werkzeugträgers 10 mit den an dessen Umfang angeordneten Diskenwerkzeugen die Breite der Strecke definiert. Beim Verschwenken des Werkzeugträgers 10 mit den an diesem angeordneten Diskenwerkzeugen stehen die Diskenwerkzeuge nur über einen Teil des Umfanges des Werkzeugträgers im Eingriff mit dem an der Ortsbrust abzubauenden Material, wobei durch die unterschiedliche Orientierung der Diskenwerkzeuge das Material teilweise geschnitten und teilweise gebrochen wird.

[0020] Bei der Darstellung nach Fig. 3 wird nun ersichtlich, wie mit der erfindungsgemäßen Maschine eine besonders große Einbruchtiefe erzielt wird. Zu diesem Zweck ist der Auslegerarm 6 sowie der den Auslegerarm über den Hebelarm 17 betätigende Schwenkzylinder 16 schematisch dargestellt, wobei der Antriebsmotor des Werkzeugträgers wiederum mit 13 bezeichnet ist. Die Verschwenkung des Auslegerarmes 6 zu Firste bringt die Diskenwerkzeuge in eine Position, in welcher sie bei Verfahren der Maschine in Richtung des Pfeiles 21 in die Ortsbrust zur Erzielung eines Einbruches eingefahren werden können. Nach Erzielung der gewünschten Einbruchtiefe a wird nun der Auslegerarm 6 mit dem in Richtung des Pfeiles 22 rotierenden Werkzeugträger abwärts verschwenkt, wobei diese Abwärtsrichtung nunmehr mit 23 bezeichnet ist. Es gelingt also beim Abwärtsschrämen bevorzugt diejenigen Disken in Eingriff mit dem abzubauenden Material einzusetzen, welche für diese Operation besonders geeignet sind, wobei das aufgenommene, bzw. geschrämte Material wiederum über die Ladeeinrichtung 4 aufgenommen wird.

[0021] In Fig. 4 ist schematisch die untere Position ersichtlich, wobei vor allen Dingen klar wird, dass auch bei groß dimensionierten Werkzeugträgern eine Kollision mit der Ladeeinrichtung 4 sicher vermieden werden kann und gleichfalls ersichtlich ist, dass lediglich durch Austausch des Werkzeugträgers durch einen - einen entsprechend größeren Durchmesser aufweisenden -Werkzeugträger mit den am Umfang wiederum verteilten Diskenwerkzeugen die Breite der Abbaufront vergrößert bzw. variiert werden kann. 3/7

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT 506 501 B1 2011-04-15 Patentansprüche 1. Strecken-Vortriebsmaschine mit wenigstens einer Schneideinheit mit einem rotierbar gelagerten Werkzeugträger mit nach dem Hinterschneidprinzip arbeitenden Diskenwerkzeugen, welcher schwenkbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, wobei die Vortriebsmaschine (1) ein Fahrwerk, insbesondere ein Raupenfahrwerk (2), aufweist, und der Werkzeugträger (10) rotierbar an einem in Höhenrichtung um eine Schwenkachse (7) schwenkbaren Auslegerarm (6) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (9) des Werkzeugträgers (10) quer zur Längsachse des Auslegerarmes (6) und quer zur Schwenkachse (7) des Auslegerarms (6) verläuft, wobei die Diskenwerkzeuge (11,12) über einen Teil des Umfanges des Werkzeugträgers (10) in Eingriff mit dem abzubauenden Material bringbar sind.
2. 2. Strecken-Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) scheibenförmig ausgebildet ist.
3. 3. Strecken-Vortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (9) des Werkzeugträgers (10) einen Winkel von 45° bis 135° mit der Längsachse des Auslegerarmes (6) einschließt und vorzugsweise ungefähr normal zur Längsachse des Auslegerarmes (6) verläuft.
4. 4. Strecken-Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Disken (11) bzw. Diskenpakete am Umfang des Werkzeugträgers mit von anderen Disken (12) verschiedener Orientierung bzw. Schneidrichtung angeordnet sind.
5. 5. Strecken-Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Disken (11,12) bzw. Diskenpakete in Richtung zur Sohle geneigt angeordnet sind.
6. 6. Strecken-Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Maschine Abstützeinheiten (18, 19) für die Verspannung zwischen Firste und Sohle aufweist.
7. 7. Strecken-Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Auslegerarmes (6) größer als der Radius des scheibenförmigen Werkzeugträgers (10) ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4/7