DE1534649A1

DE1534649A1 - Maschine zum Bohren von Stollen,Tunnels,Kanaelen od.dgl.

Info

Publication number: DE1534649A1
Application number: DE19661534649
Authority: DE
Inventors: Ernst Lauber
Original assignee: MASCHINENFABRIK HABEGGER
Current assignee: MASCHINENFABRIK HABEGGER
Priority date: 1966-03-25
Filing date: 1966-03-25
Publication date: 1969-02-27
Also published as: ES339093A1; US3445137A; CS150179B2; AT271551B; FR1514566A; BR6787973D0; CH448155A; GB1171192A; BE695434A

Description

Dipl.-Ing. August Boshart Dipl.-lng. Walter Jackisch

Patentanwalt· StuHgart-N, Menzelstraße 40

P 15 34 649.^ A. 29 (HS

?.Oktober 1968

Maschinenfabrik Habegger AG· in Shun (Schweiz)

Maschine zum Bohren von Stollen, Tunnels, Kanälen od.dgl.

"Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine sum Bohren von Stollen, Tunnels, Kanälen od.dgl. uit einem im Stollen od.dgl. abgestützten Maschinenrumpf und einer an seiner Vorderseite drehbar gelagerten, die Werkzeuge tragenden Trommel.

Bei einer bekannten Stollenbohrmaschine ist der Masehinenrumpf als kräftiger, rechteckiger Rahmen ausgebildet, der unterhalb der Trommelachse liegt und seitliche Fahrraupen für den Maschinenvorschub trägt. Auf den Rahmen befinden sich das Trommellager und die Trommelantriebs vorrichtung sowie das Getriebe für den Antrieb der Ausbruchwerkzeuge. An Stelle des Raupenfahrwerkes können auch im Rahmen gelagerte, antreibbare Räder vorgesehen sein. Eine andere Ausführungsvariante besteht darin, 909809/0348

Unterlagen (Art.TSIAbs.ZNr.lSattSdesAnderungsoes.V.i. ■·

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daß am nahmen statt des Pahrwerkes Stütz- und Steuer-'schuhe befestigt sind, die auf der Stollensohle gleiten, wobei sich gegen den Stollen abstützende Hydraulikzylinder für den Vorschub sorgen. Diese Rahmenbauart des Maschinenrumpfes hat den wesentlichen Nachteil, daß ungünstige Verhältnisse für die Überleitung der beträchtlichen Axial- und Schnittkräfte von der Trommellagerung auf den tiefer liegenden Rahmen vorherrschen, da die Kräfte schräg nach unten übertragen werden müssen, wodurch die Starrheit der ganzen Trommellagerung und -abstützung beeinträchtigt wird.

Es ist auch schon bekannt, als Maschinenrumpf eine zentrale Achse mit quadratischem oder rundem Querschnitt vorzusehen, an der vorne und hinten je vier teleskopartig verstellbare Arme befestigt sind, die Raupenfahrwerke,Laufrollen oder Gleitschuhe tragen. Dabei ergibt sich eine ungünstige Umlenkung der Axial- und Schnittkräfte vom großen Durchmesser der Trommel über das am Vorderende der Zentralachse angeordnete Lager auf den verhältnismäßig kleinen Querschnitt dieser Achse. Obwohl die Achse lang und schwer und damit für die Montage und den Transport ungünstig ist, wird die für die Starrheit der Maschine notwendige Biegefestigkeit nicht erreicht. Außerdem liegen die für den Betrieb der Maschine notwendigen elektrischen und hydraulischen Schalt- und Steuergeräte, die meist sehr empfindlich sind, frei und es ist ein nur unzureichender Schutz des Maschinenführers gegen Staub, Hitze und

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Lärm gegeben. Die Montage der einzelnen Aggregate für den Trommelantrieb und -vorschub, die Anforderung des abgebauten Materials, die Kühlung usw. auf der zentralen Achse ist infolge der beengten Raumverhältnisse schwierig und zeitraubend. Die Zugängigkeit zu den Aggregaten bei Wartungs- und Reparaturarbeiten ist schwierig, ein Ausbau einzelner wichtiger Teile kann oft nur unter Verlegen der ganzen Maschine erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und eine Maschine zum Bohren von Stollen, Tunnels, Kanälen od.dgl. zu schaffen, die einen besonders starren und robusten Aufbau, wie er für den maechinellen Vortrieb in hartem Gestein notwendig ist, besitzt, dabei aber leicht zerlegbar bzw. montierbar und transportierbar ist. Anpassungsfähigkeit an verschiedene Stollendurchmesser, Bohr- und Abfö'rderungssysteme aufweist und sonstige Vorteile bietet.

Die Erfindung löst die gestellte· Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß"der Maschinenrumpf rohrförniig&usgebildet und aus mehreren aneinandergeflanschten Schüssen zusammengesetzt ist, an deren erstein außenseitig durch ein Tragwerk mit oberen und unteren G-leitschuhen verbundenem Uchuß sich die Trommel über ein ihre.ii Ifurchmesser angepaßtes Wälzlager abstützt, wooei die Schüsse elektrische, hydraulische und/oder pneumatische i'Unktionseinheiben bilden, die bei Wechsel des Abfördersysteins oder der Antriebsart der Werkzeuge od.dgl. austauschbar

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sind. Es stimmen also die Trommel, das Wälzlager und zumindest der Vorderteil des ersten Schusses in ihrem Durchmesser überein. Das Wälzlager überträgt sämtliche Axial- und Schnittkräfte von der Trommel <auf den Maschinenrumpf, und zwar so, daß die Weiterleitung der Kräfte ohne Querschnitfcsübergang erfolgt. Das Biegemoment verläuft unmittelbar durch den Mantel der Eohrschüsse, die ein sehr großes Widerstandsmoment besitzen, so daß die für das Bohren im harten Gestein geforderte große Starrheit der Haschine tatsächlich erreicht wird. Da bereits der erste Schuß mit Gleitschuhen am Stollen bzw. an der Stollenwand abgestützt ist, ergibt sich eine gute Maschinenführung und eine leichte Lenkbarkeit. Die Unterteilung des Maschinenrumpfes in einzelne Schüsse vereinfacht wesentlich die Montage der Maschine bei den beengten Raumverhältnissen und dem begrenzten Einsatz von MontageMlfsmitteln, da, von vorne beginnend, immer ein Schuß an den anderen angeflanscht werden kann. Die Schüsse selbst bilden in günstiger Weise Transporteinheiten, die den Transport wesentlich erleichtern. Da die einzelnen Schüsse als elektrische, hydraulische und/ öder pneumatische Punktionseinheiten ausgebildet sind, ist es möglich, dieselbe Maschine für verschiedene Abfördersysteme., z.B. Schaufelräder mit nachgeordnetem Bandförderer, Kratzförderer, pneumatische oder hydraulische Förderer, die nach den jeweiligen Gesteinseigenschaften und sonstigen Arbeitsverhältnissen gewählt werden und jeweils einen speziellen Antrieb erfordern, zu ver-

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wenden. Es braucht nur ein entsprechender Schuß eingebaut "bzw. ausgewechselt zu werden. Auch für die Werkzeugaggregate kann beispielsweise ein elektrischer oder hydraulischer Antrieb gewählt werden, wobei dann entweder ein Schuß mit den zugehörenden elektrischen Schaltgeräten oder ein Schuß mit Hydraulikpumpen und Schiebern zum Einsatz kommt.

Der Umbau der Maschine kann dabei gegebenenfalls

sogar unter Tag erfolgen. ^

Der erste Schuß weist einen zylindrischen Torderteil auf, in dem dfer Außenring des Wälzlagers eingepaßt ist, dessen mit der Trommel fest verbundener Lagerinnenring einen Zahnkranz trägt, in den Antriebsritzel eingreifen. Auf diese Weise ergeben sich günstige Verhältnisse für den Trommelantrieb und die Trommelabstützung.

Erfindungsgemäß verjüngt sich der erste Schuß hinter seinem aylindrisehen Vorderteil zu einem in

seiner Grundform rechteckigen Querschnitt und die "

weiteren Schüsse weisen ebenfalls eine rechteckige Querschnittsgrundform mit gewölbter Decke auf. Diese Verringerung des Querschnittes der Schüsse des Maschinenrumpfes der Trommel gegenüber hat den Vorteil, daß die gleichen Schüsse für verschiedene Stollendurchmesser verwendbar sind. Die Werkzeugaggregate an der Trommel können in bekannter Weise so verstellbar sein, d;aß eine gewisse Änderung des Arbeitsdurchmessers möglich ist. Reicht diese Verstellbarkeit nicht aus, so

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braucht nur die Trommel mit dem ersten Schuß des Maschinenrumpfes ausgewechselt zu werden, die übrigen Schüsse sind von vornherein für Stollen mit in weiten Grenzen schwankendem Durchmesser geeignet. Außerdem wird durch die Hechte deform der Schüsse seitlich neben diesen Haum für das Vorschubaggregat od.dgl. geschaffen. ·

Zwischen dem Tragwerk und wenigstens den oberen Gleitschuhen sind hydraulische Kolbentriebe eingesetzt, so daß diese Gleitschuhe an den Stollenfirst angestellt werden können bzw. eine Verspannung des ersten Schusses im Stollen möglich ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist beidseitig neben dem zweiten Schuß ein Vorschubaggregat ^geordnet, das aus hydraulisch gegen Stollenfirst und -eohTa verspannbaren Säulen und mit diesen verbundenen Vorschubzylindern besteht, deren Kolbenstangen am Tragwerk des ersten Schusses angreifen. Da also das Vorschubaggregat unmittelbar auf den ersten Schuß wirkt und mit den folgenden Schüssen keine direkte Verbindung hat, ergeben sich günstige Verhältnisse für die Übertragung der Vorschubkräfte und auch für die lenkung der Maschine.

E^n in seiner Starrheit verbesserter Maschinenaufbau wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Schüsse zusätzlich durch Zugstangen untereinander verspannt sind.

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Me rechteckige Rohrform des Maschinenrumpfes bringt die Möglichkeit mit sich, den Innenraum des zweiten und folgenden Schusses als Führerstand auszubilden, der die erforderlichen elektrischen und/oder hydraulischen Steuer-, Schalt- und Meßgeräte aufnimmt, wogegen die Motoren, die Pumpen, hydraulischen Behälter u.dgl. an der Schußaußenseite angeordnet sind. Die empfindlichen Geräte sind demnach geschützt untergebracht und es wird ein Führerstand erreicht, in dem der Bedienungsmann nicht mehr dem Staub, der Hitze oder dem Lärm ausgesetzt ist. Es ist sogar möglich, für den Führerstand ein Klimagerät vorzusehen und seine Wände mit einer Schallisolationsschicht auszustatten.

Die hydraulischen und elektrischen Leitungen sind erfindungsgemäß in den Schüssen fest verlegt und an den Schußstößen sind Steckverbindungen bzw. Kupplungen für die Leitungen vorgesehen. Dadurch wird eine bedeutende Vereinfachung für das Zerlegen und den Zusammenbau der-Maschine erzielt, da die Schüsse vormontierte Baueinheiten bilden und sich das zeitraubende und umständliche Abklemmen von Kabeln, Lösen von Hydraulikschläuchen u.dgl. erübrigt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen:

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Pig. 1 eine Stollenbohrinas chine in Seitenansicht, wobei der Mittelteil des Maschinenrumpfes nach der linie I-I der Pig. 2 aufgeschnitten ist,

Pig. 2 die Maschine in Draufsicht mit im waagrechten Mittelschnitt dargestelltem Maschinenrumpf und die Pig. 3-5 Querschnitte nach den Linie III-III, IV-IVund V-Y der Pig. 1.

An der Vorderseite des Maschinenrumpfes ist eine rotierende Trommel 1 vorgesehen, die vier je aus einem Motor, einem Getriebe und einem Messerkopf bestehende Werkzeugaggregate 2,3 trägt. Die Aggregate sind zur Bearbeitung des Innenteiles und die Aggregate 3 des Umfangsbereich.es der Stollenbrust bestimmt. Um den Stollendurchmesser verändern zu können, sind die äußeren Aggregate 3 in einander gegenüberliegenden !Tischen der Trommel 1 auf kräftigen Bolzen 4 gelagert und können um diese Bolzen mit Hilfe von G-ewindespiixeln verschwenkt werden.

Der Maschixienrumpf besteht aus rohrförmigen Schüssen 5,6,7 und einem Endschuß 8. Der erste Schuß 5 ist in seinem Vorderteil entsprechend dem Trommeldurchmesser zylindrisch ausgebildet und hat dort den Außenring eines Wälzlagers 9 eingepaßt bzw. eingeschraubt. Der Innenring dieses Lagers 9 ist mit der Trommel 1 fest verbunden und trägt einen Zahnkranz 10, in den Antriebsritzel 11 eingreifen. Über das Lager 9 werden die auftretenden Axial- und Radi aller äf te von der Trommel 1 auf den Kaschinenrumpf, wobei der Lagerinnenring zugleich

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zum Trommelantrieb dient. Der Lagerraum ist nach hinten durch eine Zwischenwand 12, in der ein verschließbares Mannloch vorgesehen ist, abgeschlossen. Mit 13 ist ein Schleifringraum bezeichnet, über den die notwendige Energie zu den Antriebsmotoren der Werkzeugaggregate übertragen wird. Dabei kann es sich, je nachdem, ob elektrischer oder hydraulischer Antrieb vorhanden ist, um Slektro- oder Ölschleifringe handeln. Die Verlustwärme der Getriebe und Motoren sowie der größte Teil der an den Messerköpfen entstehenden Wärme wird durch Kühlwasser über zusätzliche Wasserschleif ringe abgeführt. In der Mitte des Ilaumes bzw. der Trommel 1 ist ein zentraler Kanal 14 zur Vornahme von Sondierbohrungen durch den Maschinenrumpf und die Trommel' hindurch freigelassen.

Hinter dem zylindrischen Vorderteil verjüngt sich der erste Schuß 5 zu einem in seiner Grundform rechteckigen Querschnitt und die Schüsse 6,7 weisen ebenfalls eine rechteckige Querschnittsgrundform mit gewölbter Decke auf. Die Schüsse 5 bis 8 tragen an ihren. zueinander gekehrten Flächen Flansche, mit denen sie durch Schrauben verbunden sind. Ferner sind die Schüsse durch Zugstangen 15 miteinander verspannt.

Am zylindrischen Vorderteil des ersten Schusses 5 ist ein Tragwerk 16 vorgesehen, das je zwei nach oben und unten gerichtete Kuge^fannen aufweist. In die unteren Kugelpfannen greifen Stützen 17 eines unteren Gleitschuhs •18 ein. Zwei obere, miteinander verbundene Gleitschuhe sind durch hydraulische Kolbentriebe 20 am Tragwerk 16

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abgestützt. Dadurch, ist der Maschinenvorderteil im Stollen geführt bzw. eingespannt. Beiderseits des Schusses 6 ist ein Vorschubaggregat angeordnet, das aus je zwei Tragsäulen 21 mit hydraulischen Kolbentrieben 22 und je einem oberen und unteren Haftschuh 25 besteht. Das Vorschubaggregat ist also mit großer Kraft gegen Stollenfirst und -sohle verspannt, wobei vier Vorschubzylinder 24, deren Kolbenstangen 25 am Tragwerk 16 des ersten Schusses 5 angreifen, die ganze Maschine nach vor- oder rückwärts schieben.

Der untere Gleitschuh 18 trägt zur Materialabförderung zwei Schaufelräder 26 mit entsprechendem Antrieb. Ein Förderband 27 übernimmt das Ausbruchsmaterial und führt es zum hinteren Maschinenende.Bedingt durch den Anstieg des Förderbandes 27 sind die Schüsse 5>6,7 mit schrägem Boden gebaut. Je nach den geologischen Verhältnissen können aber auch andere Fördermittel zum Abtransport des anfallenden Materials vorgesehen werden, ebenso wie es möglich ist, die Trommel 1 mit anderen Werkzeugen, z.B. mit Rollmeissein, auszustatten. Die Schüsse können, wie Fig. 4 zeigt, zur Erhöhung der Steifigkeit gewellte Seitenwände besitzen. Ferner ist es möglich, an den Seitenwänden Schallisolationsschichten vorzunehmen.

Die Schüsse 5»6 und 7 bzw. deren Innenräume sind als Führerstand ausgebildet. Im Inneren des Schusses 6 ist die hydraulische Steuerung, bestehend aus Schieberblöcken 28, einem Steuerkasten 29 und einem Regelautomaten 30, angeordnet. Darüber befindet sich ein Kabelkanal 31 mit

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Hydraulikmanometern. Ein elektrischer Schaltschrank 32 mit den notweirtgen Schützen, Schaltern und Meßinstrumenten ist ebenso wie? ein Klappsitz ■ 33 im Schuß 7 untergebracht. Vom Schaltsehrank 32 führen die elektrischen Kabel zu den einzelnen Antriebsmotoren, wobei an den Stoßstellen der Schüsse Steckverbindungen 34 für die Kabel vorgesehen sind, um ein Zerlegen des Rumpfes ohne gleichzeitige Demontage der Kabel zu ermöglichen. Hinter dem Schaltschrank 32 ist die Seitenwand des Schusses 7 örtlich durchbrochen und an dieser Stelle außen ein Klimagerät 35 angebaut. Dieses versorgt den !Führerstand mit entstaubter, gekühlter und entfeuchteter Luft und schafft so angenehme Arbeitsbedingungen. Urn ein Eindringen von Staub u.dgl. von außen zu verhindern, ist der Schuß 7 durch eine hintere Stirnwand 36 abgeschlossen, in der sich eine Tür 37 befindet. Über dem Bedienungsgang ist an der Decke eine durchlaufende Schiene 33 für eine Hontagehängebahn befestigt.

Am Schuß 7 ist außen der Hydraulikantrieb und die Torrichtung zur Kühlwasserversorgung der Haschine angebaut. An der Seite des ti c halts ehr ankes 32 befindet sich dabei eine Kühlwasserpumpe 39 mit einem Wärmeaustauscher 4-0 zur Abgabe der "Verlustwärme der einzelnen Aggregate an kalte's Fremdwasser. Die gegenüberliegende Schußseitenwand trägt den Hydraulikantrieb, bestehend aus den Pumpen 41 , dem Terteilge trie «toe 42 und dem ■jJleLitroraotol·· 43· --'i'i-· 44 ist der ülvorre.tnbeuälter be-

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zeichnet. Sin weiterer "Vorratsbehälter 45 "befindet sich auf dem Endschuß 8. Dieser Vorratsbehälter ist jedoch nur erforderlich, wenn auch der Antrieb des .Förderers hydraulisch erfolgt. In diesem Pail wird das notwendige Pumpenaggregat im Schuß 6 unterhalb der Schieberblöcke 28 und des Steuerkastens 29 montiert. Sämtliche Anbauten am Schuß 7 sind der Kreisfor/n des S t oll enquer schnitt es angepaßt, wobei die Außenabmessungen möglichst klein gehalten werden, um das Bohren von Stollen mit geringerem Durchmesser, als in den 3¹Ig. dargestellt und auch das Kurvenfahren zu ermöglichen.

Den Abschluß des Haschinenrumpfes bildet der Endschuß 8, der den Übergang zu einer lenkvorrichtung darstellt. Dieser Endschuß besteht aus einem Anschlußflansch zur Verbindung mit dem Schuß 7, einer hinteren Bohrsäule 46, einer Deck- nnd Bodenplatte 47»43 und einer mittleren Längswand

49 s in der ein waagrechtes Längsrohr 50 eingesetzt ist. An'der !Tragsäule ist in Verlängerung des Itohres

50 ein hohler iragzapfen 51 befestigt. Der hohle Tragzapfen 51 und das Iiohr 50 ermöglichen den Durchtritt eines Gestänges für Sondierbohrungen.

Der l'ragzapfen ist in einer Lenkvorrichtung

52 der Höhe und der Seite nach verstellbar gehalten. Die Lenkvorrichtung 52 stützt sich mit Schienenräder

53 auf einem Gleitschlitten 54 ab, der ein Podest 55

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zur allfälligen Montage einer Sondierbohrmaschine bzw. zur Durchführung von Felssicherungsmaßnahmen trägt. Oben ist die Lenkvorrichtung 52 mit gegen den Stollenfirst hydraulisch anstellbaren Gleitschuhen 56 versehen. Der Schlitten 54. und die Gleitschuhe 56 sind durch Schleppstangen 57 mit dem Maschinenrumpf verbunden und werden beim Vortrieb der Maschine mitgezogen.

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Claims

Patentansprüche :

Maschine zum Bohren von Stollen, Tunnels, Kanälen od.dgl. mit einem im Stollen od.dgl. abgestützten Maschinenrumpf und einer an seiner Vorderseite drehbar gelagerten, die Werkzeuge tragenden Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinerirumpf rohrförmig ausgebildet und aus mehreren aneinander ge-Ä flanschten Schüssen (5,6,7) zusammengesetzt ist, an deren erstem außenseitig durch ein Tragwerk (16) mit oberen und unteren Gleitschuhen (18,19) verbundenem Schuß (5) sich die Trommel (1) über ein ihrem Durchmesser angepaßtes Wälzlager (9)abstützt, wobei die Schüsse elektrische, hydraulische und/oder pneumatische !Funktionseinheiten bilden, die bei Wechsel des Abfordersystems oder der Antriebsart der Werkzeuge od.dgl. austauschbar sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schuß (5) einen zylindrischen Vorderteil aufweist, in dem der Außenring des Wälzlagers (9) eingepaßt ist, dessen mit der Trommel (1) fest verbundener lage rinnenring einen Zahnkranz (10) trägt, in den An-. triebsritzel (11) eingreifen.
3. Maschhe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Schuß (5) hinter seinem zylindrischen Vorderteil zu einem in seiner Grundform rechteckigen Querschnitt verjüngt und die weiteren Schüsse (6,7) ebenfalls eine rechteckige Querschnittsgrundform mit gewölbter Decke aufweisen.

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4. Maschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragwerk (16) und wenigstens den oberen Gleitschuhen (19) hydraulische Kolbentriebe (20) eingesetzt sind.
5. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4) dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig neben dem zweiten Schuß (6) ein Vorschubaggregat (21-25) angeordnet ist, das aus hydraulisch gegen Stollenfirst und -sohle verspannbaren Säulen (21,22) und mit diesen verbundenen Vorschubzylindern (24) besteht, deren kolbenstangen (25) am Tragwerk (16) des ersten Schusses

(5) angreifen.
6. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Schüsse (5,6,7) zusätzlich durch Zugstangen (15) untereinander verspannt sind.
7. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der- Innenrauin des zweiten und folgenden Schusses (6,7) als Führerstand ausgebildet ist und die erforderlichen elektrischen und/ oder hydraulischen Steuer-, Schalt- und Meßgeräte (28,29, 30,32) aufnimmt, wogegen die Motoren (43), die Pumpen (39,41) hydraulischeii Behälter (44,45) u. dgl. an der Schußaußenseite angeordnet sind.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen und elektrischen Leitungen in den Schüssen (5>6,7) fest verlegt und an den Schußstoßen Steckvwrbindungen .(34) bzw. kupplungen für die Leitungen vorgesehen sind. BAD ORlGi₁NjAL

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