DE1658726C3 - Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine - Google Patents

Description

Werkzeugträgerbewegung von vier paarweise angeordneten Druckzylindern erzeugt wird, empfiehlt es sich, die beiden Druckzylinderpaare um 90° versetzt zueinander an einem gemeinsamen Werkzeugträgeransatz oder einer gemeinsamen Wellenkröpfung angreifen zu lassen. Man erreicht so nicht nur eine gleichmäßigere Verteilung der Druckz/Hnderkräfte über dse ganze Drehung des Werkzeugträgers und damit eine verhältnismäßig gleichförmige Trägerdrehbewegung, sondern erreicht durch den Angriff beider Druckzy- _J0 linderpaare an der gemeinsamen Weüenkröpfung auch eine weitere Verminderung der Baulänge des Antriebsmechanismus. Die Druckzylinder können ?:vr einseitig beaufschlagbar und als Teleskopzylinder mit über die ganze Hublänge gleichbleibender Druckkraft und Hubgeschwindigkeit ausgebildet sein. Sie sind dann in der Lage, den zur Drehung des Werkzeugträgers erforderlichen Hub bei kleinster Baulänge zu erzeugen. Der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus läßt sich dann auch für Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschinen benutzen, die Tunnel oder Strecken mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser herstellen.

Teleskopzylinder, die einseitig beaufschlagt werden und über ihrer ganzen Hublänge mit gleichbleibender Hubgeschwindigkeit und gleichbleibender Druckkraft arbeiten, gehören zum Stand der Technik.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal können die Kolbenstangenenden der Druckzylinder mit Segmentstücken besetzt sein, die auf dem zylindrischen Ansatz des Werkzeugträgers oder der Wellenkröpfung durch ihre seitlichen Randleisten übergreifende und die Auflagerfläche des Ansatzes bzw. der Kröpfung abschließende Ringe gehalten werden. Da die Segmentstücke mit ihrem zylindrischen Ansatz in einer Bohrung des Kolbenstangenendes längs verschieblich geführt sind, können die Hübe der Druckzylinder kleiner als der Durchmesser des vom Ansatz des Werkzeugträgers bzw. von der Wellenkröpfung beschriebenen Kreises sein. Auf diese Weise lassen sich auch die radialen Abmessungen des erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus weiter verringern. Außerdem hat diese Ausbildung noch den Vorteil, daß sie die unterschiedlichen Geschwindigkeitskomponenten, mit denen jeweils zwei Druckzylinder in dem sich überschneidenden Zeitab schnitt ihrer Beaufschl?.gungsphasc auf die Wellenkröpfung einwirken, ausgleichen.

Zweckmäßigerweise werden die radial angeordneten und schwenkbar gelagerten Druckzylinder in einem Gehäuseansatz untergebracht, aus dessen Öffnungen sie mit ihrem hinteren Ende nach außen ragen. In die- so ser Form lassen sich die Kolbenstangen der Druckzylinder und die mit ihnen verbundene Wellenkröpfung geschützt anordnen, ohne daß die Zugänglichkeit der Druckzylinder beeinträchtigt wird.

Um die Beaufschlagung der Druckzylinder in ihrer zeitlichen Folge und Dauer aufeinander abzustimmen, werden die die Beaufschlagung steuernden Magnetventile von einer Folgesteuerung geschaltet, die ihre Steuerimpulse von an der Werkzeugträgerdrehung teilnehmenden und mit ihr gleichlaufenden Steuerkurven empfängt.

An Hand der Abbildungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Tunnel- bzw. Streckenvortriebsmaschine in Seitenansicht,

F i g. 2 den Antriebsmechanismus in einem Schnitt nach der Linie b-b der F i g. 3,

F i g. 3 bis 5 einen Schnitt durch den Antriebsmechanismus nach der Linie a-a der F i g. 1.

F i g. 6 und 7 den mit Steuerkurven versehenen Teil der Welle.

Die Vortriebsmaschine ist mit 1 bezeichnet Sie stützt sich mit ihren Raupenfahrwerken 2 auf der» Wänden des kreisförmigen Tunnels 3 ab. Mit ihren Werkzeugkränzen 4, die mit nicht dargestellten Rollenmeißeln oder Schrämmeißeln besetzt sind, löst sie das anstehende Mineral und schafft das Haufwerk mit Hilfe des Fördermittels 5 nach hinten. Alle Werkzeugkränze 4 werden von Gehäusen 6 getragen, die mit ihrem dem Werkzeugkranz abgewandten Ende au! dem Werkzeugträger 7 gelagert und mit ihm um die Längsachse 8 der Tunnel- bzw. Streckenvortriebsmaschine drehbar sind. Der Werkzeugträger 7 liegt drehbar in einem vom Maschinengestell 9 getragenen rohrförmigen Gehäuse 10. in welchem auch die Welle 11 verläuft, die die Drehbewegung in den Werkzeugträger 7 einleitet Vier Druckzylinder 12a, 126,12c, Hd. die in dem im Durchmesser größeren hinteren Gehäuseansatz 13 des rohrförmigen Gehäuses 10 angeordnet sind, treiben die Welle 7 aa Sie greifen mit ihren Kolbenstangenenden an der gemeinsamen Wellenkröpfung 14 an und sind mit seitlichen Zapfen 15 am Umfang des Gehäuseansatzes 13 schwenkbar gelagert |e zwei der Druckzylinder 12 liegen sich in einer gemeinsamen Ebene diametral gegenüber, und beide in nebeneinanderliegenden Ebenen befindlichen Zylinderpaare 12a, 12c und 12Z), I2d sind zueinander um 90° versetzt angeordnet Die Zylinderenden ragen dabei durch Öffnungen 16 des Gehäuseansatzes 13 nach außen. Alle Druckzylinder 12 sind als Teleskopzylinder ausgebildet und werden nur einseitig beaufschlagt. Sie drücken daher nur mit den Segmentstücken 17 ihrer Kolbenstangenenden auf die Wellenkröpfung 14. Die beiden zweiteiligen, durch nicht dargestellte Schrauber zusammengehaltenen Ringe 18, die in die seitlichen Randleisten 19 zweier in einer Ebene liegender Segmentstucke 17 eingreifen und sie auf der Wellenkröpfung 14 halten, werden daher durch die Druckzylinder 12 nicht belastet Die Segmentstücke 17 r^gen m·' ihren zylindrischen Ansätzen 20 in entsprechend bemessene Bohrungen 21 der Kolbenstangenenden der Druckzylinder 12 hinein. Da die zylindrischen Ansätze in dieser l^:jhrung längs verschieblich geführt sind, haben alle Segmentstücke 17 gegenüber ihrem Druckzylinder 12 in Zylinderlängsrichtung eine gewisse Bewegungsfreiheit, die einerseits durch die vordere Stirnfläche der Kolbenstange und andererseits durch die Wellenkröpfung 14 begrenzt ist.

Beim Arbeiten der Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine 1 werden die Druckzylinder 12 nacheinander in Umlaufrichtung des Werkzeugträgers 7 beaufschlagt Der gerade beaufschlagte Druckzylinder 12a schieb! unter dem Beaufschlagungsdruck lie sich auf einei Kreisbahn bewegende Wellenkröplung 14 vor sich hei und führt dabei zusammen mit den anderen Druckzy lindern 12b, 12c, 12£/eine Pendelbewegung um die seit liehen Zapfen 15 aus (F i g. 3). Wenn die Zylinderkolber ihre Totlage erreicht haben, der beaufschlagte Teles kopzylinder 12a also ganz ausgefahren ist (F i g. 5) dann hat die Wellenkröpfung 14 noch nicht den in be zug auf diesen Druckzylinder 12a entferntesten Punk ihrer Bewegungsbahn erreicht, in der sie sich auf dei Verbindungsgeraden zwischen den Zapfen 15 des aus gefahrenen und des diesem ausgefahrenen Zylinder 12; gegenüberliegenden Druckzylinders 12c befindet. In weiteren Verlauf der Wellendrehung, die durch den ir Wellendrehrichtung folgenden, jetzt beaufschlagter

Druckzylinder 126 in Gang gehalten wird, bewegt sich die Wellenkröpfung 14 in diese äußerste Stellung, zieht dabei den zylindrischen Ansatz 20 des ausgefahrenen Druckzylinders 12a um ein bestimmtes Maß aus der Bohrung 21 heraus und schiebt diesen Ansatz 20, nachdem sie die Verbindungsgerade durchlaufen hat, wieder in die Kolbenstarigenböhrung 21 hinein. Erst jetzt, wenn der Ansatz 20 sich auf seine ganze Länge in der Bohrung 21 befindet, wird der ausgefahrene Druckzylinder 12a durch die sich weiter drehende Wellenkröpfung 14 in seine Totlage zurückgedrückt. Die nacheinander tätig werdenden Druckzylinder 12a, 126,12c, \2d überdecken sich in ihrem Aktionsbereich um ein gewisses Maß. Trotz dieser Überdeckung und der Gleichlaufcharakteristik ihrer Kolben, die bei jedem einzelnen Teleskopzylinder nach der F i g. 2 gleichzeitig mit gleichem Druck beaufschlagt sind und daher gleichzeitig aus- und einfahren, schwankt die Umlaufgeschwindigkeit der Wellenkröpfung 14 infolge des sich fortlaufend ändernden Winkels «. In der F i g. 4 erreicht die Umlaufgeschwindigkeit der Wellenkröpfung 14 augenblicklich ihren Höchstwert, da <x, der Winkel zwischen der Symmetrieebene des beaufschlagten Druckzylinders 12a und der Verbindungslinie zwischen der Mitte der Welle 11 und der Mit'e der Wellenkröpfung 14,90° beträgt. Bevor dieser Druckzylinder 126 jedoch tätig werden kann, muß die Wellenkröpfung 14 die Verbindungslinie zwischen seinem Schwenkzapfen 15 und der Mitte der Welle 11 passiert haben. In diesem über die Verbindungslinie hinausgehenden Bewegungsbereich der Wellenkröpfung 14 müßten die Kolben des noch nicht beaufschlagten Druckzylinders 12b sich bereits in Richtung auf die Wellenmitte bewegen, wenn nicht das Segmentstück 17 gegenüber den Zylinderkolben in Kolbenlaufrichtung verschiebbar wäre. Infolgedessen bleiben die noch nicht beaufschlagten Kolben des Druckzylinders 126 noch in ihrer äußeren Totlage, und allein das Segmentstück 17 verschiebt sich in Richtung zur Wellenmitte, bis es von der Kolbenstange des kurze Zeit später beaufschlagten Druckzylinders 12b wieder eingeholt und gegen die Wellenkröpfung t4 gepreß) wird. Durch entsprechende Bemessungen der Zylinderhübe läßt sich in Verbindung mit den verschiebbar gelagerten Verbindungsstücken 17 die Tätigkeit der Druckzylinder 12a, 126,12c, 12c/auf den für sie günstigsten Bereich des Winkels « beschränken und dadurch eine verhältnismäßig gleichförmige Drehbewegung der Welle 11 erzielen.

Die Beaufschlagungsfolge und die Beaufschlagungsdauer der Druckzylinder 12 kann mittels nicht dargestellter Magnetventile gesteuert werden, die von einer Folgesteuerung (nicht dargestellt) geschaltet werden Letztere erhält ihre Steuerimpulse von Steuerkurve^ 22 (F i g. 6), die in verschiedenen Ebenen hintereinan derliegen und an der Werkzeugträgerdrehung oder der Wellendrehung teilnehmen und mit ihr gleichlaüfen also beispielsweise an der dem Werkzeugträger 7 abgewandten Wellenstirnseite angeordnet sind oder sich wie in der F i g. 6 dargestellt, auf dem Wellenurr.fsng befinden. Jede dieser Steuerkurven 22 betätigt einer radial verschiebbar gelagerten Fühler 23, der untei Federdruck auf ihnen gleitet und erzeugt so den vor der Folgesteuerung benötigten Steuerimpuls.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: nehmenden und mit ihr gleichlaufenden Steuerkurven (22) empfangt

1. Tunnel- oda- Streckenvortriebsmaschine, die mt einem in Richtung der Tunnelachse verfahrbaren Maschinengestell und einem um die Lingsachse des MaschinengesteUs drehbar gelagerten Werkzeugträger ausgerüstet ist, in welchem ein od«r mehrere mit Rollen- oder Schrämmeißeln besetzte Werkzeugkränze außerhalb der Längsachse des Maschinengestells drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Werkzeugträgers (7) durch mindestens vier schwenkbar gelagerte Druckzylinder (12a, 12ft. t2c 12a) erzeugt wird, die an Ansätzen des Werkzeugträgers (7) oder Kröpfungen (14) der den Werkzeugträger tragenden Welle (11) des MascbinengesteJäs (9), versetzt zueinander liegend, angreifen.

2. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzylinder (12a, 126. 12c I2d) paarweise, mit sich diametral gegenüberliegenden Schwenkachsen (15), in gemeinsamen Ebenen angeordnet sind.

3. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, deren Werkzeugträgerbewegung von vier paarweise angeordneten Druckzylinder· erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet daß beide Druckzylinderpaare (12a. \2c) und (12& \2d) um 90° versetzt zueinander an einem gemeinsamen Werkzeugträgeransatz oder einer gemeinsamen Wellenkröpfung (14) angreifen.

4. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzylinder (12a. 126. 12c, 12o) nur einseitig beaufschlagbar und als Teleskopzylinder mit über der ganzen Hublänge gleichbleibender Druckkraft und Hubgeschwindigkeit ausgebildet sind.

5. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenenden der Druckzylinder (12a. 126. 12c, 12a) mit Segmentstücken (17) besetzt sind, die auf dem zylindrischen Ansatz des Werkzeugträgers oder der Wellenkröpfung (14) durch ihre seitlichen Randleisten (19) übergreifende und die Auflagerfläche des Ansatzes bzw. der Kröpfung (14) abschließende Ringe (18) gehalten sind.

6. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentstücke (17) mit ihrem zylindrischen Ansatz (20) in einer Bohrung (21) des Kolbenstangenendes längs verschieblich geführt sind und daß die Hübe der Druckzylinder (12a, 126,12c I2d) kleiner als der Durchmesser des vom Ansatz des Werkzeugträgers (7) bzw. von der Wellenkröpfung (14) beschriebenen Kreises ist.

^Ί. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Gehäuseansatz (13), aus dessen öffnungen (1β) die radial angeordneten, schwenkbar gelagerten Druckzylinder (12a. 12b, 12c, \2d) mit ihrem hinteren Ende nach außen ragen.

8. Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Beaufschlagung der Druckzylinder (12a, \2b, 12c, \2d) steuernden Magnetventile von einer Folgesteuerung geschaltet werden, die ihre Steuerimpulse von an der Werkzeugträgerdrehung teil Es sind Strtckenvortriebsmaschinen bekannt, die mit einem in Richtung der Tunnelachse verfahrbaren Maschinengestell und einem um die Längsachse des Ma-

schinengesteUs drehbar gelagerten Werkzeugträger ausgerüstet sind Auf dem Werkzeugträger drehbar gelagerte, mit Schrämmeißeln besetzte Werkzeugkränze, die außerhalb der Längsachse des Gestells liegen, lösen das anstehende Mineral- Sie werden von dem sich mit

langsamer Bewegung drehenden Werkzeugträgern um die Längsachse des MaschinengesteUs herumgeführt und bestreichen dabei in zur Tunnelachse konzentrischen Bahner» du: Ortsbrust Infolge der langsamen Drehbewegung des Werkzeugträgers muß die Drehbe-

wegung des Antriebsmotor« sehr stark untersetzt werden. Das daher sehr aufu-endige Untersetzungsgetriebe verteuert nicht nur die Streckenvortriebsmaschine er heblich, sondern beansprucht auch zusätzlichen Raum und vergrößert somit die Maschinenabmessungen.

Bei Gewinnungsmaschinen für Kohle oder andere Mineralien, die an einem an den Strebenden festgelegten Zugmittel in Streblängsrichtiing bewegbar sind und ein in das Zugmittel eingreifendes Kettenrad aufweisen, hat man bereits vorgeschlagen, die das Kettenrad

drehende Winde hydraulisch anzutreiben. Als Antriebsorgane werden dabei schwenkbar gelagerte hydraulische Zylinder benutzt die mit ihren doppeltwirkenden Kolben versetzt zueinander angeordnet sind und auf die mit dem Kettenrad der Winde verbundene Kurbel welle einwirken.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, für Tunneloder Streckenvortriebsmaschinen einen Antriebsmechanismus zu schaffen, der die Drehbewegung des Werkzeugträgers erzeugt ihn also langsam, aber mit

großer Kraft um die Längsachse des MaschinengesteUs herumführt

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine aus, die mit einem in Richtung der Tunnelachse verfahrbaren

Maschinengestell und einem um die Längsachse des Maschinengestells drehbar gelagerten Werkzeugträger ausgerüstet ist in welchem ein oder mehrere mit Rollen oder Schrämmeißeln besetzte Werkzeugkränze außerhalb der Längsachse des Maschinengestells dreh-

bar gelagert sind, und schlägt vor, die Drehbewegung des Werkzeugträgers durch mindestens vier schwenkbar gelagerte Druckzylinder zu erzeugen, die an Ansätzen des Werkzeugträgers oder Kröpfungen der den Werkzeugträger tragenden Welle des Maschinengc-

SS stells, versetzt zueinander liegend, angreifen. Mit Hilfe der Druckzylinder läßt sich der Werkzeugträger langsam mit der erforderlichen niedrigen Drehzahl von etwa 1 bis 2 U/min und der großen etwa 401 betragenden Umfangskraft drehen, ohne daß besonders aufwen-

dige, die Vortriebsmaschine verteuernde Untersetzungsgetriebe erforderlich wären. Zweckmäßigerweise sind die Druckzylinder mit sich diametral gegenüberliegenden Schwenkachsen paarweise in gemeinsamen Ebenen angeordnet In dieser Form läßt sich die Zahl

der Wirkungsebenen der Druckzylinder und damit auch die Anzahl der Wellenkröpfung sowie die Baulänge des Antriebsmechanismus reduzieren. Bei Tunnel- oder Streckenvortriebsmaschine», deren