DE1658726C3 - Tunnel or road boring machine - Google Patents
Tunnel or road boring machineInfo
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- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
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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.Tool carrier movement is generated by four printing cylinders arranged in pairs, it is advisable to have the two printing cylinder pairs attacked by 90 ° to one another on a common tool carrier attachment or a common shaft crank. This not only results in a more even distribution of the pressure / hand forces over the entire rotation of the tool carrier and thus a relatively uniform rotational movement of the carrier, but also achieves a further reduction in the overall length of the drive mechanism by engaging both pressure cylinder pairs on the joint crank. The pressure cylinders can be loaded on one side and designed as telescopic cylinders with pressure force and stroke speed that remain constant over the entire stroke length. You are then able to generate the stroke required to rotate the tool carrier with the smallest overall length. The drive mechanism according to the invention can then also be used for tunneling or tunneling machines that produce tunnels or routes with a relatively small diameter.
Teleskopzylinder, die einseitig beaufschlagt werden und über ihrer ganzen Hublänge mit gleichbleibender Hubgeschwindigkeit und gleichbleibender Druckkraft arbeiten, gehören zum Stand der Technik.Telescopic cylinders that are acted upon on one side and with a constant stroke length over their entire length Lifting speed and constant pressure are part of the state of the art.
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.According to a further feature of the invention, the piston rod ends of the pressure cylinder can have segment pieces be occupied on the cylindrical approach of the tool carrier or the shaft crank through their lateral edge strips overlapping and the bearing surface of the approach or the offset final Rings are held. Because the segment pieces with their cylindrical approach in a bore of the piston rod end are guided longitudinally displaceable, the strokes of the pressure cylinder can be smaller than the diameter of the circle described by the attachment of the tool carrier or the shaft offset be. In this way, the radial dimensions of the drive mechanism according to the invention further decrease. Also, this has training nor the advantage that they have the different speed components with which two Pressure cylinder in the overlapping time segment of their impact phase on the shaft crank act, balance.
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.The radially arranged and pivotably mounted pressure cylinders are expediently in one Housed housing approach, from the openings of which they protrude with their rear end to the outside. In this- so This form can be the piston rods of the pressure cylinder and the shaft offset connected to them Arrange protected without affecting the accessibility of the printing cylinder.
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.In order to coordinate the application of the pressure cylinders in their chronological sequence and duration, the solenoid valves controlling the application are switched by a sequential control that their Control impulses from the control cams that participate in the tool carrier rotation and run concurrently with it receives.
An Hand der Abbildungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the figures. It shows
F i g. 1 die Tunnel- bzw. Streckenvortriebsmaschine in Seitenansicht,F i g. 1 the tunnel or road boring machine in side view,
F i g. 2 den Antriebsmechanismus in einem Schnitt nach der Linie b-b der F i g. 3,F i g. 2 shows the drive mechanism in a section along the line bb of FIG . 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. 3 to 5 show a section through the drive mechanism along the line aa of FIG . 1.
F i g. 6 und 7 den mit Steuerkurven versehenen Teil der Welle.F i g. 6 and 7 the part of the shaft provided with control cams.
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.The tunneling machine is denoted by 1. It is supported with its crawler tracks 2 on the walls of the circular tunnel 3. With its tool rings 4, which are equipped with roller bits or cutting bits (not shown), it loosens the pending mineral and moves the debris with the aid of the conveyor 5 to the rear. All tool rings 4 are carried by housings 6, the end facing away from the tool ring au! mounted on the tool carrier 7 and rotatable with it about the longitudinal axis 8 of the tunneling or driving machine. The tool holder 7 is rotatably supported in a carried by the machine frame 9 tubular housing 10 in which the shaft 11 extends, the rotary movement in the tool carrier 7 initiates four pressure cylinders 12a, 126,12c, Hd. The rear in the larger-diameter housing extension 13 of the tubular housing 10, drive the shaft 7 aa They engage with their piston rod ends on the common shaft crank 14 and are pivotably mounted with lateral pins 15 on the circumference of the housing extension 13 | e two of the pressure cylinders 12 are diametrically opposite each other in a common plane , and both cylinder pairs 12a, 12c and 12Z), I2d located in adjacent planes are arranged offset from one another by 90 °. All pressure cylinders 12 are designed as telescopic cylinders and are only acted upon on one side. You therefore only press with the segment pieces 17 of their piston rod ends on the shaft crank 14. The two two-part rings 18, held together by screwdrivers (not shown), which engage in the lateral edge strips 19 of two segment pieces 17 lying in one plane and hold them on the shaft crank 14 therefore not loaded by the pressure cylinder 12. The segment pieces 17 have their cylindrical extensions 20 into correspondingly dimensioned bores 21 in the piston rod ends of the pressure cylinders 12. Since the cylindrical projections in the l: are jhrung guided longitudinally displaceably, all segment pieces 17 with respect to its pressure cylinder 12 bounded on one side by the front end surface of the piston rod and on the other hand by the Wellenkröpfung 14 in the cylinder longitudinal direction some freedom of movement.
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 beaufschlagterWhen the tunnel or tunnel boring machine 1 is working, the pressure cylinders 12 are successively acted upon in the direction of rotation of the tool carrier 7 The just acted upon pressure cylinder 12a push! Under the application pressure, the shaft crotch 14 moving on a circular path was hot in front of it and together with the other Druckzy relieve 12b, 12c, 12 pounds / a pendulum movement around the since borrowed pin 15 (Fig. 3). When the cylinder pistons have reached their dead center, the Teles acted upon Kopylinder 12a is therefore fully extended (FIG. 5) then the shaft crank 14 does not yet have the in be train on this pressure cylinder 12a reaches the furthest point of its trajectory, in which it is on the dei Straight connecting line between the pin 15 of the extended and this extended cylinder 12; opposite printing cylinder 12c is located. In the further course of the shaft rotation, which is caused by the ir Direction of shaft rotation following, now acted upon
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.Pressure cylinder 126 is kept in motion, the shaft crank 14 moves into this extreme position, pulling the cylindrical extension 20 of the extended pressure cylinder 12a by a certain amount out of the bore 21 and pushes this extension 20 after it has passed the connecting line again into the piston star bore 21. Only now, when the extension 20 is located over its entire length in the bore 21, is the extended pressure cylinder 12a pushed back into its dead position by the further rotating shaft crank 14. The successively acting pressure cylinders 12a, 126, 12c, \ 2d overlap to a certain extent in their area of action. Despite this overlap and the synchronization characteristics of their pistons, which in each individual telescopic cylinder according to FIG. 2 are simultaneously acted upon by the same pressure and therefore extend and retract at the same time, the speed of rotation of the shaft crank 14 fluctuates as a result of the continuously changing angle. In FIG. 4, the rotational speed of the wave crank 14 instantly reaches its maximum value, since <x, the angle between the plane of symmetry of the pressurized pressure cylinder 12a and the connecting line between the center of the shaft 11 and the center of the wave crank is 14.90 °. Before this pressure cylinder 126 can act, however, the shaft crank 14 must have passed the connecting line between its pivot pin 15 and the center of the shaft 11. In this area of movement of the shaft crank 14 extending beyond the connecting line, the pistons of the not yet acted upon pressure cylinder 12b would have to move towards the center of the shaft if the segment piece 17 were not displaceable relative to the cylinder piston in the piston direction. As a result, the not yet acted upon pistons of the pressure cylinder 126 still remain in their outer dead position, and only the segment piece 17 moves in the direction of the shaft center until it is caught up again by the piston rod of the pressure cylinder 12b, which is acted upon a short time later, and is pressed against the shaft crank t4) . By appropriately dimensioning the cylinder strokes, in conjunction with the displaceably mounted connecting pieces 17, the activity of the pressure cylinders 12a, 126, 12c, 12c / can be limited to the most favorable range of the angle and thus a relatively uniform rotary movement of the shaft 11 can be achieved.
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.The sequence of application and the duration of application of the pressure cylinder 12 can be determined by means of a Solenoid valves are controlled, which are switched by a sequence control (not shown) The latter receives its control pulses from control curve ^ 22 (Fig. 6), which one behind the other in different levels lie there and participate in the tool carrier rotation or the shaft rotation and run in the same direction as it thus, for example, are arranged on the shaft end face facing away from the tool carrier 7 or are arranged as in FIG. 6, are located on the Wellenurr.fsng. Each of these control cams 22 actuates one radially displaceable sensor 23, which slides untei spring pressure on them and thus generates the front the control pulse required by the sequence control.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
Claims (8)
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Legal Events
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |