DE2543501B1 - Vortriebsmaschine fuer bergbauliche strecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vortriebsmaschine für bergbauliche Strecken, für Tunnels u. dgl. — mit Raupenfahrwerk, Fräsausleger mit Fräskopf und Fördereinrichtung, wobei der Fräsausleger mit seinem Maschinengestell um eine vertikale Achse motorisch drehbar und außerdem um eine horizontale Achse schwenkbar auf das Raupenfahrwerk aufgesetzt ist. — Fräskopf bezeichnet ein Fräswerkzeug mit einer Vielzahl von Fräspicken, die an einem mehr oder weniger kegelförmigen Fräskopfhalter, der um seine Kegelachse rotiert, befestigt sind. Die Fräspicken sind mit Hartmetallschneiden bestückt.

Die (aus der Praxis) bekannten, gattungsgemäßen Vortriebsmaschinen sind Teilschnittmaschinen, d. h. der Fräskopf bearbeitet im Laufe der Zeit den gesamten Streckenquerschnitt der Ortsbrust. Das Gestein wird gleichsam zerspanend hereingewonnen. Das ist aufwendig und bedeutet hohen Werkzeugverschleiß. Der Fräsausleger wird bei den bekannten Vortriebsmaschinen so bewegt, daß der Fräskopf den Streckenquerschnitt an der Ortsbrust bestreichen kann. Ihre Einsatzgrenze finden die bekannten Maschinen dort, wo das anstehende Gestein zu hart wird. Der Werkzeugverschleiß übersteigt alsdann jedes wirtschaftlich vertretbare Maß, zumal gleichzeitig mit härter werdendem Gestein die Vortriebsleistung und der Wirkungsgrad erheblich zurückgehen.
Im übrigen kennt man gattungsfremde Maschinen

ίο anderen Aufbaus und anderer Zweckbestimmung, bei denen Trägergeräte schwere hydraulische Hämmer tragen, die eine hohe Schlagenergie abgeben. Die hydraulischen Hämmer sind zumeist an Auslegern von Maschinen befestigt, die einem HydrauIikbaggeFf&nlich sind. Diese Maschinen bearbeiten zunächst mit mehreren hydraulischen Hämmern gleichzeitig die weiöhen anstehenden Kohlen und brechen dann das anstellende Gestein im Hangenden nach. Zum Streckenvortrieb sind derartige Maschinen heute im allgemeinen nicht mehr geeignet.

Endlich kennt man auch Streckenvortriebsmaschmen mit einem auf einem Raupenfahrwerk um eine vertikale Achse motorisch schwenkbar angeordneten, einen Fräskopf aufweisenden und um eine horizontale Äehse drehbaren Ausleger sowie mit einer Fördereinrichtung zum Abfördern des hereingewonnenen Gesteins unterhalb des Fräsauslegers, wobei an der Vortriebsmascnme ein weiterer, in Vortriebsrichtung verschiebbarer, als Gelenkausleger ausgebildeter Ausleger angeordnet ist, an dem ein hydraulischer Hammer motorisch schwenkbar gelagert ist (DT-Gbm 73 03 063). Hier ist der Hammer über einen verhältnismäßig kurzen Gelenkausleger an eine auf dem Fräsausleger in Längsrichtung verfahrbare Konsole angeschlossen. Der Hammer wird im Wechsel mit dem Fräskopf lediglich zur Bearbeitung von härteren Einlagerungen eingesetzt, wöbet der Hammer mit dem Fräsausleger in eine für ihn günstige Arbeitsposition gebracht und ausgefahren werden muß. Das ist zeitaufwendig, Ferner ist ein gleichzeitiger Einsatz des Fräskopfes und des Hammers an unterschiedlichen Punkten nicht durchführbar. So kann insbesondere der Fräskopf nicht für einen Unterschlitz im Bereich der Sohle eingesetzt werden, während gleichzeitig mit dem Hammer das überhängende Gestein mit geringem Energieaufwand losgebrochen wird.

All die vorgeschriebenen bekannten Maßnahmen berücksichtigen nicht, daß ein an einem schwenkbaren Ausleger arbeitender Fräskopf insbesondere im Bereich der Sohle bzw. auch im Bereich der Firste nicht mit optimalem Wirkungsgrad arbeiten kann, weil in diesen Stellungen der Fräskopf mit dem Fräsausleger mehr oder weniger weit gegen die Horizontale geneigt ist und diese Stellung Anstellwinkel der Fräswerkzeuge und Kraftkomponenten bedingt, die nicht ohne weiteres günstig sind.

Endlich kennt man (aus der Praxis) für den Vortrieb bergbaulicher Strecken Maschinen ganz anderen "Pyps, nämlich sogenannte Vollschnittmaschinen, die mit ihren Vortriebswerkzeugen den gesamten aufzufahrenden Streckenquerschnitt gleichzeitig bearbeiten und mit Fräswerkzeugen, Rollmeißeln oder anderen Werkzeugen ausgerüstet sind. Diese Vollschnittmaschinen verlangen sehr hohe Andrückkräfte, die am Gebirge abgestützt werden müssen, was sehr aufwendig ist und dann nicht funktioniert, wenn im Bereich der Abstützungen, nicht aber im Vortriebsbereich, das Gebirge weich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vortriebsmaschine so weiter auszubilden, daß auch im Bereich der Sohle das Gestein mit optimalem Wirkungsgrad hereingewonnen werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine für bergbauliche Strecken, für Tunnels u. dgl., — mit Raupenfahrwerk, Fräsausleger mit Fräskopf und Fördereinrichtung, wobei der Fräsausleger mit seinem Maschinengestell um eine vertikale Achse motorisch drehbar und außerdem um eine horizontale Achse schwenkbar auf das Raupenfahrwerk aufgesetzt ist. Die Erfindung besteht darin, daß an das Raupenfahrwerk beidseits in Vortriebsrichtung vorkragende Maschinenholme angeschlossen sind, die eine um eine horizontale Achse angetriebene Schrämwalze mit ihrem Antrieb tragen, welche höhenmäßig im Bereich des Raupenfahrwerks arbeitet, und daß das Maschinengestell des Fräsauslegers als Führungsschlitten ausgebildet ist, der in Vortriebsrichtung sowie zurückverstellbar ist. — Wird mit einer solchen Maschine der Vortrieb einerseits über die Schrämwalze, andererseits mit Hilfe des Fräskopfes betrieben, so lassen sich die Vortriebskräfte in Grenzen halten, so daß sie durch das Raupenfahrwerk aufgenommen bzw. aufgebracht werden können. Besonders niedrig sind die Kräfte, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Schrämwalze außerdem längs ihrer horizontalen Achse, relativ zu den Maschinenholmen oder mit diesen, oszillierend, d. h. hin- und hergehend, verstellbar ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es nämlich, mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Schrämwerkzeugen zu arbeiten, die folglich bei verhältnismäßig geringen Vortriebskräften mit verhältnismäßig hoher Flächenpressung arbeiten. Die Vortriebskräfte für die Schrämwalze können auch dadurch erzeugt werden, daß die vorkragenden Maschinenholme teleskopierend ausgeführt und hydraulisch ein- und ausfahrbar sind. Dann erfolgt nur die Abstützung über das Raupenfahrwerk, während die Zustellung der Schrämwalze bzw. des Fräskopfes über die Maschinenholme bzw. den Führungsschlitten erfolgt. Die Schrämwerkzeuge der Schrämwalze sind solche, wie sie im Bergbau üblich sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird mit Rollmeißeln gearbeitet, die bekanntlich bei hoher Flächenpressung einen sehr guten Wirkungsgrad bei geringem Verschleiß ergeben. Man kann die Schrämwalze aber auch mit Schrämpicken oder Fräspicken ausrüsten.

In einem älteren, nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag des Anmelders (P 24 30 606.7-24) ist eine gattungsgemäße Streckenvortriebsmaschine beschrieben, bei der auf das Raupenfahrwerk eine Hammerbühne aufgesetzt ist, an der eine zur Ortsbrust hin über den abgesenkten Fräsausleger motorisch ausfahrbare Arbeitsplattform gelagert ist, welche mit einem der beiden über ein Gelenk verbundenen Auslegerarme des Gelenkauslegers verbunden ist, wobei der andere Auslegerarm des Gelenkauslegers an seinem freien Ende einen hydraulischen Schlaghammer oder deren mehrere trägt. Bei dieser Maschine kann der hydraulische Hammer bzw. können die hydraulischen Hämmer unabhängig von der Stellung des Fräsauslegers und insbesondere gleichzeitig an den günstigsten Stellen an der Ortsbrust eingesetzt werden, beispielsweise um das Hangende hereinzubrechen. Derartige Maßnahmen sind auch bei der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine vorteilhaft. Dazu lehrt die Erfindung, daß der Führungsschlitten mit einem weiteren Ausleger versehen ist, der den Fräsausleger nach oben hin überragt, und der einen oder mehrere hydraulische Hämmer trägt. Der Ausleger ist zweckmäßig teleskopierend ein- und ausfahrbar, um die Arbeit der Hämmer zu steuern. Endlich können in entsprechender Weise mehrere Ausleger mit je einem Hammer angeordnet sein. Das gibt die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß gleichzeitig und unabhängig voneinander die Schrämwalze, der Fräskopf oder der hydraulische Hammer bzw. die hydraulischen Hämmer antreibbar bzw. zustellbar sind.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine in den verschiedenen Bereichen des Streckenprofils bzw. Tunnelprofils jeweils eine optimale Gesteinsbearbeitung mit gutem Wirkungsgrad vorgenommen werden kann, so daß im Ergebnis die Werkzeugkosten so gering wie möglich bleiben. Die Schrämwalze stellt dabei den Einbruch im Liegenden her. Sie übernimmt die Aufgabe, die bei Teilschnittmaschinen mit Fräsköpfen besonders schwierig und zeitaufwendig ist. Die Schrämwalze oszilliert nach bevorzugter Ausführungsform in axialer Richtung. Deshalb kann sie mit wenigen Schrämwerkzeugen den Einbruch bearbeiten, und zwar bei hohem spezifischem Andruck. Nichtsdestoweniger ist eine Abspannung der Maschine nicht erforderlich. Wird die überlagerte oszillierende Bewegung verwirklicht, so arbeiten die Schrämwerkzeuge gleichsam mit rautenförmig überlapptem Schnittmuster, was die Gesteinszertrümmerung erleichtert. Der Fräskopf dient bei der erfindungsgemäßen Maschine hauptsächlich dazu, die Seiten- und Firstenkontur des Streckenprofils herzustellen, wozu der Schrämkopf entsprechend eingerichtet wird, so daß er in den damit verbundenen Winkelstellungen des Fräsauslegers optimal arbeitet. Der Hydraulikhammer oder die Hydraulikhämmer übernehmen das Nachreißen des Gesteinskerns, der nach der Bearbeitung durch Schrämwalze und Fräskopf übrig bleibt. Bei der Bearbeitung eines solchen, gleichsam zur Vortriebsmaschine hin vorkragenden Gesteinskerns ergeben sich für die Hämmer günstige Einsatzbedingungen. Wie erwähnt können gleichzeitig Schrämwalze und Fräskopf oder Hydraulikhammer bzw. Hydraulikhämmer betätigt werden, letztere einzeln oder gemeinsam. Es ist daher bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Maschine möglich, die verschiedenen Arbeitsabläufe, zumindest in einem erheblichen Teil, zeitlich zu überlagern. Das auszufahrende Streckenprofil kann in weiten Bereichen beliebig gestaltet sein. Beim Durchfahren von weichen Schichten ergeben sich keine Schwierigkeiten, da die gesamten Reaktionskräfte vom Fahrwerk aufgenommen werden und Abstützungen am Gebirge nicht erforderlich sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine,

Fig.2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig.! und

Fig.3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vortriebsmaschine ist für bergbauliche Strecken, für Tunnels u. dgl. bestimmt. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Raupenfahrwerk 1, einem Fräsausleger 2 mit Fräskopf 3

und einer Fördereinrichtung 4, die unter dem Fräsausleger 2 angeordnet ist. Der Fräsausleger 2 ist mit seinem Maschinengestell 5 um die vertikale Achse 6 motorisch drehbar. Er ist außerdem um die horizontale Achse 7 schwenkbar auf das Raupenfahrwerk 1 aufgesetzt Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 1 und 2 entnimmt man, daß an das Raupenfahrwerk 1 beidseits in Vortriebsrichtung vorkragende Maschinenholme 8 angeschlossen sind. Diese tragen eine um eine horizontale Achse angetriebene Schrämwalze 9 mit ihrem Antrieb 10. Im übrigen ist das Maschinengestell 5 des Fräsauslegers 2 als Führungsschlitten ausgebildet, der in Vortriebsrichtung sowie zurück verstellbar ist. Das ermöglicht besondere Arbeitsweisen der dargestellten Vortriebsmaschine, die noch erläutert werden. Die Bedienung der Maschine erfolgt von einer Bedienungsbühne 11 aus, die sich ebenfalls auf dem Raupenfahrwerk 1 befindet.

In F i g. 2 ist angedeutet worden, daß die Schrämwalze 9 um ihre horizontale Achse, relativ zu den Maschinenholmen 8 oder mit diesen, oszillierend, d. h. in Richtung des Pfeiles 12 hin- und hergehend, bewegt werden kann. Nicht dargestellt wurde, daß die Schrämwalze 9 in Grenzen auch um eine horizontale Achse schwenkbar sein kann. Um der Schrämwalze 9 die erforderlichen Andrückkräfte zu verleihen, ist entweder das Raupenfahrwerk 1 entsprechend ausgebildet oder sind die beidseits an das Raupenfahrwerk 1 angeschlossenen Maschinenholme 8 teleskopierend ausgeführt und mit entsprechenden Zylinderkolbenan-Ordnungen versehen.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Schrämwalze 9 mit Rollmeißeln 13 ausgerüstet, die bei der erzielbaren hohen Andrückkraft bei geringem Verschleiß mit optimalem Wirkungsgrad arbeiten. Außerdem ist im Ausführungsbeispiel der Führungsschlitten 5 mit einem weiteren Ausleger 14 versehen, der den Fräsausleger 2 nach oben hin überragt und der einen oder mehrere hydraulische Hämmer 15 trägt. Der Ausleger 14 ist teleskopierend ein- und ausfahrbar. Dabei sind gleichzeitig und unabhängig voneinander die Schrämwalze 9, der Fräskopf 3 und/oder der hydraulische Hammer bzw. die hydraulischen Hämmer 15 und dazu der Führungsschlitten 5 antreibbar bzw. verstellbar. Auch die Hämmer 15 können über hydraulische Zylinderkolbenanordnungen horizontal und vertikal gesteuert werden.

Das Raupenfahrwerk 1 trägt wie üblich die erforderlichen Versorgungs- und Bedienungseinrichtungen, die hydraulische Kraftstation, einen Ventilstand, den Bedienungsstand u. dgl. Die Schrämwalze 9 besteht zweckmäßigerweise aus einem dickwandigen Walzenkörper 16 als tragendes Element und ist zwischen den Lagerstellen 17 mit einer Förderschnecke 18 ausgerüstet, an der, gleichmäßig verteilt, die eigentlichen Rollmeißel 13 befestigt sind. Die Stirnflächen der Schrämwalze 9 sind gleichfalls mit Schneidrollen bestückt. Die Schrämwalze 9 ist beispielsweise an beiden Seiten elektrisch angetrieben, und zwar über Kegelgetriebe 19, die gleichzeitig die Lagerung der Schrämwalze darstellen.

Insbesondere in F i g. 1 erkennt man auch die Fördereinrichtung 4, die eine Ladeschürzenkonstraktion 19 und zwei Einkettenförderer 20 aufweist Auch diese Fördereinrichtung 4 ist am Raupenfahrwerk 1 befestigt, ein- und ausfahrbar und bewegt sich in Abhängigkeit vom Vorschub der Schrämwalze 9 in Maschinenlängsrichtung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vortriebsmaschine für insbesondere bergbauliche Strecken, für Tunnels u. dgl., — mit Raupenfahrwerk, Fräsausleger mit Fräskopf und Fördereinrichtung, wobei der Fräsausleger mit seinem Maschinengestell um eine vertikale Achse motorisch drehbar und außerdem um eine horizontale Achse schwenkbar auf das Raupenfahrwerk aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an das Raupenfahrwerk (1) beidseits in Vortriebsrichtung vorkragende Maschinenholme (8) angeschlossen sind, die eine um eine horizontale Achse angetriebene Schrämwalze (9) mit ihrem Antrieb (10) tragen, und daß das Maschinengestell (5) des Fräsauslegers (2) als Führungsschlitten ausgebildet ist, der in Vortriebsrichtung sowie zurück verstellbar ist.

2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrämwalze (9) außerdem längs ihrer horizontalen Achse, relativ zu den Maschinenholmen (8) oder mit diesen, oszillierend verstellbar ist.

3. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenholme (8) teleskopierend ein- und ausfahrbar und mit entsprechender Zylinderkolbenanordnung ausgerüstet sind.

4. Vortriebsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrämwalze (9) mit Rollmeißeln (13) ausgerüstet ist.

5. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (5) mit zumindest einem weiteren Ausleger (14) versehen ist, der den Fräsausieger (2) überragt und zumindest einen hydraulischen Hammer (15) trägt.

6. Vortriebsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ausleger (14) teleskopierend ein- und ausfahrbar ist.

7. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig und unabhängig voneinander die Schrämwalze (9), der Fräskopf (3) oder die hydraulischen Hämmer (15) antreibbar sind und Führungsschlitten (5) sowie Ausleger (14) verstellbar sind.