DE2742019C3

DE2742019C3 - Rollenbohrwerkzeug für Tunnelvortriebsmaschinen

Info

Publication number: DE2742019C3
Application number: DE19772742019
Authority: DE
Inventors: Luka Dipl.-Ing. Gjakun; Heinz Horst; Friedrich Klapdohr
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1977-09-17
Filing date: 1977-09-17
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2742019B2; DE2742019A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Rollenbohrwerkzeug für Tunnelvortriebsmaschinen, Schachtbohreinrichtungen oder dergleichen mit radia: und axial auf der Werkzeugachse gelagerten, axial gegeneinander verspannten einzeln austauschbaren .Schneidringen aus hochwertigem vergütetem und gehärtetem Material.

Herkömmliche Bohrwerkzeuge weisen entweder einen Schneidkörper aus einem Stück auf oder der Schneidkörper besteht aus mehreren einzeln austauschbaren Schneidringen. Die letzteren austauschbaren Schneidringe bieten im Einsatz die Möglichkeit de^r erheblichen Kostensenkung, insbesondere im Kaliberbereich, wo der äußere Ring am häufigsten wegen erhöhten Verschleißes ausfällt. Bei den bisherigen Ausführungen der Schneidrolle mit einzelnen austauschbaren Schneidringen wurden die Schneidringe auf die auf den Wälzlagern gelagerte Hülse aufgeschrumpft oder aufgeklebt. Während beim Schrumpfen in den Ringen innere Spannungen entstehen, die beim Einsat/ zum vorzeitigen Bruch oder zur Beschädigung der Schneidringe führen können, ist das Kleben ein mit Risiko verbundenes Verfahren, weil es viel empfindlicher als das Schrumpfen ist und keine ausreichende Festigkeit bei allen Betriebsbedingungen garantiert. Die Befestigung muß jedoch in jedem Fall sicherstellen, daß die Ringe sich beim Einsatz nicht verdrehen und den Sitz beschädigen. Andernfalls können die hohen dynamischen Beanspruchungen nicht aufgenommen werden,

Das Auswechseln der auf den Lagersitz geklebten Ringe ist fiUr friit weiteren besonderen Verfahren möglich, nämlich solche, die das Klebemittel lösen. Dies ist beispielsweise durch Eintauchen der Werkzeuge in Lösungsmittel denkbar, was allein schon vor Ort schwierig durchzuführen ist Dazu müßten nämlich Lösungsmittel und Behältnisse zur Baustelle gebracht werden. Auch benötigt die Vorbereitung für die Klebverbindung eine erhebliche Zeit, denn die Klebeflächen müssen sauber und einwandfrei passend sein, um eine optimale Verbindung zu gewährleisten. Da alle bekannten Kleber nur eine begrenzte Haltbarkeit haben, ist eine zusätzliche Lagerhaltung auf der Baustelle erforderlich, damit Kleber und Lösungsmittel immer greifbar sind.

In der Praxis wurde aus diesem Grund überwiegend

ίο aufgeschrumpft, wobei man die Nachteile in Kauf nehmen mußte. So wurde durch mehrfaches Auf- und Abziehen der Schneidringe vielfach die Hülse so weit beschädigt, daß sie unbrauchbar wurde. Die zum Aufschrumpfen notwendige Wärmebehandlung erlaubte zudem nicht die volle Ausnutzung des Materials hinsichtlich Härte und Verschleißfestigkeit. Aufgrund zu hoher Schrumpfspannungen konnten die Ringe platzen oder reißen. Auch konnten die beim Schrumpfen der Schneidringe auftretenden Einschnürungen die Lagerlaufflächen in Mitleidenschaft ziehen, so daß die Laufeigenschaften ungünstig beeinflußt werden und die Lebensdauer der Lager stark vermindert wurde. AHc Versuche, diese Nachteile technisch zu umgehen, beispielsweise durch entsprechende Toleranzen, verteuerten die Ausführungen in einem unwirtschaftlichen Bereich.

Von diesen Problemen ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der bekannten Nachteile ein Rollenbohrwerkzeug zu schaffen, das bei hoher Verschleißfestigkeit und Lebensdauer ein leichtes Auswechseln der Schneidringe gestattet und einfacher und billiger herstellbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Schneidringe axial miteinander verschraubt sind, wobei die Schneidringe mit einer Vielzahl von diese axial durchdringenden gleichmäßig beabstandeten Bohrungen versehen sind, die derartig untereinander fluchten, daß die Befestigungsschrauben zum axialen Verspannen der .Schneidringe gegeneinander hindurchführbar sind.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden (DE-PS 24 16 857), die .Schneidringe eines Rollenbohrwerkzeuges leicht auswechselbar zu gestalten, jedoch wird dabei von einer anderen Aufgabenstellung ausgegangen.

Nach diesem Stand der Technik soll nämlich die Lebensdauer eines Rollenbohrwerkzeuges dadurch erhöht werden, daß der zwischen den Schneidringen auftretende Schlupf, der aus den unterschiedlichen Abrollradien der Schneiden beim Vortrieb resultiert.

ausgeschaltet wird, weil dieser das Werkzeug vorzeitig verschleißt. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Schneiden gegeneinander verdrehbar gelagert, so daß eine Relativbewegung ohne Verschleiß stattlinden kann. Diese Losung dient nur besonderen Anwendungsfällen.

sie ist wesentlich teurer als die durch die Erfindung vorgeschlagene Lösung, zudem sind Dichtungen erforderlich, die als .Schwachstellen die Lebensdauer des Werkzeuges verringern. Außerdem ist die Einstellung der Lager äußerst schwierig und hoch empfindlich. Die Lagerbelastung bei diesem bekannten Werkzeug erfolgt über die Deckel, die sowohl die Schneidringe als auch die Läger halten. Dadurch werden die Schneidkräfte in alle diese Bauteile: übertragen,

Die durch die Erfindung vorgeschlagene direkte Verschraubung der Schneidringe nach den Maßnahmen des ersten Patentanspruches sind gegenüber der bekannten Lösung vorteilhaft, weil die geschilderten Nachteile entfallen. Die Deckel der erfindungsgemäßen

Werkzeugkonstruktion dienen lediglich der Befestigung der Lager, in denen die Schneidkräfte aufgenommen werden. Komplizierte Einstellarbeiten der Lager sind beim erfindungsgemäßen Werkzeug nicht erforderlich.

Die Auswechselbarkeit der Schneidringe des erfindungsgemäßen Werkzeuges ist äußerst einfach, zum Lösen der Verbindung genügt ein einfacher Schraubenschlüssel, die Verbindungsschrauben können notfalls auf der Baustelle angefertigt werden. Die durch die Schneidringe hilldurchgeführten Schrauben können ohne weiteres die Verdrehkräfte aufnehmen, die durch die unterschiedlichen relativen Umlaufgeschwindigkeiten der einzelnen Ringe entstehen. Die teure Bearbeitung der Schrumpfsitze bzw. der vorbereiteten Klebestellen entfällt, so daß sich durch geringere Bearbeitung billigere Schneidrollen einsetzen lassen. Die Schneidringe sind frei von inneren Spannungen in den unbelasteten Ringen, was einer Standzeiterhöhung zugute kommt.

Vorzugsweise sind die Befestigungsschrauben als in den Schneidkörper versenkte Innensechskantschrauben ausgebildet, deren Innensechskante staubdicht verschließbar sind. Die innensechskantschrauben und -Muttern bieten den Vorteil, daß keine Schraubenköpfe oder Muttern über die Peripherie des Wericzeuges überstehen, es muß jedoch dafür gesorgt sein, daß die Innensechskante vor dem Eindringen des Steinstaubes geschützt sind, da dieser in Verbindung mit dem Kühlwasser eine zementähnliche feste Masse bildet, der das Einführen eines Werkzeuges beim Lösen der Schrauben unmöglich macht. Es ist beispielsweise möglich, die Innensechskante durch einen passenden Kunststoffstopfen zu verschließen, der vor der Demontage der Schneidringe mit einem spitzen Werkzeug leicht entfernt werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich auch dadurch, daß die Schneidringe, wie an sich bekannt, unmittelbar auf den Außenseiten der Axial- und/oder Radiallager abgestützt sind. Es ist selbstverständlich denkbar, das Axial- und Radiallager in einem oder mehreren Kegelrollenlagern zu vereinigen.

Durch die Abstützung auf den Außenringen der Lager kann die bei den aufgeschrumpften Schneidringen unbedingt erforderliche Hülse entfallen. Das bedeutet, daß die Lager selbst wesentlich größeren Durchmesser aufweisen können, wodurch wiederum die Standzeit der Lager erheblich vergrößert wird.

Schließlich ist vorgesehen, daß die Radial- und Axiallager staubdicht eingebaut sind, um die Lager vor dem Eindringen des Steinstaubes zu schützen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Rollenbohrwerkzeug im Halbschnitt und

Fig. 2 eine Ansicht der rechten Hälfte des erfindungsgemäßen Werkzeuges.

In Fig. 1 sind mit 1 die Schneidrollen bezeichnet, die auf der Werkzeugachse 2 mit Hilfe der Axial- und Radialkräfte aufnehmenden Kegelrollenlager 3 drehbar gelagert sind. Die Schneidringe 1 sind mit Hilfe der Innensechskantschraube A und der Innensechskantmutter 5 miteinander und axial gegeneinander verspannbar, wobei die Innensechskantschraube ν gleichzeitig ein Verdrehen der Schneidrimge 1 gegeneinander verhindert

Die Innensechskantöffiiiungen der Innensechskantschraube 4 und der Innerisechskantmutter 5 sind mit einem Kunststoffstopfen 9 gegen Ansammlung von Steinstaub geschützt Um zu verhindern, daß Staub in das Innere der Lager 3 eindringt, ist an beiden Seiten der Lager 3 zwischen Schneidring 1 und Werkzeugachse 2 eine Gleitringdichtung 8 vorgesehen.

Die Schmierung der Lager 3 erfolgt über die Schmiermittelkanäle 10, denen das Schmiermittel durch die Schmiernippel 7 zugeführt wird. Durch die Schmiermittelkanäle i0 wird das Fett in den Innenraum zwischen Schneidringen 1 und Werkzeugachse 2 gepreßt.

Überflüssiges Fett sowie das beim Schmiermittelwechsel zu entfernende Fett werden ebenfalls durch Schmiermittelkanäle 11 durch Rückschlagventile 6 wach außen gedrückt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rollenbohrwerkzeug für Tunnelvortriebsmaschineri, Schachtbohreinrichtungen oder dergleichen, mit radial und axial auf der Werkzeugachse gelagerten, axial gegeneinander verspannten einzeln austauschbaren Schneidringen aus hochwertigem vergütetem und gehärtetem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidringe (1) axial miteinander verschraubt sind, wobei die Schneidringe (1) mit einer Vielzahl /on diese axial durchdringenden, gleichmäßig beabstandeten Bohrungen versehen sind, die derartig untereinander fluchten, daß die Befestigungsschrauben (4) zum axialen Verspannen der Schneidringe (1) gegeneinander hindurchführbar sind.

2. Rollenbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschrauben (4) als in die Schneidkcrper versenkte Innensechskantschrauben ausgebildet sind, deren Innensechskante staubdicht (y ,-verschließbar sind.

3. Rolienbührwerkzeug nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidringe (1) unmittelbar auf den Außenringen der Axial- und/oder Radiallager (3) abgestützt sind.

4. Rollenbohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radial- und die Axiallager (3) staubdicht (8) eingebaut sind.