DE2913129A1 - Full cut mine working machine opening non-round tunnels - has periodically programmed extending unit on edge of rotating tool carrier - Google Patents

Full cut mine working machine opening non-round tunnels - has periodically programmed extending unit on edge of rotating tool carrier

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Abstract

A tool-carrier rotating either way is mounted on a full cut machine used in mining to open a tunnel of non-circular cross-section. The carrier (1) has an independently movable tool-carrying element (6) on its outside edge. The element may be extended outward, in the course of carrier rotations in accordance with a prescribed control programme, in a constant periodic movement beyond the periphery of the circle cut into the profile. This removes the excavation surfaces not covered by the rotating carrier. This enables a full-cut machine to be safely and effectively applied to non-round tunnel cutting.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollschnittmaschine fürThe invention relates to a full-face machine for

bergmännischen Bodenabbau mit in beliebigem Drehsinn rotierendem Werkzeugträger zum Auffahren von Tunneln mit nicht kreisförmigem Querschnitt.Mining soil extraction with the tool carrier rotating in any direction for driving tunnels with a non-circular cross-section.

Vollschnittmaschinen im Tunnelbau sind bekannt und haben sich vielfältig bewährt. Ihre Anwendung ist bisher jedoch auf Kreisquerschnitte beschränkt geblieben. Geologische Gegebenheiten, z.B. Abbau einer schräg einfallenden Ortsbrust, Anforderungen der Nutzung oder Überlegungen der Wirtschaftlichkeit fordern jedoch oft von der Kreisform abweichende Ausbruchprofile. Für das Auffahren derartiger Tunnel standen bisher nur Teilsclinittmaschinen zur Verfügung.Full headers in tunnel construction are known and have varied proven. However, their application has so far remained limited to circular cross-sections. Geological conditions, e.g. removal of a sloping face, requirements However, the use or considerations of profitability often demand from the Circular shape deviating breakout profiles. For the opening of such tunnels stood so far only partial clinical machines are available.

Da Vollschnittrnaschinen gegenüber teilmechanischen Abbauvorrichtungen höhere Vortriebsleistungen erzielen, den 30den gefügeschonender lösen und in der Regel mit geringerem Personalaufwand arbeiten, ist es ein Gebot der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit, auch für nicht kreisrunde Abbauquerschnitte eine Vollschnit maschine zu entwickeln.Since full-cut machines compared to partially mechanical dismantling devices Achieve higher advance rates, loosen the 30den more gently and in the Usually working with less staff, it is a matter of safety and security Economy, also for non-circular mining cross-sections a full section machine to develop.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der rotierende Werkzeugträger an seinem äußeren Rand mindestens ein unabhängig bewegbares werkzeugtragendes Element von bestimmter Größe und Form aufweist, das während einer Umdrehung des Trägers nach Maßgabe eines vorgegebenen Steuerprogramms stetig periodisch über die Peripherie des vom rotierenden Träger in das Ausbruchprofil einbeschriebenen Kreises hinaus ausstellbar ist und dabei die vom rotierenden Werkzeugträger nicht erfaßten Ausbruchflächen abbaut.The object is achieved in that the rotating tool carrier at least one independently movable tool-carrying element on its outer edge of a certain size and shape, which during a revolution of the carrier continuously and periodically in accordance with a predetermined control program the periphery of that inscribed by the rotating support in the cut-out profile Circle can also be issued and not the rotating tool carrier recorded excavated areas.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die bekannten Vorteile des Tunnelvortriebs mit Vollschnittmaschinen bei Tunneln mit Kreisquerschnitt auch auf Tunnel mit von der Kreisform abweichenden Profilen ausgedehnt.With the solution according to the invention, the known advantages of Tunneling with full-face machines for tunnels with a circular cross-section is also possible Tunnel with profiles deviating from the circular shape.

Verschiedene zweckmäßige AusführungsfDrmen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Various expedient embodiments of the solution according to the invention are described in the subclaims.

labrollender oder Bei kohäsiven Böden wird die AbtragsleistungVschalender Werkzeuge wesentlich von der Orientierung des Werkzeugs zur Arbeitsrichtung beeinflußt. Die Wirkungslinien der Werkzeuge auf den eigenbeweglichen Werkzeugträgern sind keine Kreise. In Ausgestaltung des erfinderischen Gedankens wird deshalb vorgeschlagen, die Werkzeuge auf den austellbaren Elementen ihrerseits drehbar und so exzentrisch gelagert zu montieren, daß sie sich selbsttätig durch Hebelwirliung in die günstigste Arbeitsstellung in Richtung der resultierenden Drehbewegung orientieren. Rolling or In cohesive soils, the removal rate is Vschalender Tools significantly influenced by the orientation of the tool in relation to the working direction. The lines of action of the tools on the self-moving tool carriers are not Circles. In an embodiment of the inventive concept, it is therefore proposed that the tools on the removable elements in turn rotatable and so eccentric stored to assemble that they automatically turn by Hebelwirliung in the cheapest Orient the working position in the direction of the resulting rotary movement.

Die Erfindung wird durch die schematische Darstellung von vier Ausführungsmöglichkeiten in den Fig. 1 bis 12 erläutert.The invention is illustrated by the schematic representation of four possible embodiments in Figs. 1 to 12 explained.

Fig. 1 und 2 zeigen Ansicht und Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels nach Anspruch 2, bei dem der Werkzeugträger als Schneidrad ausgebildet ist und die unabhängig bewegbaren werkzeugtragenden Elemente teleskopartig aus den Speichen des Schneidrades ausgefahren werden.1 and 2 show a view and longitudinal section of an embodiment according to claim 2, wherein the tool carrier is designed as a cutting wheel and the independently movable tool-carrying elements telescopically out of the spokes of the cutting wheel can be extended.

Darin stellt 1 einen Werkzeugträger in Form eines Schneidrades dar. Die Speichen 2 sind mit festmontierten Werkzeugen 3 versehen. Aus den Speichen 4 sind unabhängig bewegbare mit Werkzeugen 5 bestückte Elemente 6 teleskopartig ausfahrbar. Der Ausfahrweg und damit die Form des Ausbruchsprofiles 7 wird von einer Steuerkurve 8 bestimmt, die einen am Element 6 befestigten Mitnehmer 9 steuert. Die Steuerkurve 8 ist fest mit der Tragkonstruktion 10 der Vollschnittmaschine verbunden.1 shows a tool holder in the form of a cutting wheel. The spokes 2 are provided with fixed tools 3. From the spokes 4 are independently movable elements 6 equipped with tools 5 telescopically extendable. The extension path and thus the shape of the breakout profile 7 is controlled by a control curve 8 determined, which controls a driver 9 attached to the element 6. The control curve 8 is firmly connected to the support structure 10 of the full-face machine.

Fig. 3 zeigt den teleskopierbaren Arm eines Schneidrads in vergrößertem Maßstab.Fig. 3 shows the telescopic arm of a cutting wheel on an enlarged scale Scale.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Ansicht und Schnitt eines Ausführungsbeispiels, bei dem der Werkzeugzräger schneidradähnlich ausgebildet und mit unabhängig drehbaren werkzeugtragenden Elementen in Form exzentrisch gelagerter ICreisscheiben nach Anspruch 3 bestückt ist.4 and 5 show a view and section of an embodiment, in which the tool holder is designed similar to a cutting wheel and is independently rotatable Tool-carrying elements in the form of eccentrically mounted circular discs according to claim 3 is equipped.

Der schneidradförmige, auf den Speichen 12 mit Workzeugen 13 bestückte Werkzeugträger 11 trägt auf dc Speichen 14 unabhängig bewegbare kreisscheibenförmige Elemente 15, auf denen Werkzeuge 16 montiert sinkt Die kreisscheibenförmigen Elemente werden im Beispiel über Zahnräder 17 von dem auf der Tragkonstrukticn 10 fest montierten Zahnkranz 18 angetrieben. Bei einem Verhältnis U 15 = +2 der absoluten Drehge-U 11 schwindigkeit des Elementes 15 zur absoluten DrPhgc.The cutting wheel-shaped, equipped with work tools 13 on the spokes 12 Tool carrier 11 carries independently movable circular disks on spokes 14 Elements 15, on which tools 16 are mounted, sinks The circular disk-shaped elements are fixedly mounted on the support structure 10 via gears 17 in the example Ring gear 18 driven. With a ratio of U 15 = +2 the absolute rotational speed U 11 speed of the element 15 to the absolute DrPhgc.

schwindigkeit des Trägers 11 ergibt sich ein eiförmi ges Ausbruchprofil 19.speed of the carrier 11 results in an egg-shaped outbreak profile 19th

Die Fig. 6 und 7 zeigen Ansicht und Schnitt einei gleichartigen Vollschnittmaschine, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, jedoch mit einem anderen Verhältnis der absoluten Drehgeschwindigkeiten U 15 = -1, das durch ein anderes Übersetzungsver-U 11 hältnis zwischen den Zahnrädern 20 und dem Zahnkarn 21 sowie durch Zwischenschaltung von Umkehrrädern bewirkt wird. Mit diesem Drehgeschwindigkeitsvernnis ergibt sich ein flach-ovales Ausbruchprofil 2C.6 and 7 show a view and section of a similar full-face machine, as shown in FIGS. 4 and 5, but with a different relationship of the absolute rotational speeds U 15 = -1, which is caused by another gear ratio U 11 ratio between the gears 20 and the Zahnkarn 21 and by interposition is effected by reversing gears. With this rotational speed comparison results a flat-oval cut-out profile 2C.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Ansicht und Schnitt eines führungsbeispiels, bei dem der Werkzeugträger 11 schneidradähnlich ausgebildet und mit unabhangig dre baren werkzeugtragenden Elementen 24 nach Anspruch bestückt ist, die zur Erzeugung eines bestimmten @@ bruchquerschnitts 29 eine spezielle Formgebun£; 2) halten haben. Bei einem relativ zur Tragkonstruktion 24 nicht drehendem Element wird hier ein spatenförmiges Ausbruchprofil 29 ausgeschnitten. Die unabhängig drehbaren Elemente 24 werden in diesem Beispiel mit Kettenrädern 26, 27 und Ketten 28 angetrieben.8 and 9 show a view and section of an exemplary embodiment, in which the tool holder 11 is designed similar to a cutting wheel and has independent dre ble tool-carrying elements 24 is equipped according to claim, the generation a specific fracture cross-section 29 has a special shape; 2) have hold. In the case of an element that does not rotate relative to the supporting structure 24, a spade-shaped Cut out profile 29. The independent rotatable elements 24 are in this example with sprockets 26, 27 and chains 28 powered.

Fig. 10 zeigt ein unabhängig drehbares speziell ge-.Fig. 10 shows an independently rotatable specially designed.

formtes Element 30 nach Anspruch 5 in verschiedenen Stellungen des Werkzeugträgers. Das Element 30 ist mit Werkzeugen 31 bestückt und wird von einer Steuerstange 32, die einerseits exzentrisch am Element 30 angelenkt und andererseits im Schnittpunkt 37 einer radialen Führung 33 mit einer Steuerkurve 34 geführt ist, um den Drehpunkt 35 bewegt. Im Beispiel ergibt sich dabei ein hoch-ovaler Ausbruchquerschnitt 36.molded element 30 according to claim 5 in various positions of the Tool carrier. The element 30 is equipped with tools 31 and is of a Control rod 32, which on the one hand is eccentrically hinged to the element 30 and on the other hand is guided at the intersection 37 of a radial guide 33 with a control cam 34, moved about the pivot point 35. In the example, the result is a highly oval cut-out cross-section 36.

Fig. 11 zeigt ein Element 30 nach Anspruch 6 analog Fig. 10, das mit doppelt wirkendem hydraulischem Zylinder 35 gesteuert wird.Fig. 11 shows an element 30 according to claim 6 analogous to FIG. 10, which with double acting hydraulic cylinder 35 is controlled.

Fig. 12 und 13 zeigen Ansicht und Schnitt eines Werkzeugs 39 nach Anspruch 8 auf einer um den Bolzen 40 drehbaren Unterkonstruktion 41, das sich selbsttätig in die seiner jeweiligen Position zugeordneten resultierenden Bewegungsrichtung 42 orientiert.12 and 13 show a view and section of a tool 39 according to FIG Claim 8 on a rotatable about the bolt 40 substructure 41, which is automatically in the resulting direction of movement assigned to its respective position 42 oriented.

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Claims (8)

Vollschnittmaschine zum Auffahren von Tunneln mit nicht kreisförmigem Querschnitt Patentansprüche 1. Vollschnittmaschine für bergmännischen Bodenabbau mit in beliebigem Drehsinn rotierendem Werkzeugträger zum Auffahren von Tunneln mit nicht kreisförmigem Querschnitt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der rotierende Werkzeugträger an seinem äußeren Rand mindestens ein unabhängig bewegbares werkzeugtragendes Element von bestimmter Größe und Form aufweist, das während einer Umdrehung des Trägers nach Maßgabe eines vorgegebenen Steuerprogramms stetig periodisch über die Peripherie des vom rotierenden Träger in das Ausbruchprofil einbeschriebenen Kreises hinaus ausstellbar ist und dabei die vom rotierenden WerkzeugtrXger nicht erfaßten Ausbruchflächen abbaut.Full-face machine for driving tunnels with non-circular Cross-section claims 1. Full-face machine for mining soil excavation with tool carrier rotating in any direction for driving into tunnels with non-circular cross-section that the rotating tool carrier on its outer edge at least one independently having movable tool-carrying element of a certain size and shape, the during one revolution of the carrier in accordance with a predetermined control program steadily periodically over the periphery of the rotating carrier in the breakout profile inscribed circle can also be issued while the rotating tool carrier excavated areas not covered. 2. Unabhängig bewegbares schneidwerkzeugtragendes Element für eine Vollschnittmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es radial aus einer Führung des Werkzeugträgers, beispielsweise teleskopartig aus der Speiche eines Schneidrades, ausfahrbar ist, wobei die Größe der Radialbewegung von einer Steuerkurve festgelegt wird, in der das Element durch einen Mitnehmer geführt ist.2. Independently movable cutting tool-carrying element for a Full headers according to claim 1, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t, that it is radially out of a guide of the tool carrier, for example telescopic from the spoke of a cutting wheel, can be extended, the size of the radial movement is determined by a control cam, in which the element by a driver is led. 3. Unabhängig bewegbares schneidwerkzeugtragendes Element nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß es eine im äußeren Randbereich des Werkzeugträgers exzentrisch und drehbar gelagerte, beispielsweise durch Kette oder Zahnrad angetriebene, kreisförmige Scheibe ist.3. Independently movable cutting tool-carrying element according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that there is one in the outer edge area of the tool carrier eccentrically and rotatably mounted, for example by a chain or gear driven circular disc. 4. Unabhängig bewegbares schneidwerkzeugtragendes Element nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es im äußeren Randbereich des Werkzeugträgers drehbar gelagert und beispielsweise durch Kette oder Zahnrad angetrieben ist und eine auf die Erzeugung eines bestimmten Ausbruchquerschnitts hin zugeschnittene spezielle Formgebung besitzt.4. Independently movable cutting tool-carrying element according to claim 1, that it is in the outer edge area of the The tool carrier is rotatably mounted and driven, for example, by a chain or gearwheel and one that is tailored to the generation of a specific excavation cross-section has a special shape. 5. Unabhängig bewegbares schneidwerkzeugtragendes Element nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es im äußeren Randbereich des Werkzeugträgers drehbar angeordnet ist, eine auf die Erzeugung eines bestimmten Ausbruchquerschnittes zugeschnittene spezielle Formgebung aufweist und mittels einer Steuerstange schwenkbar ist, die an einem Ende exzentrisch am Element angelenkt und an ihrem anderen Ende gelenkig in dem mit der Rotation des iierkzeugträgers veränderlichen Schnittpunkt einer radialen Führungsschiene mit der Steuerkurve gehalten ist.5. Independently movable cutting tool-carrying element according to claim 1, that it is in the outer edge area of the Tool carrier is rotatably arranged, one on the generation of a specific Has breakout cross-section tailored special shape and by means of a Control rod is pivotable, which is articulated eccentrically at one end on the element and at its other end articulated in that with the rotation of the tool carrier variable intersection of a radial guide rail held with the control cam is. 6. Unabhängig bewegbares schneidwerkzeugtragendes Element nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß es anstelle der Steuerstange durch einen nach einer Steuerkurve beaufschlagten doppelt -wirkenden hydraulischen Zylinder mit Schwenkaugen geführt wird.6. Independently movable cutting tool bearing element according to claim 5, that it is instead of the control rod by a double-acting hydraulic one acted upon by a control curve Cylinder is guided with swivel eyes. 7. Vollschnittmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuerkurven für die unabhängig bewegbaren schneidwerkzeugtragenden Elemente auswechselbar sind.7. Full faceplate machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the control cams for the independently movable cutting tool carrying Elements are interchangeable. 8. Vollschnittmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die auf den unabhängig bewegbaren ausstellbaren Elementen angeordneten Werkzeuge ihrerseits in der Weise drehbar auf den Elementen montiert sind, daß sie sich durch Hebelwirkung selbsttätig in die jeweils wirksamste Arbeitsstellung in Richtung der resultierenden Drehbewegung des Werkzeugs orientieren.8. Full faceplate machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the arranged on the independently movable displayable elements Tools in turn are rotatably mounted on the elements in such a way that they automatically in the most effective working position in each case through leverage Orientate the direction of the resulting rotary movement of the tool.
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