DE3140707C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Streckenvortriebsmaschine zum Auffahren von untertägigen Strecken mit einem zen­ tralen, einen Vorbohrer aufweisenden, um eine parallel zur Maschinenlängsachse liegende Achse drehbaren Bohr­ kopfgrundkörper, an dem dem Vorbohrer in axialer Rich­ tung nachgeschaltet mehrere Werkzeugträger angeordnet sind, die mit über Schubkolbengetriebe radialbeweglichen, nach dem Hinterschneideprinzip arbeitenden Rollen­ bohrwerkzeugen bestückt sind.

Bei den Streckenvortriebsmaschinen der herkömmlichen Art wird bei der Auffahrung die gesamte Ortsbrust einer Strecke mit dem Bohrkopf bearbeitet. Das Gestein wird mittels Schneidrollen oder Walzenrollen aufgrund hoher Andruckkräfte in drückend-quetschender Arbeitsweise zer­ trümmert. Hierzu verspannt sich die Vortriebsmaschine mit Abspannpratzen zwischen den Streckenstößen mit meh­ reren hundert Tonnen Abspannkraft.

Der Nachteil derartiger Streckenvortriebsmaschinen be­ steht darin, daß sie auf einen einzigen Streckenquer­ schnitt ausgelegt sind, einen sehr hohen Energieaufwand erfordern und in keiner Weise an unterschiedliche Streckenquerschnitte anpaßbar sind.

Nach der DE-AS 20 54 298 ist eine bohrend arbeitende Streckenvortriebsmaschine bekannt, die geeignet ist, auf verschiedene Betriebsbedingungen, d. h. zum Beispiel auf verschiedene Streckenquerschnitte oder verschieden harte Gesteine eingestellt zu werden. Diese Streckenvortriebs­ maschine gewährleistet im Hinblick auf die Auffahrung verschiedener Streckenquerschnitte zwar eine Weiterent­ wicklung, doch ist sie nicht in der Lage, abgesehen von unterschiedlichen Kreisquerschnitten, beispielsweise eine Bogenstrecke aufzufahren.

Darüber hinaus benötigen die verwendeten Bohrwerkzeuge aufgrund des erforderlichen hohen Andrucks maschinen­ technisch einen sehr hohen Aufwand.

Nach der DE-AS 12 47 988 ist eine Streckenvortriebsma­ schine bekannt, welche im wesentlichen aus einem unbe­ weglichen, tragenden Gehäuse besteht, in dessen vorderen Ende ein Arbeitskopf drehbar gelagert ist. Am vorderen Ende des Arbeitskopfes ist ein mittels einer hy­ draulischen Vorschubeinrichtung in axialer Richtung ver­ schiebbarer Vorbohrer angeordnet und auf einer hinter dem Vorbohrer vorgesehenen und über dessen Durchmesser hinausragenden Scheibe des Arbeitskopfes sind mehrere mittels hydraulischer Vorschubeinrichtungen radial ver­ schiebbare Fräser in Form von Rollenbohrwerkzeugen ange­ ordnet.

Die Rollenbohrwerkzeuge beschreiben infolge der Überla­ gerung ihres Radialvorschubs mit der Drehbewegung der Scheibe eine spiralförmige Bahn, wobei lediglich ein einziges von mehreren auf Schlitten angeordneten Rollen­ bohrwerkzeugen in das Vorbohrloch eingreift.

Auch eine solche Streckenvortriebsmaschine ist aufgrund der auf einer Scheibe montierten Rollenbohrwerkzeuge nur in der Lage, eine Strecke mit Kreisquerschnitt auf­ zufahren, und erfordert bei hohen Andruckkräften eine schwere Bauweise der Maschine.

In der brititschen PS 12 69 577 ist darüber hinaus eine Vortriebsmaschine beschrieben, die zwar keinen Vorboh­ rer, aber Rollenbohrwerkzeuge tragende Werkzeugträger­ köpfe zeigt, die in gewissem Umfang um Schwenkachsen verschwenkbar sind. Die Vortriebsmaschine erlaubt al­ lenfalls eine beschränkte Anpassung an verschiedene Profilquerschnitte, benötigt aber gleichzeitig große Andruckkräfte, die wiederum eine schwere und aufwendige Maschinenkonstruktion erfordern.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Streckenvortriebsmaschine zu schaffen, die es er­ möglicht, unterschiedliche Streckenprofile, beispiels­ weise Kreis- und Bogenprofile aufzufahren, die im Ver­ gleich mit den herkömmlichen Streckenvortriebsmaschinen weniger Andruckkräfte benötigt, die besser steuerbar ist, die aufgrund der geringeren Andruckkräfte eine leichtere und energiesparende Bauweise ermöglicht, und die reparatur- und wartungsfreundlicher, insbesondere in bezug auf die Zugänglichkeit der Bohrwerkzeuge gestaltet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Werkzeugträger als über Schubkolbengetriebe, um am Bohrkopfgrundkörper vorgesehene Drehachsen radialver­ schwenkbare Arme ausgebildet sind, die mit einem einzi­ gen Rollenbohrwerkzeug bestückt sind, und daß die Rol­ lenbohrwerkzeuge vom Angriffspunkt im Vorbohrloch bis zu den Streckenstößen ausstellbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die die Rollenbohrwerkzeuge tragenden Werkzeugträger sowie der Vorbohrer über eine elektroni­ sche Prozeßsteuerung steuerbar sind.

Als Weiterbildung der Erfindung sind die Bohrwerkzeuge aktivierbar ausgebildet und mit einer Einrichtung zur Verdüsung von Hochdruck­ wasser versehen.

Die Streckenvortriebsmaschine kann aufgrund der sche­ renden bzw. schälenden Gesteinszerstörung durch die auf einer Schnittbahn laufenden Rollenbohrwerkzeuge in Ver­ bindung mit einem durch einen Vorbohrer zentrisch her­ gestellten Bohrloch und nur jeweils eines an je einem radial verschwenkbaren Werkzeugträger angeordneten Rol­ lenbohrwerkzeuges große Andruckkräfte einsparen, die bei der Herstellung des Maschinengrundkörpers eine we­ sentlich leichtere Bauweise ergeben. Darüber hinaus ist die Effizienz der Schneidarbeit dadurch verbessert, daß die Rollenbohrwerkzeuge die Ortsbrust kurvenförmig hin­ terschneidend vom Ansatzpunkt im Vorbohrloch bis zum Streckenstoß führbar sind. Die Streckenvortriebsmaschine kann jedoch auch in Verbindung mit Maschinengrundkörpern eingesetzt werden, wie sie zur Zeit bei Vollschnitt­ maschinen für die Bearbeitung der gesamten Ortsbrust verwendet werden.

Durch die Aktivierung sämtlicher Bohrwerkzeuge können weitere Andruckkräfte eingespart werden. Die elektroni­ sche Prozeßsteuerung gewährleistet auf einfache Weise die Herstellung sämtlicher Streckenquerschnitte, so auch die Herstellung eines Bogenquerschnitts, wobei es er­ forderlich ist, die mit dem Gestein an der Ortsbrust in Eingriff stehenden Rollenbohrwerkzeuge im Bereich der horizontal verlaufenden Streckensohle aus dem Eingriff zu lösen. Der mit einer Anzahl von drei bis fünf Bohr­ werkzeuge tragenden Schwenkarmen ausgerüstete Bohrkopf soll eine maximale Umdrehungszahl n 10 U/Min. aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer teilweise schematisierten Draufsicht in der Zeichnung wiedergegeben und wird im folgenden näher erläutert.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Streckenvortriebsmaschine besteht im wesentlichen aus einem rotierenden Bohrkopfgrundkör­ per 1, der mittels eines plattenartigen Verbindungsele­ mentes 2 an dem nicht dargestellten und in der Strecke 14 zu verspannenden Maschinengrundkörper angelenkt ist.

Zur Ortsbrust 13 hin ist dem Bohrkopfgrundkörper 1 an der Spitze einer Welle 6 zentrisch ein Vorbohrer 3 mit einem Bohrwerkzeug 4 bekannter Bauart vorgebaut. Der Vorbohrer 3 dreht sich in Richtung des an der Welle 6 angedeuteten Pfeiles mit dem Bohrkopfgrundkörper 1 und erzielt in herkömmlich bohrender Weise ein Bohrloch 5.

Zur Unterstützung des Rollenbohrwerkzeuges 4, das bei­ spielsweise mit Rollenmeißeln versehen sein kann, ist es im Rahmen der Erfindung vorstellbar, das Bohrwerkzeug 4 aktiviert, d. h. beispielsweise mit Hochdruckwasserun­ terstützung, auszubilden. Zu diesem Zwecke weist das Bohrwerkzeug 4 Einrichtungen 9 zur Verdüsung von Hoch­ druckwasser auf.

An dem zylinderförmig ausgebildeten, rotierenden Bohr­ kopfgrundkörper 1 sind über dessen Umfang verteilt drei bis fünf radialverschwenkbare Werkzeugträger 7 vorgese­ hen. Die Werkzeugträger 7 sind, wie das Ausführungs­ beispiel nach der Zeichnung wiedergibt, mit Rollenbohr­ werkzeugen 8 versehen, die zusätzlich aktivierbar sind. Zu diesem Zwecke weisen die Rollenbohrwerkzeuge 8 Ein­ richtungen 9 zur Verdüsung von Hochdruckwasser auf.

Die Werkzeugträger 7 sind nach dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel über eine Drehachse 12 mittels eines Zylinders 11 in radialer Richtung ver­ schwenkbar ausgebildet.

Wie der Eingriff des Rollenbohrwerkzeuges 8 an der Orts­ brust 13 in der oberen Bildhälfte wiedergibt, arbeitet das Rollenbohrwerkzeug 8 schneidend oder scherend und benötigt keine hohen Andruckkräfte.

Die Möglichkeit, die Rollenbohrwerkzeuge 8 in den er­ wünschten Eingriff mit dem Gestein im Bereich der Orts­ brust 12 zu bringen, wird durch den axialen Abstand des Vorbohrers 3 zu dem Rollenbohrwerkzeug 8 gewährleistet. Der Abstand ist so groß, daß die Rollenbohrwerkzeuge 8 im Bereich des vorgeschnittenen Bohrlochs 5 in das Gestein einschneiden können und in radialer Richtung kurvenförmig auf die Streckenstöße 15 in rotierender Weise zuarbeiten.

Die schwenkbare Anordnung der Rollenbohrwerkzeuge 8 ge­ währleistet die Herstellung jeder Art Streckenquer­ schnitte, wobei es vorteilhaft ist, den Ein- und Ausgriff der Rollenbohrwerkzeuge 8 und des Vorbohrers 3 mittels einer elektronischen Prozeßsteuerung vorzunehmen.

Der im Vergleich mit herkömmlichen Vollschnitt-Vor­ triebsmaschinen mit geringerem Querschnitt ausgebildete Bohrkopfgrundkörper 1 ermöglicht eine gefahrlose Zu­ gänglichkeit der vor Ort angeordneten Maschinenteile, wodurch die Reparatur- und Wartungsarbeiten wesentlich begünstigt werden.

Bezugszeichenliste:

 1 Bohrkopfgrundkörper
 2 Verbindungselement
 3 Vorbohrer
 4 Bohrwerkzeug
 5 Bohrloch
 6 Welle
 7 Werkzeugträger
 8 Rollenbohrwerkzeuge
 9 Einrichtung zur Verdüsung
10 Öffnungen
11 Zylinder
12 Drehachse
13 Ortsbrust
14 Strecke
15 Streckenstöße

Claims (4)

1. Streckenvortriebsmaschine zum Auffahren von untertägi­ gen Strecken mit einem zentralen, einen Vorbohrer auf­ weisenden, um eine parallel zur Maschinenlängsachse liegende Achse drehbaren Bohrkopfgrundkörper, an dem dem Vorbohrer in axialer Richtung nachgeschaltet meh­ rere Werkzeugträger angeordnet sind, die mit über Schubkolbengetriebe radialbeweglichen, nach dem Hinter­ schneideprinzip arbeitenden Rollenbohrwerkzeugen be­ stückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeug­ träger (7) als über Schubkolbengetriebe (11) um am Bohrkopfgrundkörper (1) vorgesehene Drehachsen (12) ra­ dialverschwenkbare Arme ausgebildet sind, die mit einem einzigen Rollenbohrwerkzeug (8) bestückt sind und daß die Rollenbohrwerkzeuge (8) vom Angriffspunkt im Vor­ bohrloch (5) bis zu den Streckenstößen (15) ausstellbar sind.

2. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Rollenbohrwerkzeuge (8) tragenden Werkzeugträger (7) sowie der Vorbohrer (3) über eine elektronische Prozeßsteuerung steuerbar sind.

3. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bohrwerkzeuge (4, 8) aktivierbar ausgebildet sind.

4. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bohrwerkzeuge (4, 8) mit einer Einrichtung (9) zur Verdüsung von Hochdruckwasser ver­ sehen sind.