DE3537379C2 - Abbauwerkzeug einer Tunnelvortriebsmaschine für den Preßrohrvortrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abbauwerkzeug gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Gattung.

Eine derartiges Abbauwerkzeug einer Tunnelvortriebs­ maschine ist in der EP-A1-0 146 918 der Anmelderin beschrieben und verfügt über ein in Vortriebsrichtung offenes Glockenwerkzeug. Beim bekannten Abbauwerkzeug einer Tunnelvortriebsmaschine dringt beim Vorschub ein ungestörter Erdkegel in den Glockeninnenraum des Glockenwerkzeugs ein und wird erst mit zunehmender Eindringtiefe überwiegend im hinteren Werkzeugteil um­ hüllt und geschützt durch das rotierende Glockenwerk­ zeug abgebaut. Dies gewährt eine hervorragende Stütz­ wirkung, ohne daß teure Betonitsuspensionen mit dadurch erforderlichen Separationsanlagen notwendig sind. Außerdem gewährt der freie, ungehinderte Materialein­ tritt in das Glockenwerkzeug eine außergewöhnlich hohe Vortriebsgeschwindigkeit. Durch die große Werkzeugöff­ nung können auch sehr große Steine gebrochen und zer­ mahlen werden. Neben diesen Vorzügen zeigte der prak­ tische Einsatz eine etwas ungünstigere Arbeitsweise bei sehr stark klebenden Böden mit hoher Eigenfestigkeit. Der in die Maschine eindringende Erdkegel führt z. B. bei Lehm leicht zu einem Verschlußpfropfen, so daß das Glockenwerkzeug nichts mehr abbauen kann und sehr hohe Drehmomente und Preßdrücke auftreten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, ein Abbauwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das unabhängig von der Beschaffenheit des Bodenmaterials eine hohe Vor­ triebsgeschwindigkeit ohne die Gefahr eines Verstopfens gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Abbauwerkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es einen mit einem Werkzeugbesatz ausgerüsteten Querträger aufweist, der sich quer über die in Vor­ triebsrichtung weisende Glockenöffnung des Glocken­ werkzeuges zwischen am Glockenrand diametral gegenüber­ liegenden Bereichen erstreckt.

Beim Betrieb des Abbauwerkzeugs rotiert der am Rand der Glocke befestigte Querträger mit dem Glockenwerk­ zeug und wirkt als Schneidmesser, so daß eindringender Lehmboden in Scheiben geschnitten wird und seinen kleb­ rigen Zusammenhalt verliert, da in die Schnittebenen ein Wasserfilm eindringt.

Das Abbauwerkzeug gemäß der Erfindung stellt somit ein Universalwerkzeug dar, das Steine mit beliebigen Korngrößen auf Fördergröße fräsen, mahlen oder brechen kann. Weiterhin werden alle anzutreffenden Böden prob­ lemlos abgebaut und förderbar gemacht. Die am Querträ­ ger vorgesehenen Werkzeuge, insbesondere Rollenmeißel, Schälkanten und Aufreißzähne, gestatten das Abarbeiten von großen Körnungen auf Fördergröße ohne Verstopfungs­ gefahr. Bei einer festen Einbindung von Steinen in den Boden erlauben hohe axiale Anpreßdrücke der Werkzeuge einen guten Materialabtrag. Sobald ein Findling abgearbeitet ist und aus dem Bodenverbund herausfällt, gerät er aufgrund seiner verminderten Größe in den Glockeninnenraum des Glockenwerkzeuges und wird dort vollends zerkleinert.

Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist der Querträger bogenartig in Vortriebsrichtung gewölbt. Seine Breite ist im mittleren Bereich geringer als im mit dem Glockenrand verbundenen Bereich. Um niedrige Antriebsdrehmomente zu erhalten ist es zweckmäßig, an den Rändern Schälkanten oder Aufreißzähne vorzusehen. Diese sind vorzugsweise für beide Rotationsrichtungen ausgelegt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn auf der in Vortriebsrichtung weisenden Seite des Querträgers mehrere Rollenmeißel angeordnet sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den vorderen Bereich des erfindungsgemäßen Abbauwerkzeugs im Halbschnitt entlang der Mittellängsebene und in einer Schnittansicht,

Fig. 2 eine Ansicht auf das Abbauwerkzeug in der der Vortriebsrichtung entgegengesetzten Richtung,

Fig. 3 einen in den Querträger eingesetzten Rollen­ meißel im Schnitt und

Fig. 4 einen in den Querträger eingesetzten Rollen­ meißel in einer Draufsicht auf die Oberseite des Querträgers.

In Fig. 1 ist das in Vortriebsrichtung weisende Ende eines Abbauwerkzeugs für den Preßrohrvortrieb mit einem Teil seines vorderen Zylinderabschnitts 1, aber ohne den sich daran anschließenden schwanzseitigen zylindrischen Nachlaufabschnitt dargestellt, der unter anderem die Antriebseinrichtungen der Tunnelbohrma­ schine aufnimmt.

Wie man in Fig. 1 erkennt, weist der feststehende vor­ dere Zylinderabschnitt 1 an seinem in Vortriebsrichtung weisenden Ende eine umlaufende Dichtung 2 auf, die gegen die Außenseite eines in den Zylinderabschnitt 1 hineinragenden Glockenwerkzeuges 3 eine Abdichtung schafft.

Das Glockenwerkzeug 3 ist gegenüber dem Zylinderab­ schnitt 1 drehbar befestigt und kann mit in der Zeich­ nung nicht dargestellten Antriebseinrichtungen in eine Rotation versetzt werden. Auf der Innenseite 4 des Glockenwerkzeugs sind als Werkzeugbesatz beispielsweise in der Zeichnung nicht dargestellte Leisten vorgesehen.

Die Innenseite 4 begrenzt glockenartig einen Glocken­ innenraum 5, in den ein in der Zeichnung ohne seine Antriebsvorrichtung dargestellter Mahlkopf 6 in Vor­ triebsrichtung, ausgehend vom sich verengenden Teil des Glockeninnenraums 5 hineinragt. Der Mahlkopf 6 verfügt ebenfalls über einen Werkzeugbesatz, der in Gestalt von in der Zeichnung nicht dargestellten Leisten realisiert sein kann. Die in den Glockeninnenraum 5 gelangenden Erd- und Geröllmassen werden nach dem Zerkleinern über den in der Zeichnung erkennbaren Ringraum 7 abtrans­ portiert.

Der Glockeninnenraum 5 des Glockenwerkzeuges 3 erwei­ tert sich in Vortriebsrichtung und endet im Bereich eines Glockenrandes 8, der in Fig. 1 in der unteren, eine Schnittansicht darstellenden Hälfte am besten zu erkennen ist. Im Bereich des Glockenrandes 8 ist das eine Ende eines Querträgers 9 befestigt, der in der unteren Hälfte der Fig. 1 in einer Seitenansicht und in der oberen Hälfte der Fig. 1 im Schnitt entlang seiner Mittelebene dargestellt ist. Fig. 2 zeigt eine Drauf­ sicht auf den die in Vortriebsrichtung weisende Öffnung bogenartig überbrückenden Querträger 9.

Die Bogenform des Querträgers 9 ist am besten in Fig. 1 zu erkennen. Weiterhin erkennt man in der unteren Hälfte der Fig. 1, daß der Querträger 9 mit Schälkanten 10 versehen ist. Die Schälkanten 10 sind sowohl am linken Rand als auch am rechten Rand des Querträgers 9 ausgebildet, so daß der Querträger 9 mit seinem Werk­ zeugbesatz sowohl bei einer Linksdrehung als auch bei einer Rechtsdrehung wirksam werden kann. Die verhält­ nismäßig schmalen Schälkanten 10 verdicken sich in Richtung auf die Mittellängsebene 11, in deren Bereich eine Vielzahl von in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellten Ausnehmungen 12 vorgesehen sind, in die an sich be­ kannte Rollenmeißel 13 eingesetzt sind. Die Rollen­ meißel 13 ragen mit ihrem Rollandrand in der in der unteren Hälfte der Fig. 1 veranschaulichten Weise über die Oberseite 14 des Querträgers 9 hervor.

Neben den Rollenmeißeln sind am Querträger 9 noch eine Vielzahl von Aufreißzähnen 15 vorgesehen. Die Aufreiß­ zähne 15 sind im Bereich der Schälkanten 10 angeordnet, die beispielsweise wie in Fig. 2 dargestellt einen kreisförmigen Verlauf oder einen elliptischen Verlauf haben. Zwischen dem Glockenrand 8 und den Schälkanten 10 werden auf diese Weise große Eintrittsöffnungen 16, 17 für das abzutragende Material gebildet.

Während bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel die Achsen 18 aller Rollenmeißel entlang der der Krümmung des Querträgers 9 folgenden Mittellinie auf der Mittellängsebene 11 angeordnet sind, ist es auch möglich, die in der Nähe des Glockenrandes 8 vorgese­ henen Meißel gegenüber der Mittellinie seitlich ver­ setzt anzuordnen, um auf diese Weise nicht durch die Länge der Achsen 18 in der Zahl der verwendbaren Rollenmeißel 13 eingeschränkt zu sein. Bei der Verwen­ dung gegenüber der Mittellinie versetzter Rollenmeißel ist es zweckmäßig, deren Achsen auf die Mittellängs­ achse des Glockenwerkzeugs 3 auszurichten, so daß in­ folge der Drehbewegung keine zusätzlichen Querbela­ stungen auf die Rollenmeißel 13 entstehen.

In den Fig. 3 und 4 erkennt man in vergrößerter Dar­ stellung, wie die Rollenmeißel 13 mit ihren scharfen Kanten 19 in den Ausnehmungen 12 versenkt sind. Die Ausnehmungen 12 sind dabei der Form der Achsen 18 und der Umhüllenden der Rollenmeißel 13 angepaßt. Wie man in Fig. 3 deutlich erkennt, sind die Rollenmeißel 13 gegenüber der Oberseite 14 zurückgezogen und im Quer­ träger 9 versenkt gelagert.

Beim Einsatz des Abbauwerkzeugs drehen sich das Glockenwerkzeug 3 mit dem Querträger 9 und der Mahlkopf 6 in entgegengesetzter Richtung, so daß mit Hilfe der Schälkanten 10, der Aufreißzähne 15 und der Rollen­ meißel 13 abgetragener Boden und abgetragenes Gestein über die Eintrittsöffnungen 16, 17 in den Glockeninnen­ raum 5 gelangen, um dort so weit verkleinert zu werden, daß sie diesen über den Ringraum 7 ohne Verstopfungs­ gefahr verlassen können.

Claims (10)

1. Abbauwerkzeug einer Tunnelbohrmaschine für den Preßrohrvortrieb mit einem in Vortriebsrichtung weisenden, rotierend antreibbaren Glockenwerkzeug und mit einem in den Glockeninnenraum des auf seiner Innenseite mit einem Werkzeugbesatz versehenen Glockenwerkzeuges hineinragenden, rotierend antreib­ baren Mahlkopf, der ebenfalls mit einem Werkzeug­ besatz versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glockenwerkzeug (3) ein mit einem Werkzeugbesatz (10, 13, 15) ausgerüsteter Querträger (9) zugeordnet ist, der sich quer über die in Vortriebsrichtung weisende Glockenöffnung (16, 17) des Glockenwerk­ zeuges (3) zwischen am Glockenrand (8) diametral gegenüberliegenden Bereichen erstreckt.

2. Abbauwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Querträger (9) bogenartig in Vortriebs­ richtung weisend gewölbt ist.

3. Abbauwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Querträger (9) in Richtung auf die Längsachse der Glockenöffnung in seiner Breite abnimmt.

4. Abbauwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß an den beiden Rändern des Querträgers (9) Schälkanten (10) ausgebildet sind.

5. Abbauwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schälkanten (10) am Querträger (9) elliptisch verlaufen.

6. Abbauwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ränder (10) des Querträgers (9) Aufreißzähne (15) angeord­ net sind.

7. Abbauwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der in Vortriebs­ richtung weisenden Seite (14) des Querträgers (9) mehrere Rollenmeißel (13) angeordnet sind.

8. Abbauwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Achsen (18) aller Rollenmeißel (13) entlang einer der Krümmung des Querträgers (9) folgenden Mittellinie ausgerichtet sind.

9. Abbauwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die der Längsachse der Glockenöffnung benachbarten Rollenmeißel (13) entlang einer der Krümmung des Querträgers (9) folgenden Mittellinie ausgerichtet sind, während die in der Nähe des Glockenrandes (8) auf dem Querträger (9) angeord­ neten Rollenmeißel (13) gegenüber der Mittellinie seitlich versetzt angeordnet sind.

10. Abbauwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Achsen (18) der seitlich gegenüber der Mittellinie versetzt angeordneten Rollenmeißel (13) auf die Mittellängsachse des Glockenwerkzeuges (3) ausgerichtet sind.