Schildvortriebsmaschine

Abstract

 Eine Schildvortriebsmaschine mit an um eine ungefähr in Vortriebsrichtung verlaufende Achse drehbaren und quer zu dieser Achse schwenkbaren Auslegerarmen (13, 14) rotierbar gelagerten Schneidwerkzeugen (15) weist einen in axialer Richtung des Schildes (1) geführten und gelagerten Träger (4) auf. Am Träger (4) ist ein Drehantrieb (22, 23) für einen Support (9) der Auslegerarme (13, 14) vorgesehen und die Auslegerarme (13, 14) sowie ihr Schwenkantrieb (16, 17) sind am Support (9) angelenkt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schildvortriebsmaschine mit an um eine ungefähr in Vortriebsrichtung verlaufende Achse drehbaren und quer zu dieser Achse schwenkbaren Auslegerarmen rotierbar gelagerten Schneidwerkzeugen.

[0002] Eine Schildvortriebsmaschine der eingangs genannten Art ist beispielsweise der US-PS 4 248 481 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Ausbildung sind eine Mehrzahl von Schrämarmen an der Außenseite eines zentrischen Rohres abgestützt, wobei jeder dieser Schrämarme über einen gesonderten Antrieb verfügt. An der Außenseite des zentralen Rohres ist hiebei ein in Umfangsrichtung verlaufender Zahnkranz vorgesehen, mit welchem Ritzel der Antriebsmotoren auf in Umfangsrichtung geführten Schlitten, an welchen die Schrämarme angelenkt sind, kämmen. Das zentrale Rohr stellt auf diese Weise einen Träger für die Arbeitsbewegungen der Schrämarme dar. Bedingt durch die rohrförmige Gestalt wird aber der Schwenkwinkel von Schrämarmen, welche an der Außenseite des Rohres festgelegt sind, zum Zentrum hin begrenzt und es müssen weiters die Schrämkräfte alle von der Führung der Verschiebebahn der Schlitten, an welchen die Schrämarme gelagert sind, aufge­nommen werden. Bei dieser bekannten Konstruktion ist inner­halb des hohlen zentrischen Rohres ein weiterer schwenkbarer Schrämarm angeordnet, welcher zusätzlich rotierbar gelagert ist.

[0003] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei konstruktiv geringem Aufwand ein hohes Maß an Stabilität erreicht. Weiters zielt die Erfindung darauf ab, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher auch bei frontseitig abgeschrägten Schilden ohne aufwendige Steuermechanismen bis nahe an die Vorderkante des Schildes geschrämt bzw. gebrochen werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger in axialer Richtung des Schildes verschieblich am Innenumfang des Schildes geführt und gelagert ist, daß am Träger ein Drehantrieb für einen Support der Auslegerarme vorgesehen ist und daß die Auslegerarme sowie der Schwenk­antrieb derselben am Support angelenkt sind. Dadurch, daß ein Träger in axialer Richtung des Schildes verschieblich am inneren Umfang des Schildes geführt und gelagert ist, läßt sich eine stabile Konstruktion schaffen, welche innerhalb des Schildes nur einen geringen Platzbedarf hat. Dieser Träger stützt sich unmittelbar am Schild ab und kann daher ohne weiteres große Kräfte aufnehmen. An diesem Träger sind nun erfindungsgemäß der Drehantrieb für einen Support der Auslegerarme vorgesehen, wobei die Auslegerarme sowie der Schwenkantrieb derselben am Support selbst angelenkt sind. Es ergibt sich somit eine konstruktiv sehr einfache Ausge­staltung, bei welcher mit einer geringen Anzahl von Schräm­armen der gesamte Bereich der Ortsbrust bestrichen werden kann, wobei vorzugsweise an jedem Auslegerarm zwei um eine quer zur Längsachse der Arme rotierbare, vorzugsweise pilz­förmige Schrämköpfe angeordnet sind.

[0004] Die Anordnung eines drehbaren Supports an einem Träger bietet nun die Möglichkeit, die Drehachse des Supports zur Längs­achse des Schildes zu neigen bzw. neigbar zu lagern, wie dies einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung entspricht. Durch die Neigung des Supportes läßt sich die Geometrie der Schwenkbewegung der Schrämarme so einstellen, daß eine Kollision mit dem vorderen Rand des Schildes mit Sicherheit vermieden wird, auch wenn der vordere Rand des Schildes im Axialschnitt nicht vertikal an die Sohle anschließt. In besonders einfacher Weise kann die Lagerung und der Antrieb dann gelöst werden, wenn der Support der Auslegerarme als auf die Drehachse normale Platte ausgebildet ist, welche mit der Antriebswelle starr verbunden ist. Eine derartige Support­platte läßt sich in einfacher Weise so lagern, daß die Schrämkräfte mit Sicherheit aufgenommen sind, wofür vorzugs­weise die Antriebswelle eine, vorzugsweise quer zur Längs­achse des Schildes schwenkbare Lagerplatte durchsetzt, welche die Radial- und Axiallagerung der Antriebswelle bzw. des Supports aufweist. Auf diese Weise ist auch die Neigbarkeit und Anpassung an die Geometrie der Vorderkante des Schildes ohne weiteres möglich. Der Antrieb selbst kann von allen Schrämkräften freigehalten werden und von relativ klein­bauenden Motoren gebildet sein, wofür vorzugsweise der Antrieb von an der Lagerplatte abgestützten Motoren gebildet ist, deren Ritzel mit einem mit der Antriebswelle drehfest und koaxial gekuppelten Zahnrad kämmen. Das mit der Antriebs­welle drehfest und koaxial gekuppelte Zahnrad kann hiebei in einem Gehäuse angeordnet sein, welches an der Lagerplatte abgestützt ist. Innerhalb dieses Gehäuses kann auch erforder­lichenfalls ein Untersetzungsgetriebe angeordnet sein, wobei jedoch bei der besonders einfachen Ausbildung, bei welcher die Ritzel der Antriebsmotoren mit dem zentralen Zahnrad kämmen, eine relativ hohe Untersetzung bereits in einer Stufe erzielt wird.

[0005] Zur Lagerung der Schwenkachsen der Schrämarme ist die Aus­bildung in vorteilhafter Weise so getroffen, daß der platten­förmige Support im wesentlichen parallel zur radialen Rich­tung verlaufende Seitenwangen aufweist, an welchen die Schwenkachsen der Auslegerarme gelagert sind. Auf diese Wiese wird darüber hinaus ein Support mit hoher Stabilität und relativ geringem Gewicht gebildet, da die Seitenwangen eine Versteifung des Supportes bewirken. Die Schwenkachsen der Auslegerarme können in vorteilhafter Weise die Längsachse des Schildes senkrecht kreuzen, so daß bei einer vorgegebenen Schwenkstellung der Auslegerarme konzentrische Kreise bei Verdrehung des Supportes geschrämt werden. Bei der bevor­zugten Ausbildung, bei welcher jeweils zwei quer zur Längs­achse der Arme rotierbar gelagerte pilzförmige Schrämköpfe vorgesehen sind, erfolgt der Vortrieb wie bei bekannten Teilschnittschrämmaschinen im wesentlichen in Richtung der Rotationsachse der Schrämköpfe und es können alle Vorteile, wie sie durch Teilschnittschrämmaschinen dieser Bauart erzielt werden, auch bei der Schildvortriebsmaschine erzielt werden.

[0006] Die Anlenkachsen der Schrämarme am Support liegen hiebei jeweils außerhalb der Rotationsachse und zur Erzielung einer im wesentlichen weitgehend ebenen Aufbaufront sind mit Vorteil die radialen Abstände der Schwenkachsen von der Rotationsachse des Supportes für verschiedene Auslegerarme verschieden. Die Schwenkwinkel der beiden Schrämarme können hiebei so eingestellt sein, daß der um eine der Rotations­achse näher liegende Schwenkachse schwenkbare Schrämarm im wesentlichen den mittleren Bereich der Ortsbrust schrämt, wohingegen der auf größerem radialen Abstand von der Rota­tionsachse des Supportes schwenkbar gelagerte Schrämarm eine äußere Ringscheibe der Abbaufront schrämt.

[0007] Um sicherzustellen, daß mit einer derartigen Ausbildung, bei welcher naturgemäß zwischen den beiden quer zur Längsachse des Schrämarmes rotierbar gelagerten Schrämköpfen ein freier Raum verbleibt, in welchem nicht geschnitten oder gebrochen wird, auch der in der Rotationsachse liegende Teilbereich der Ortsbrust geschrämt werden kann, ist die Ausbildung in vorteilhafter Weise so getroffen, daß die von der geo­metrischen Längsachse wenigstens eines Auslegerarmes beim Verschwenken desselben aufgespannte Ebene wenigstens in einem Abstand von der Rotationsachse des Supportes liegt, welcher dem halben freien Abstand zwischen den Köpfen dieses Auslegerarmes entspricht. Der in der Achsansicht seitlich versetzte Schrämarm ist hiebei bevorzugt jener Schrämarm, dessen Schwenkachse näher der Rotationsachse des Supportes liegt, da ja mit diesem Schrämarm bevorzugt der mittlere Bereich der Ortsbrust geschrämt wird.

[0008] Die Neigung der Lagerplatte kann in einfacher Weise durch ein hydraulisches Zylinder-Kolben-Aggregat verstellt werden, wobei die Rotationsachse des Supports bevorzugt so einge­stellt ist, daß sie normal auf die im vertikalen Längsschnitt des Schildes durch Verbinden der Oberkante mit der Unterkante desselben sich ergebende Gerade steht. Eine besonders ein­fache Konstruktion ergibt sich, wenn die zwei Auslegerarme am Support so angeordnet sind, daß ihre Schwenkbereiche einander an der Ortsbrust überlappen.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Frontansicht auf eine Schild­vortriebsmaschine in Richtung des Pfeiles I der Fig. 2 und Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1.

[0010] In Fig. 1 ist ein Schild 1 dargestellt, welcher in kon­ventioneller Weise in einem Tunnel positioniert wird. Am Innenumfang 2 des Schildes 1 sind Lagerböcke 3 vorgesehen, in welchen ein Träger 4 in Achsrichtung des Schildes 1 verschieblich gelagert ist. Der Verschiebeantrieb wird durch hydraulische Zylinder-Kolben-Aggregate sichergesellt, deren Angriffsstellen schematisch mit 5 angedeutet sind.

[0011] Am Grund des Schildes 1 ist eine Ladeeinrichtung 6 mit Hummerscherengreifern 7 vorgesehen, welche das geschrämte Material einer Abfördereinrichtung zuführen.

[0012] Am Träger 4 ist um eine Achse 8 drehbar ein Support 9 ge­lagert, welcher im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist. Der Support 9 weist darüber hinaus Seitenwangen 10 auf, an welchen die Schwenkachsen 11 und 12 von Schrämarmen gelagert sind. Die Schrämarme sind mit 13 und 14 bezeichnet und tragen an ihren freien Enden um quer zur Längsachse der jeweiligen Schrämarme 13, 14 rotierbar gelagerte Schrämköpfe 15.

[0013] Für den Schwenkantrieb der Schrämarme 13, 14 sind hydrauli­sche Zylinder-Kolben-Aggregate 16 und 17 vorgesehen.

[0014] Wie sich aus der Darstellung aus Fig. 2 ergibt, ist der Support 9 an einer Lagerplatte 18 abgestützt. Der Support 9 ist drehfest mit einer die Lagerplatte 18 durchsetzenden Welle 19 verbunden. Der Support 9 ist hiebei an der Lager­platte über Axiallager 20 abgestützt, so daß die Schrämkräfte sicher von der Lagerplatte aufgenommen werden können. Die Lagerplatte 18 trägt hiebei auch die Radiallager 21. Die Antriebswelle 19 für den Support 9 trägt an ihrem freien Ende eine innerhalb eines Gehäuses 22 angeordnete nicht darge­stellte weitere Scheibe mit einer Außenverzahnung. Der Antrieb wird von Motoren 23 sichergestellt, wobei im darge­stellten Fall drei Motoren 23 in Umfangsrichtung des im Inneren des Gehäuses 22 enthaltenden zentrischen Zahnrades vorgesehen sind, deren Ritzel mit diesem Zahnkranz kämmen. Die Lagerscheibe 18 kann unter Vermittlung des Zylinder-­Kolben-Aggregates 24 in ihrer Neigung verstellt werden. Die bereits in Fig. 1 dargesellte Anlenkstelle 5 für die Ver­schiebung des Trägers 4 ist mit einem hydraulischen Zylinder-­Kolben-Aggregat 25 verbunden.

[0015] Wie aus der Darstellung nach Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Vorderkante 26 des Schildes 1 im Axialschnitt abgeschrägt. Die Lagerplatte 18 wird durch Betätigung des hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregates 24 nunmehr so eingestellt, daß sie im Schnitt der Darstellung nach Fig. 2 im wesentlichen parallel zur Verbindungsgeraden zwischen der Oberkante 27 und der Unterkante 28 des vorderen Randes 26 des Schildes ver­läuft. Auf diese Weise wird die Rotationsachse 29 zur Längs­achse 30 des Schildes geneigt und steht im wesentlichen normal auf diese Verbindungsgerade der Kanten 27 und 28. Bei Drehung des Supportes 9 um die Rotationsachse 29 ergeben sich nun verschiedene Möglichkeiten des Eingriffes der Schrämköpfe 15, wobei einzelne der möglichen Schwenklagen gesondert eingetragen wurden. Die Schwenkachse des Schrämarmes 14, welche mit 12 bezeichnet ist, ist hiebei näher der Rotations­achse als die Schwenkachse 11 des Schrämarmes bzw. des Auslegerarmes 13. Durch Verschwenken des Schrämarmes 13 nach einer Betätigung des hydraulischen Zylinder-Kolben-Aggregates 16 kann der Schrämarm 13 in die Position 13′ gelangen. Durch Verdrehen des Supports um die Rotationsachse 29 gelangt der unverschwenkte Schrämarm 13 in eine Position 13′′, wohingegen der in die Position 13′ verschwenkte Schrämarm in die Position 13′′′ gelangen kann. Analog ist für den zweiten Schrämarm 14 durch Betätigung des hydraulischen Zylinder-­Kolben-Aggregates 17 eine Verschwenkung in die Lage 14′ möglich. Durch Verdrehen des unverschwenkten Schrämarmes 14 gelangt dieser in die Position 14′′, wohingegen durch Ver­drehen des in die Position 14′ verschwenkten Schrämarmes die Lage 14′′′ erzielt werden kann. Insgesamt ergibt sich ein aus vier konkaven Bereichen zusammengesetztes Abbaubild, welches einer weitgehenden Annäherung an eine ebene Abbaufront entspricht. Durch Betätigen der hydraulischen Zylinder-KolbenAggregate 25 kann der Träger insgesamt in Achsrichtung des Schildes, das ist somit in Richtung der Achse 30, verschoben werden, wodurch der Einstich und die Spanstärke exakt eingestellt werden kann.

[0016] Der Schild wird in bekannter Weise jeweils nachgesetzt, wofür gesonderte Schildrückzylinder vorgesehen sind, deren Anschlußstellen schematisch mit 31 angedeutet sind.

Ansprüche

1. Schildvortriebsmaschine mit an um eine ungefähr in Vor­triebsrichtung verlaufende Achse drehbaren und quer zu dieser Achse schwenkbaren Auslegerarmen rotierbar gelagerten Schneidwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (4) in axialer Richtung des Schildes (1) verschieblich am Innen­umfang (2) des Schildes (1) geführt und gelagert ist, daß am Träger (4) ein Drehantrieb (22,23) für einen Support (9) der Auslegerarme (13,14) vorgesehen ist und daß die Auslegerarme (13,14) sowie der Schwenkantrieb (16,17) derselben am Support (9) angelenkt sind.

2. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Drehachse (8) des Supports (9) zur Längs­achse des Schildes (1) geneigt und/oder neigbar gelagert ist.

3. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (9) der Auslegearme (13,14) als auf die Drehachse (8) normale Platte ausgebildet ist, welche mit der Antriebswelle (19) starr verbunden ist.

4. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (19) eine, vorzugsweise quer zur Längsachse des Schildes (1) schwenkbare Lagerplatte (18) durchsetzt, welche die Radial- und Axiallagerung der Antriebswelle (19) bzw. des Supports (9) aufweist.

5. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb von an der Lager­platte (18) abgestützten Motoren (23) gebildet ist, deren Ritzel mit einem mit der Antriebswelle (19) drehfest und koaxial gekuppelten Zahnrad kämmen.

6. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige Support (9) im wesentlichen parallel zur radialen Richtung verlaufende Seitenwangen (10) aufweist, an welchen die Schwenkachsen (11,12) der Auslegerarme (13,14) gelagert sind.

7. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schwenkachsen (11,12) der Auslegerarme (13,14) die Längsachse (30) des Schildes (1) senkrecht kreuzen.

8. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Abstände der Schwenkachsen (11,12) von der Rotationsachse (8) des Supportes (9) für verschiedene Auslegerarme (13,14) ver­schieden sind.

9. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Auslegerarm (13,14) zwei um eine quer zur Längsachse der Arme (13,14) rotierbare, vorzugsweise pilzförmige Schrämköpfe (15) angeordnet sind.

10. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von der geometrischen Längs­achse wenigstens eines Auslegerarmes (13,14) beim Ver­schwenken desselben aufgespannte Ebene wenigstens in einem Abstand von der Rotationsachse (8) des Supportes (9) liegt, welcher dem halben freien Abstand zwischen den Köpfen (15) dieses Auslegearmes (13,14) entspricht.

11. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche l bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (8) des Supportes (9) normal auf die im vertikalen Längsschnitt des Schildes (1) durch Verbinden der Oberkante (27) mit der Unterkante (28) desselben sich ergebende Gerade steht.

12. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Auslegerarme (13,14) am Support (9) gelagert sind, deren Schwenkbereiche einander an der Ortsbrust überlappen.

Zeichnung