Schrämkopf für Streckenvortriebsmaschinen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrämkopf für Streckenvortriebsmaschinen mit am Umfang desselben angeordneten Meißeln und Austrittsdüsen für den Austritt von Kühlwasser, welche über innerhalb des Schrämkopfes in Achsrichtung desselben verlaufende Kanäle mit Wasser versorgbar sind, wobei der Schrämkopfgrundkörper aus in Achsrichtung aneinander anschließenden Ringscheiben besteht, welche miteinander verschweißt sind (siehe AT-A-359 453), sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schrämkopfes.

[0002] Die Austrittsdüsen für den Austritt von Kühlwasser können auch für das Versprühen von Wasser zum Zwecke des Niederschlagens von Staub verwendet werden und es sind eine Reihe von Ausbildungen bekannt geworden, bei welchen derartige Austrittsdüsen an den Meißelhalter angeschlossen sind. Die Wasserzufuhr kann bei diesen Ausbildungen durch mit den Meißeln zusammenwirkende Ventile gesperrt bzw. freigegeben werden und es sind auch andere Steuerungen für die Zufuhr des Wassers möglich. In allen Fällen ist es erforderlich, den Schrämkopfgrundkörper mit entsprechenden Kanälen auszustatten, um die Wasserzufuhr zu den einzelnen Düsen zu ermöglichen. In der Regel ist hiefür eine axiale Wasserzuführung vorgesehen und aus der AT-A-359 453 ist eine Ausbildung bekannt geworden, bei welcher die Verteilung des Wassers zu den Düsen durch einen sich in Achsrichtung des Schrämkopfes erstreckenden, im wesentlichen zylindrischen Ringhohlraum, erfolgt. Der Schrämkopfgrundkörper besteht zumeist aus billigem ferritischem Baustahl und ist daher korrosionsanfällig. Bei der bekannten Ausbildung wirkten innerhalb des im wesentlichen zylindrischen Hohlraumes relativ hohe Flächendrucke in radialer Richtung, wenn die Wasserzufuhr unter hohem Druck erfolgte.

[0003] Gemeinsam mit der Korrosionsanfälligkeit des Schrämkopfgrundkörpers und insbesondere auf Grund der Korrosionsanfälligkeit der Schweißstellen benachbarter Ringscheiben, welche eine Innenwand des zylindrischen Hohlraumes bilden, ergeben sich bei der bekannten Ausbildung Probleme mit der Dichtheit. Die Korrosion an den Schweißstellen führte vereinzelt zu einem Lecken im Bereich der Schweißstellen und bei hohen Zuführungsdrucken bestand die Gefahr einer Zerstörung des Schrämkopfgrundkörpers durch Auftrennung längs der Stirnflächen benachbarter Ringscheiben.

[0004] Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Schrämkopf der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei hohen Zuführungsdrucken die Dichtheit gewährleistet ist und die Gefahr einer Korrosion an den Schweißstellen verringert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die innerhalb des Schrämkopfes in Achsrichtung desselben verlaufenden Kanäle als Bohrungen ausgebildet sind, welche die Schweißnähte benachbarter Scheiben des Schrämkopfgrundkörpers durchsetzen. Dadurch, daß die in Achsrichtung des Schrämkopfes verlaufenden Kanäle als Bohrungen ausgebildet sind, wirken bei höheren Zuführungsdrucken geringere radiale Kräfte im Sinne einer Aufweitung des Schrämkopfes als dies bei einem Zylindermantel der Fall wäre. Dadurch, daß die Bohrungen Schweißnähte benachbarter Scheiben durchsetzen, ergibt sich überraschenderweise eine Verringerung der Korrosionsanfälligkeit im Bereich dieser Schweißnähte, was darauf zurückgeführt wird, daß die Bohrung im Bereich der Schweißnaht eine glatte Innenfläche aufweist, welche den Korrosionsangriff im Vergleich zu der rauhen Oberfläche der Schweißnaht bei der bekannten Ausbildung verringert. Vor allen Dingen ist hiebei zu berücksichtigen, daß bei einem Wasserzuführungsdruck von beispielsweise 300 bar unter Berücksichtigung der Fläche des Zylindermantels des Zuführungsraumes bei der bekannten Ausbildung Kräfte von bis zu 10 000 000 N in radialer Richtung wirken würden.

[0005] Als Schrämkopfgrundkörper kann in bekannter Weise ferritischer Baustahl gewählt werden und die Verschweißung der benachbarten Ringscheiben kann durch Abschmelzen ferritischer Elektroden in kostengünstiger Weise erzielt werden. Erfindungsgemäß ist für die gleichmäßige Zuführung des Wassers zu den über den Umfang des Schrämkopfes verteilten Austrittsdüsen die Ausbildung so getroffen, daß in Umfangsrichtung des Schrämkopfes wenigstens drei im wesentlichen parallel zur Achse des Schrämkopfes verlaufende Bohrungen vorgesehen sind, welche an den Stirnflächen des Schrämkopfes abgeschlossen sind.

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieses Schrämkopfes ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß von einander zugewendeten Stirnflächen der Ringscheiben im Bereich benachbarter Innenkanten der miteinander zu verschweißenden Ringscheiben des Schrämkopfgrundkörpers zumindest eine über einen radialen Bereich abgeschrägt oder abgesetzt ausgebildet wird, dessen radiale Erstreckung größer ist als der Durchmesser der in Achsrichtung verlaufenden Bohrungen, daß die Ringscheiben unter Auffüllen des auf diese Weise gebildeten Hohlraumes verschweißt werden, und daß die in Achsrichtung des Schrämkopfes verlaufenden Bohrungen nach dem Verschweißen der Scheiben miteinander durch diese Schweißnähte gebohrt werden. Durch die Abschrägung bzw. Ausnehmung an zumindest einer der benachbarten Stirnflächen der Ringscheiben wird ein hinreichend großer radialer Bereich ausgebildet, in welchem die Schweißelektrode abgeschmolzen werden kann, so daß bei der nachfolgenden Bohrung für die Zuführungskanäle sichergestellt wird, daß diese Bohrung tatsächlich die Schweißnaht durchsetzt. Der radiale Bereich der Abschrägung bzw. Ausnehmung muß somit größer sein als der Durchmesser der nachträglich anzubringenden Bohrung.

[0007] Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Schrämkopf nach dem Stand der Technik gemäß AT-A-359 453 und Fig 2 einen analogen Schnitt durch die erfindungsgemäße Ausbildung.

[0008] In Fig. 1 ist der Schrämkopf 1 aus miteinander verschweißten Scheiben 2 aufgebaut und drehbar an einem nicht dargestellten Schrämarm gelagert. Die letzte Stufe der Untersetzungsgetriebes ist strichliert mit 3 angedeutet. Die Lagerung des Schrämkopfes 1 an einem mit dem Schrämarm verbundenen Trägern erfolgt über Wälzlager 5.

[0009] Die Wasserzufuhr erfolgt zunächst über Kanäle 6 im Träger 4 und mündet in einen Verteilerraum 7, über welchen sie über eine axiale Zuführungsleitung 8, welche entsprechend abgedichtet ist, und radiale Leitungen 9, in die sich in Achsrichtung des Schrämkopfes erstreckenden Verteilerhohlräume 10 geführt ist. Die Stirnscheibe 11 des Schrämkopfes 1 ist hiebei durch Schrauben mit dem Grundkörper des Schrämkopfes verbunden. Die Schweißnähte der benachbarten Ringscheiben sind an einer Innenwand des Ringraumes 10 dem Korrosionsangriff durch das zugeführte Wasser ausgesetzt. Aus dem Ringraum 10 gelangt das Wasser über im wesentlichen radiale Bohrungen 13 zu den Austrittsdüsen, welche im Meißelhalter untergebracht sein können.

[0010] Bei der Ausbildung nach Fig. 2 sind nun anstelle des Ringraumes 10 wenigstens drei in Achsrichtung des Schrämkopfes durchgehende Bohrungen 14 vorgesehen, welche an beiden Seiten mit Verschlußstücken 15 abgeschlossen sind.

[0011] Sofern es die Geometrie des Schrämkopfes erfordert, kann die Ausbildung, wie im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt, auch so getroffen sein, daß die Bohrung 14 in zwei Bohrungen 16 unterteilt ist, welche über eine radiale Bohrung 17 miteinander verbunden sind. Auch bei einer derartigen Ausführung läßt sich nach Lösen der Verschlußstücke 15 noch eine Reinigung der Bohrungen 14 bzw. 16 erzielen. Die Wasserzuführung zu diesen Bohrungen 14 bzw. 16, von welchen wenigstens drei in Umfangsrichtung des Schrämkopfes 1 verteilt angeordnet sind, kann im wesentlichen analog wie bei der Ausbildung nach Fig. 1 erfolgen und ist nicht nochmals dargestellt.

[0012] Die einzelnen Scheiben 2 sind mit ihren Stirnflächen miteinander verschweißt, wobei jeweils eine Scheibe 2 eine sich in der durch den Pfeil 18 angedeuteten radialen Richtung erstreckende Ausnehmung aufweist, welche sich über einen Teilbereich a erstreckt. Dieser Teilbereich a ist größer als der Durchmesser b der Bohrungen 14 bzw. 16 und wird bei der Verbindung der einzelnen Scheiben 2 durch Abschmelzen einer Elektrode aufgefüllt. Die Bohrungen 14 bzw. 16 werden nun durch die Schweißnähte, welche mit 19 bezeichnet sind, hindurchgeführt, so daß sich eine glatte Innenfläche als Wand der Bohrung ergibt. Die Verschlußstücke 15 weisen ein Schraubgewinde 20 auf, welches in ein entsprechendes Innengewinde 21 an den Stirnseiten der Bohrungen 14 bzw. 16 eingeschraubt ist. Die im wesentlichen radialen Stichleitungen 13 zu den Austrittsdüsen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, münden in diese Bohrungen 14 bzw. 16. Eine derartige Ausbildung ist auf Grund des geringeren, in radialer Richtung wirksam werdenden Druckes auch für die Zuführung von Druckwasser unter einem Druck von bis zu 300 bar zu den Austrittsdüsen geeignet, ohne daß die Gefahr einer mechanischen Überbeanspruchung der Schweißnähte 19 zu benachbarten Ringscheiben 2 besteht.

Ansprüche

1. Schrämkopf (1) für Streckenvortriebsmaschinen mit am Umfang desselben angeordneten Meißeln und Austrittsdüsen für den Austritt von Kühlwasser, welche über innerhalb des Schrämkopfes (1) in Achsrichtung desselben verlaufende Kanäle (14 bzw. 16) mit Wasser versorgbar sind, wobei der Schrämkopfgrundkörper aus in Achsrichtung aneinander anschließenden Ringscheiben (2) besteht, welche miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb des Schrämkopfes (1) in Achsrichtung desselben verlaufenden Kanäle (14 bzw. 16) als Bohrungen ausgebildet sind, welche die Schweißnähte (19) benachbarter Scheiben (2) des Schrämkopfgrundkörpers durchsetzen.

2. Schrämkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung des Schrämkopfes (1) wenigstens drei im wesentlichen parallel zur Achse des Schrämkopfes (1) verlaufende Bohrungen (14 bzw. 16) vorgesehen sind, welche an den Stirnflächen des Schrämkopfes (1) abgeschlossen sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines Schrämkopfes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einander zugewendeten Stirnflächen der Ringscheiben (2) im Bereich benachbarter Innenkanten der miteinander zu verschweißenden Ringscheiben (2) des Schrämkopfgrundkörpers zumindest eine über einen radialen Bereich (a) abgeschrägt oder abgesetzt ausgebildet wird, dessen radiale Erstreckung größer ist als der Durchmesser (b) der in Achsrichtung verlaufenden Bohrungen (14 bzw. 16), daß die Ringscheiben (2) unter Auffüllen des auf diese Weise gebildeten Hohlraumes verschweißt werden, und daß die in Achsrichtung des Schrämkopfes (1) verlaufenden Bohrungen (14 bzw. 16) nach dem Verschweißen der Scheiben (2) miteinander durch diese Schweißnähte (19) gebohrt werden.

Claims

1. Cutting head (1) for tunnelling machines, having arranged on its circumference cutting bits and outlet nozzles for the discharge of cooling water which can be supplied with water via passages (14) resp. (16) extending within the cutting head (1) in axial direction thereof, the cutting head body consisting of annular discs (2) adjoining one the other in axial direction and being mutually connected by welding, characterised in that the passages (14 resp. 16) extending in axial direction within the cutting head (1) are designed as bores extending through the weld beads (19) of adjacent discs (2) of the cutting head body.

2. Cutting head as claimed in claim 1, characterised in that there are provided, in circumferential direction of the cutting head (1), at least three bores (14 resp. 16) extending in substantially parallel relation to the axis of the cutting head (1) and being closed at the front faces of the cutting head (1).

3. Method of making a cutting head as claimed in claim 1 or 2, characterised in that at least one of mutually facing faces of the annular discs (2) in the region of adjacent inner edges of the annular discs (2) of the cutting head body to be connected by welding is chamferred or stepped over a radial area (a) having a greater radial extent than is the diameter (b) of the bores (14 resp. 16) extending in axial direction, that the annular discs (2) are, by filling the cavities thus formed, connected by welding, and that the bores (14 resp. 16) extending in axial direction of the cutting head (1) are, after having connected the discs (2) one with the other by welding, bored through these weld beads (19).

Revendications

1. Tête de havage (1) pour une machine de creusement de galeries comportant des pics répartis à la périphérie de cette tête et des buses de sortie pour la sortie de l'eau de refroidisement, qui peuvent être alimentées en eau par l'intermédiaire de canaux (14 ou 16) qui s'étendent à l'intérieur de la tête de havage dans la direction axiale de cette tête (1), le corps de base de la tête de havage étant composé de disques annulaires (2) qui sont adjacents entre eux dans la direction axiale, qui sont soudés l'un à l'autre, cette tête étant caractérisée en ce que les canaux (14 ou 16) qui s'étendent à l'intérieur de la tête de havage (1) dans la direction axiale de cette tête sont constitués par des perçages qui traversent les joints soudés (19) assemblant les disques adjacents (2) du corps de base de la tête de havage.

2. Tête de havage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu, dans la direction circonférentielle de la tête de havage (1) au moins trois perçages (14 ou 16) qui s'étendent à peu près parallèlement à l'axe de la tête de havage (1) et qui sont fermés aux surfaces frontales de la tête de havage.

3. Procédé de fabrication d'une tête de havage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, parmi les surfaces frontales des disques annulaires (2) qui sont dirigées les unes vers les autres, dans la région des chants intérieurs voisins des disques annulaires (2) du corps de base de la tête de havage qui doivent être soudés les uns aux autres, au moins l'une de ces surfaces est réalisée avec un chanfrein ou un épaulement sur une zone radiale (a) dont l'étendue radiale est plus grande que le diamètre (b) des perçages (14 ou 16) qui s'étendent dans la direction axiale, en ce que les disques annulaires (2) sont soudés avec remplissage de la cavité formée de cette façon et en ce que les perçages (14 ou 16) qui s'étendent dans la direction axiale de la tête de havage (1) sont percés, après le soudage des disques (2) les uns sur les autres, à travers ces joints soudés (19).

Zeichnung