DEVICE FOR DRIVING GALLERIES WITH DETACHABLE PICK HOLDERS

Abstract: 1. Device for cutting in situ minerals, in particular, for the drivage of roadways in underground mining and tunnel construction, by means of cutting tools equipped with picks (2) which are interchangeably secured in their sockets (1) and sprayed viz. cooled through a nozzle (13, 13') to which high-pressure water is supplied exclusively while the picks (2) cut into the rock, characterized in that the pick sockets (1) are secured detachably and, in a per se known way, movably to the cutting tool (6) and thereby excert some adjusting influence on the pick.

Description: Vorrichtung zum Auffahren von Strecken mit lösbaren Meissel haltern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lösen von im Verband anstehendem Mineral, insbesondere zum Auffahren von Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau mit Gewinnungswerkzeugen, die mit in Meissel haltern auswechselbar angeordneten Meisseln bestückt und über eine nur während des Eingriffs der Meissel in Gebirge mit Druckwasser beaufschlagten Wasserdüse besprüht und bekühlt sind. Bei derartigen Vorrichtungen handelt es sich beispielsweise um die Schneidköpfe von Teilschnittvortriebsmaschinen o.ä. schneidend arbeitenden Gewinnungsmaschinen, insbesondere im Berg- und Tunnelbau, der Bauindustrie u.a. Industriezweigen. Diese Schneidköpfe bzw. Teile der Maschinen sind mit Meisseln bestückt, die in Meisselhaltern gehalten sind, die auf den Schneidköpfen festgeschweisst sind. Die Meissel selbst sind auswechselbar, weil sie hohem Verschleiss unterliegen. Zur Erzielung eines gleichmässigen VerschleiBes an der konisch zulaufenden Schneidkante sind Rundschaftmeissel innerhalb der Meisselhalter drehbar angeordnet. Da der Meissel infolge der Drehbewegung des Schneidkopfes immer erneut in das Gestein eingreift, ist der Meissel einer hohen Anzahl starker Schläge ausgesetzt. Diese Schläge beanspruchen den Werkstoff des Meissels Uberaus stark, oft über die Grenzen seiner Festigkeit hinaus. Desweiteren schlägt der Meissel seinerseits bei jeder Umdrehung des Schneidkopfes auf den Meisselhalter und zwar sowohl auf den oberen Rand als auch über Biegekräfte auf die Innenwand des Meisselhalters. Aufgrund dieser Einflüsse macht sich Verschleiss bemerkbar. Auch die Deformationen oder Brüche von Meisselhaltern und Meisseln treten auf. Der Bruch eines Meissel halters setzt den Wirkungsgrad des Schneidkopfes in hohem Masse herab, da derartige Reparaturen unter Tage nicht ausgeführt werden können. Vielmehr muss der gesamte Schneidkopf nach Ubertage geschafftrund dort repariert werden, was insbesondere daraus resultiert, dass die Meisselhalter mit dem Schneidkopf verschweisst sind. Das gleiche gilt für den Fall, dass ein übermässig verschlissener und nicht rechtzeitig ausgewechselter Meissel zu unplanmässigem Verschleiss des Meisselhalters führt, weil dieser am festen Gestein reibt. Eine weitere Schwierigkeit, die sich bei der Verwendung herkömmlicher Meisselhalter in Verbindung mit Rundschaftmeisseln u.ä. Meisseln ergibt, ist die Kühlung. Um das Wasser auf die heissen Flächen aufspritzen zu können, muss es unter hohem Druck bis dicht an die zu kühlenden Flächen gedrückt und von dort durch Düsen auf das Gestein bzw. den Meissel gespritzt werden. Dieser Druck wird üblicherweise durch Hochdruckpumpen erzeugt (GP-PS lo 534). Um das Wasser mit dem nötigen Druck bis zu den Wasserdüsen zu führen, müssen entsprechende Hochdruckschläuche oder Leitungen mit aufwendigen Dichtungen durch die gesamte Vortriebsmaschine verlegt werden. Zur Vermeidung dieser aufwendigen Schläuche und Leitungen ist unterhalb des Meissels eine Pumpe angeordnet worden (DE-OS 32 42 137.o), über die die Bewegung des Meissels gedämpft und gleichzeitig Hochdruckwasser für die Innenbedüsung erzeugt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage- und Reparaturarbeiten an Gewinnungswerkzeugen von Vortriebsmaschinen u.ä. Einrichtungen zu vereinfachen und deren Funktion zu verbessern. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Meisselhalter lösbar und wie an sich bekannt beweglich mit dem Gewinnungswerkzeug dabei den Meissel beeinflussend und regelnd verbunden sind. Bei einem derart ausgebildeten Schrämkopf oder Schneidkopf können sowohl die Meissel als auch die Meisselhalter unmittelbar vor Ort ausgewechselt werden, wenn sie aus irgendwelchen Gründen beschädigt sind. Dadurch wird der Wirkungsgrad derartiger Einrichtungen wesentlich erhöht und die Montage und Demontage entsprechend erleichtert. Ausserdem kann die Bewegung des Meisselhalters beispielsweise dazu ausgenutzt werden, das für die Kühlung benötigte Wasser hochzuspannen und gleichzeitig die benötigten Ventile zu steuern. Obwohl es bereits bekannt ist, die Bewegung des Meissels selbst für entsprechende Funktionen auszunutzen, bringt die Ausnutzung der Meisselhalterbewegung den grossen Vorteil, dass die beim Eingriff des Meissels in das Gestein auf den Meissel einwirkenden Reaktionskräfte voll an den Meisselhalter weitergegeben werden, der aufgrund seiner Ausbildung und Zuordnung zum eigentlichen Schneidkopf eine ganze Reihe von Funktionen durch die Beweglichkeit ausüben kann. Da der Meisselhalter wesentlich stabiler ausgebildet werden kann, können so die auftretenden Kräfte besser ausgenutzt und umgemünzt werden. In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Melsselhalter so kippbar, drehbar oder verschieblich mit dem Gewinnungswerkzeug verbunden sind, dass ihre Bewegung zur Erzeugung des Wasserhochdrucks, zur Dämpfung der Reaktlonskräfte beim Eingriff der Meissel in das Gebirge, zur Änderung der Winkel zwischen Meissel und Gestein und zur Drehung des Meissels einsetzbar ist. Um dabei ein Abscheren der Meisselhalter vom Gewinnungswerkzeug sicher zu verhindern, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Meisselhalter die Verbindungselemente überdeckend mit dem Gewinnungswerkzeug verbunden ist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Meisselhalter in Eingriffsrichtung des Meissels bzw. entgegengesetzt dazu über mit dem Meisselhalter und dem Gewinnungswerkzeug schwenkbar verbundene Verbindungselemente beweglich gehalten ist. Derartige Verbindungselemente können vorteilhaft vom Meissel halter überdeckt und damit geschützt werden. Gleiches gilt für eine Ausführungsform, nach der der Meisselhalter über eine Führung verfügt, die in eine dem Gewinnungswerkzeug zugeordneten Schiene eingreifend ausgebildet ist. Bei den erläuterten Ausführungen wird die Verschiebung oder das Kippen des Meisselhalters gedämpft und für die verschiedenen beschriebenen Funktionen umgemünzt. Da die Bewegung des Meisselhalters durch die entsprechenden Einrichtungen wie beispielsweise einer Pumpe gedämpft werden, kann es zu Überlastungen und dadurch hervorgerufene Beschädigungen nicht kommen. Wie beschrieben ist es von Vorteil, zur Dämpfung eine Pumpe einzusetzen, die gleichzeitig zur Erzeugung des notwendigen Hochdruckwassers dient. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass unterhalb des in axialer Richtung festgelegten Meissels zwischen diesem und dem Widerlager auf dem Gewinnungswerkzeug eine Kolbenpumpe angeordnet ist, deren beweglicher Teil direkt oder indirekt über den Meisselhalter vorstehend ausgebildet ist. Dadurch wird beim Eingriff des Meissels in das Gebirge und die entsprechende Weiterleitung der Reaktionskräfte in den Meisselhalter dieser gegen das Widerlager gedrückt, so dass sich der bewegliche Teil der Kolbenpumpe in den starren Teil hineindrückt und das dazwischen befindliche Wasser entsprechend hochspannt. Zur Vereinfachung der Montage ist es vorteilhaft, wenn die Kolbenpumpe In der den Meissel aufnehmenden Bohrung angeordnet und mit einem durch den Verschlussstopfen hindurchgeführten Verlängerungskolben versehen ist, der mit dem Widerlager korrespondlerend ausgebildet Ist. Der Verlängerungskolben wird bei der entsprechenden Bewegung des Meisselhalters auf das Widerlager gedrückt, wodurch der bewegliche Teil der Kolbenpumpe entsprechend in das unbewegliche Teil hineinbewegt wird. Nach einer anderen Ausbildungsform ist vorgesehen, dass dem Gewinnungswerkzeug eine Kolbenpumpe zugeordnet ist, deren beweglicher Teil über den Meisselhalter beeinflussbar angeordnet ist. Dies hat verschiedene Vorteile, vor allem den, dass beim Verschleiss an Meissel und Meisselhalter die Pumpe nicht jedesmal mit ausgewechselt werden muss, sondern vielmehr im Schneidkopf verbleibt. Ausserdem sind im Schneidkopf entsprechende Räume vorhanden, wo die Pumpen anzuordnen und ggf. auch untereinander zu verbinden sind, so dass immer ausreichende Druckverhältnisse in der Wasserzuführung gewährleistet sind. Dadurch, dass der Verschlussstopfen lösbar mit dem Meisselhalter verbunden,vorzugsweise verschraubbar ist, kann bei der Zuordnung der Kolbenpumpe zum Meisselhalter bei evtl. notwendig werdenden Wartungsarbeiten die Kolbenpumpe leicht herausge nommen und Uberprüft werden. In vorteilhafter Weise ist es möglich, die Bewegung des Meisselhalters auch dazu zu vewenden, den Meissel taktweise und zwangsweise zu drehen, so dass ein gleichmässigerer Ver schleiss erreicht wird. Dies ist nach der Erfindung zu erreichen, indem dem Meisselhalter ein auf den Meissel einwirkendes Drehteil zugeordnet ist, das über den Meisselhalter antreibbar ist. Hierdurch wird also die Bewegung des Meisselhalters benutzt, um das Drehteil zu betätigen und den Meissel entsprechend taktweise zu drehen. Schliesslich kann es vorteilhaft sein, die Kolbenpumpe, das Drehteil und auch die Wasserdüse dem Gewinnungswerkzeug zuzuordnen und durch den beweglich angeordneten Meisselhalter antreibbar bzw. regelbar auszubilden. Dies hat einen grossen Vorteil deshalb, weil damit die in der Regel wesentlich langsamer verschleissenden Teile dem Schneidkopf zugeordnet sind, so dass beim Verschleissen der Meissel oder der Meissel- taschen nur jeweils diese ausgewechselt werden müssen. Ausserdem kann auf diese Weise auf die aufwendige Verlegung von Wasserzuführungsleitungen in den Meissel bzw. Meisselhalter verzichtet werden bzw. es ist möglich, auch Wasserdüsen dort anzusetzen, wo sie den Meissel zusätzlich kühlen. Der technische Fortschritt der Erfindung ist darin begründet, dass bei übermässig verschlissenen und nicht rechtzeitig ausgewechselten Meisseln bei darauf folgendem Verschleiss am Meisselhalter durch eine schnelle Auswechselbarkeit des Meisselhalters die Haltbarkeit des Schneidkopfes und damit die mögliche Betriebszeit wesentlich erhöht wird Dies gilt insbesondere bei Teilschnittvortriebsmaschinen mit Schneidköpfen, die mit vielen Meisseln bestückt sind. Ein weiterer technischer Fortschritt besteht darin, dass die-Steuer- und Pumpvorrichtungen grösser gestaltet werden können, da sie über die Bewegung des Meissel halters gesteuert werden.- Eine besonders günstige Anordnung ist die, bei der die Pumpvorrichtung in den Grundkörper des Schneidkopfes und auch ggf. die anderen Regeleinrichtungen dort angeordnet werden. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen teilweise geschnittenen Meisselhalter mit Meissel und Fig. 2 einen weiteren Meisselhalter mit Meissel in Seitenansicht. Der Meisselhalter 1 ist in dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel gegenüber dem Gewinnungswerkzeug 6 über beispielsweise zwei Verbindungselemente 7 in der Zeichnungsebene verschwepkbar befestigt. Die Verbindungselemente 7 sind an den Endpunkten in der vorgegebenen Ebene jeweils drehbar gelagert. Unter der Beweglichkeit des Meisselhalters 1 ist jedoch auch eine Verschiebbarkeit gemäss Fig.2 auf dem Schneidkopf 6 zu verstehen. Der Meisselhalter 1 ist mit einer Bohrung zur Aufnahme des Meissels 2 bzw. von dessen Schaft 4 versehen. Der Meissel 2 besteht aus einer Schneide 3 und dem Schaft 4, der mittels einer Klemmvorrichtung 5 in axialer Richtung unverschiebbar arretiert ist. Unterhalb des Schaftes 4 ist in der Bohrung, die am unteren Ende durch einen Verschlussstopfen lo verschliessbar ist, eine Kolbenpumpe 8, 9 vorgesehen. Die Kolbenpumpe besteht gemäss der Ausführungsform nach Fig. 1 aus einem feststehenden Kolben 8 und einem Zylinder 9, der mit einem Verlängerungskolben 11 ausgerüstet ist, der durch den Verschlussstopfen lo hindurchragt und sich bei Bewegung des Meisselhalters 1 auf dem Widerlager 12 des Gewinnungswerkzeuges 6 abstützt. Der Verschlussstopfen lo ist einschraubbar ausgebildet. Unterhalb des Verlängerungskolbens 11 ist das erläuterte Widerlager 12 vorgesehen. Der Kolben pumpe 8, 9 wird über Wasserzuführungskanäle 16 und andere nicht dargestellte Schläuche oder Leitungen das Wasser im Niederdruckbereich beispielsweise mit einem Druck von lo bar zugeführt, wobei im Zuführungskanal 16 ein Rückschlagventil 17 angeordnet ist. Von dem Pumpenraum ausgehend ist in dem Meisselhalter 1 ein Wasserzuführungskanal 14 vorgesehen, der in einer Wasserdüse 13 endet, unterhalb derer ein Überdruckventil 15 angeordnet ist. In der in der Fig. 1 dargestellten Position befindet sich der Meissel 2 nicht im Eingriff mit dem Gestein oder Mineral. Über die Wasserzuführungsleitungen bzw. Kanäle und Schläuche 16 wird der Pumpenraum mit Wasser im Niederdruckbereich gefüllt. Bei anstehendem Eingriff des Meissels 2 in das Gestein bzw. Mineral wird der Meisselhalter 1 die Reaktionskräfte aufnehmend mit dem Verlängerungskolben 11 gegen das Widerlager 12 gedrückt. Hierdurch wird die Kolbenpumpe mit dem Zylinder 9 bzw. Kolben 8 betätigt, so dass das nun auf Hochdruck vorgespannte Wasser über den Wasserzuführungskanal 14 und die Wasserdüse 13 versprüht bzw. verspritzt wird. Der in der Bohrung des Meisselhalters 1 drehbarer Schaft 4 ist so innerhalb der Bohrung gelagert, dass auch ein Teil des Wassers über den Ringspalt nach aussen gedrückt werden kann, so dass durch das Hochdruckwasser eine freispülende und schmierende Wirkung ausgeübt wird. Nach Fig. 2 ist die Kolbenpumpe 8, 9 dem Gewinnungswerkzeug 6 zugeordnet, wobei. sie ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch den Verlängerungskolben 11 betätigt wird. Die Wasserzuführung erfolgt ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 1 oder aber durch im Gewinnungswerkzeug 6 verlegte Kanäle zur Wasserdüse 13'. Während es sich bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform um ein Verschwenken des Meisselhalters 1 handelt, ist nach Fig. 2 ein Verschieben des Meissel halters vorgesehen, ohne dass sich dadurch die Funktionsweise der Kolbenpumpe und der übrigen Einrichtungen ändern muss. Hierzu sind einmal dem Meisselhalter eine Führung 19 und dem Gewinnungswerkzeug 6 eine Schiene 20 zugeführt. Die Bewegung des Meissels 2 im Meisselhalter 1 kann auch durch hier nicht näher erläuterte Art und Weise zum Drehen des Meissels verwendet werden. Hierzu dient zweckmässig ein entsprechend ausgebildetes Drehteil 21, das als eine Art Freilauf ausgebildet ist.

Claims: Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Lösen von im Verband anstehendem Mineral, insbesondere zum Auffahren von Strecken im untertägigen Berg- und Tunnelbau mit Gewinnungswerkzeugen, die mit den Meissel haltern auswechselbar angeordneten Meisseln bestückt und über eine nur während des Eingriffs der Meissel im Gebirge mit Druckwasser beaufschlagten Wasser düse besprüht und gekühlt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Meisselhalter (1) lösbar und wie an sich bekannt beweglich mit dem Gewinnungswerkzeug (6) dabei den Meissel (2) beeinflussend und regelnd verbunden sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Meisselhalter (1) so kippbar, drehbar oderver- schieblich mit dem Gewinnungswerkzeug (6) verbunden sind, dass ihre Bewegung zur Erzeugung des Wasserhochdrucks, zur Dämpfung der Reaktionskräfte beim Eingriff der Meissel (2) in das Gebirge, zur Anderung der Winkel zwischen Meissel und Gestein und zur Drehung des Meissels einsetzbar ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Meisselhalter (1) die Verbindungselemente (7) überdeckend mit dem Gewinnungswerkzeug (6) verbunden ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Meisselhalter (1) in Eingriffsrich tung des Meissels (2) bzw entgegengesetzt dazu über mit dem Meisselhalter und dem Gewinnungswerkzeug (6) schwenk bar verbundene Verbindungselemente (7) beweglich gehalten ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Meisselhalter ( über eine Führung (19) verfügt, die in eine dem Gewinnungswerkzeug (6) zugeordneten Schiene (20) eingreifend ausgebildet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des in axialer Richtung festgelegten Meissels (2) zwischen diesem und dem Widerlager (12) auf dem Ge winnungswerkzeug (6) eine Kolbenpumpe (8, 9) angeordnet Ist, deren beweglicher Teil (9) direkt oder indirekt über den Meisselhalter vorstehend ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (8, 9) in der den Meissel (2) aufneh menden Bohrung angeordnet und mit einem durch den Ver schlussstopfen (lo) hindurchgeführten Verlängerungskolben (11) versehen ist, der mit dem Widerlager (12) korrespon dierend ausgebildet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gewinnungswerkzeug (6) eine Kolbenpumpe (8, 9) zugeordnet ist, deren beweglicher Teil (9) über den Meisselhalter (1) beeinflussbar angeordnet ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussstopfen (lo) lösbar mit dem Meisselhalter (1) verbunden, vorzugsweise verschraubbar ist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Meisselhalter (1) ein auf den Meissel (2) einwirken des Drehteil (21) zugeordnet ist, das über den Meissel halter antreibbar ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (8, 9), das Drehteil (21) und auch die Wasserdüse (13) dem Gewinnungswerkzeug (6) zugeordnet und durch den beweglich angeordneten Meisselhalter (1) antreibbar bzw. regel bar sind.

Inventors: KETTERER, KLAUS
Applicants: STRANOVSKY SCHWEISSTECHNIK UND APPARATEBAU GMBH
Application year: 1984
Main classification: E21D9
IPC codes: E21C35, E02F9