DE3108277A1

DE3108277A1 - Heading machine with activated shearing head

Info

Publication number: DE3108277A1
Application number: DE19813108277
Authority: DE
Inventors: Werner 5800 Hagen Janssen
Original assignee: Salzgitter Maschinen und Anlagen AG; Salzgitter Maschinen AG
Current assignee: Salzgitter Maschinen und Anlagen AG; Salzgitter Maschinen AG
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1982-09-16

Abstract

Roadways in underground mining and in tunnelling are increasingly being driven by heading machines which have a shearing head which is fitted with picks and is in turn arranged on a pivotably mounted cutting arm. The shearing work is facilitated and improved by the surface pressure at the points of the picks being briefly increased owing to the fact that the hydraulic motor driving the shearing head can be driven via a pulsating oil flow. In the process, the pulsating oil flow is divided or chopped into several oil flows via a hydraulic control device also designated as pulse generator and having a rotary slide valve. The vibrations occurring as a result substantially facilitate the freeing work.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine mit The invention relates to a tunneling machine with

drehendem Arbeitswerkzeug, insbesondere Streckenvortriebsmaschine für den Berg- und Tunnelbau mit einem mit Meißeln besetzten Schrämkopf, der auf einem verschwenkbar gelagerten Schneidarm über einen Hydromotor angetrieben rotierend angeordnet ist.rotating work tool, in particular tunneling machine for mining and tunnel construction with a cutter head fitted with chisels, the a pivotable cutting arm driven by a hydraulic motor and rotating is arranged.

Im untertägigen Bergbau sowie im Tunnelbau werden zunehmend sogenannte Teilschnittmaschinen eingesetzt, die einen Schneid- bzw. Schrämkopf aufweisen, der an einem entsprechend langen Schneidarm angebracht ist und über den je nach Erfordernis ein annähernd kreisrunder, ein tunnelartiger oder ein rechteckiger Querschnitt aus dem Gebirge herausgeschnitten werden kann. Bei den meisten der bekannten Maschinen wird der rotierende Schrämkopf in gleichförmige Drehbewegung versetzt. Dabei wird die Umfangskraft des Schneidkopfes gleichförmig über die Meißel in das zu schneidende Gebirge eingeleitet und dabei eine Zerstörung des Gesteins durch die entstehende hohe Flächenpressung an den Meißelspitzen bewirkt. Es ist auch bereits versucht worden (DE-OS 29 45 228.6), Vibrationsantriebe für derartige Maschine, insbesondere aber für Rollenbohrwerkzeuge, einzusetzen. Bei derartigen Vortriebsmaschinen soll die Drehbewegung durch Schwingungen überlagert werden. In underground mining and tunneling, so-called Part headers are used that have a cutting or cutting head that is attached to a correspondingly long cutting arm and depending on the requirement an approximately circular, a tunnel-like or a rectangular cross-section the mountains can be cut out. With most of the known machines the rotating cutter head is set in uniform rotary motion. It will the circumferential force of the cutting head uniformly across the chisels into the one to be cut Mountains initiated and thereby a destruction of the rock by the emerging causes high surface pressure at the chisel tips. It has also already been tried been (DE-OS 29 45 228.6), vibration drives for such a machine, in particular but to be used for roller drilling tools. In such tunneling machines should the rotary motion can be superimposed by vibrations.

Auch bei weiteren in der Erprobung befindlichen Vortriebsmaschinen mit aktivierter Schneidarbeit werden die notwendigen Schwingungen durch Unwuchterreger erzeugt.Also with other tunneling machines currently being tested With activated cutting work, the necessary vibrations are generated by unbalance exciters generated.

Nachteilig dabei ist, daß unabhängig von der Ausbildung der Unwuchterreger kritische Drehzahlbereiche auftreten, die zusätzliche Aggregate bzw. zusätzliche Maßnahmen erfordern. Weiter ist nachteilig, daß für die Erzeugung der Schwingungen nicht nur ein gesondertes Aggregat sondern dazu auch umfangreiche besonders gesteuerte Ventile benötigt werden. Dies gilt sowohl für die sogenannten Linearerreger wie auch für die Kreiskolbenerreger.The disadvantage here is that regardless of the design of the unbalance exciter critical speed ranges occur, the additional aggregates or require additional measures. Another disadvantage is that for the production the vibrations not only a separate unit but also extensive specially controlled valves are required. This applies to both the so-called Linear exciter as well as for the rotary piston exciter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vortriebsmaschine zu schaffen, bei der ohne aufwendige Schaltmechanismen die Drehbewegung des Schrämkopfes mit einer die Schrämarbeit erleichternden variablen Schwingung überlagert ist. The invention is based on the object of a tunneling machine to create the rotary movement of the cutter head without complex switching mechanisms is superimposed with a variable vibration facilitating the cutting work.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hydromotor, über den der Schrämkopf in Drehung versetzt wird, über einen pulsierenden ölstrom antreibbar ist. The object is achieved according to the invention in that the hydraulic motor, via which the cutter head is set in rotation, via a pulsating oil flow is drivable.

Hierbei werden die notwendigen Schwingungen durch eine Unterbrechung bzw. Zerstückelung des ölstromes erreicht, so daß der gesamte Schrämkopf in Schwingungen versetzt wird. Here the necessary vibrations are caused by an interruption or fragmentation of the oil flow is achieved, so that the entire cutter head vibrates is moved.

Dadurch wird die Flächenpressung an den Meißelspitzen kurzzeitig so erhöht, daß die Lösearbeit wesentlich erleichtert wird. Dies erfolgt dadurch, daß die Drehbewegung systematisch von Schwingungen überlagert ist. Ähnlich wie bei Abbauhämmern wird damit das zu schneidende Gebirge pulsierend schlagend beaufschlagt und zertrümmert. Kritische Drehzahlbereiche können so wirksam unterbunden werden.This briefly changes the surface pressure at the chisel tips increases that the loosening work is made much easier. This is done in that the rotary motion is systematically superimposed by vibrations. Similar to breakers the rock to be cut is thus impacted pulsatingly and smashed. In this way, critical speed ranges can be effectively prevented.

Nach einer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß vor den Hydromotor und Schrämkopf ein hydraulisches Steuergerät mit Drehschieber geschaltet ist, das den zugeführten, kontinuierlichen Ölstrom in mehrere blströme aufteilt. Derartige hydraulische Steuergeräte werden auch als Impulsgenerator bezeichnet und ermöglichen durch eine entsprechende Bewegung des Drehschiebers jeweils in den Endlagenstellungen eine Aufteilung des Ölstromes, so daß der gewünschte pulsierende ölstrom entsteht. According to one embodiment of the invention it is provided that in front of the hydraulic motor and cutting head a hydraulic control unit with rotary valve is connected, the divides the supplied, continuous oil flow into several flow rates. Such Hydraulic control devices are also known as pulse generators and enable them by moving the rotary valve accordingly in each of the end positions a division of the oil flow, so that the desired pulsating oil flow is created.

Um die das Schneiden überlagernden Schwingungen in Frequenz und Amplitude variabel zu gestalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das hydraulische Steuergerät über einen verstellbaren Hydromotor antreibbar ist. Weitere Möglichkeiten, die Schwingungen zu variieren, sind dadurch gegeben, daß erfindungsgemäß zwei oder mehrere hydraulische Steuergeräte phasenverschoben oder parallel geschaltet vorgesehen sind. About the vibrations in frequency and amplitude superimposed on the cutting to make it variable, the invention provides that the hydraulic control device can be driven via an adjustable hydraulic motor. More ways the vibrations to vary, are given that according to the invention two or more hydraulic Control devices are provided phase-shifted or connected in parallel.

Eine Integrierung des Schwingungserregers wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß der verstellbare Hydromotor des hydraulischen Steuergerätes in einem Seitenzweig der Versorgungsleitung angeordnet ist. Damit wird der verstellbare Hydromotor über die gleiche Pumpe versorgt, die auch den die Drehung des Schrämkopfes bewirkenden Hydromotor versorgt. Dadurch erübrigt sich ein gesondertes Antriebsaggregat, insbesondere aber die Verlegung von Versorgungsleitungen. This makes integration of the vibration exciter advantageous achieved that the adjustable hydraulic motor of the hydraulic control unit in one Side branch of the supply line is arranged. This becomes the adjustable hydraulic motor Supplied by the same pump that also causes the cutter head to rotate Hydraulic motor supplied. This makes a separate drive unit unnecessary, in particular but the laying of utility lines.

Die Übertragung der erzeugten Schwingungen auf die eigentliche Vortriebsmaschine über den Schneidarm wird weitgehend dadurch unterbunden, daß das hydraulische Steuergerät am Schrämkopf selbst angeordnet ist. The transmission of the generated vibrations to the actual tunneling machine over the cutting arm is largely prevented by the hydraulic control unit is arranged on the cutter head itself.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß für die Schwingungserzeugung kleinbauende Aggregate verwendet werden können, die ohne jegliche zusätzliche servogesteuerte Ventile oder ähnliche Einrichtungen auskommen. Dies ist sowohl deshalb vorteilhaft, weil dadurch die gewichtsmäßige Belastung des Schneidarmes in Grenzen gehalten wird als auch dadurch, daß die Einrichtung insgesamt wenig energieaufwendig ist. The invention is particularly characterized in that for the Small aggregates can be used without any vibration generation additional servo-controlled valves or similar devices manage. this is advantageous because it reduces the weight load on the cutting arm is kept within limits as well as the fact that the device as a whole is not very energy-intensive is.

Durch einfache Maßnahmen kann das hydraulische Steuergerät so eingestellt werden, daß es jeweils die günstigsten überlagernden Schwingungen hervorruft. Es ist stufenlos steuerbar und durch einen weit über 90 % liegenden Wirkungsgrad gekennzeichnet.The hydraulic control unit can be set in this way by simple measures that it causes the most favorable superimposing vibrations in each case. It is continuously controllable and characterized by an efficiency of well over 90%.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindunsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Further details and advantages of the subject matter of the invention result from the following description of the accompanying drawing, in which a preferred Embodiment shown with the necessary details and parts is.

In der einzigen Figur ist ein schematisiertes Schaltbild wiedergegeben. Dabei ist der Schrämkopf mit 1 bezeichnet. Der Schrämkopf 1 sitzt auf der Spitze des nicht dargestellten Schneidarmes und wird über den Hydromotor 2 angetrieben. A schematic circuit diagram is shown in the single figure. The cutter head is denoted by 1. The cutter head 1 sits on the tip of the cutting arm, not shown, and is driven by the hydraulic motor 2.

Der Hydromotor 2 wird über die Versorgungsleitung 4 mit der nötigen Hydraulikflüssigkeit versorgt, wobei die über den Motor 7 angetriebene Pumpe 8 die Hydraulikflüssigkeit dem mit 5 bezeichneten Ölbehälter entnimmt. Inden Ölbehälter 5 münden die Rücklaufleitungen 6 und 9 ein.The hydraulic motor 2 is via the supply line 4 with the necessary Hydraulic fluid supplied, the pump 8 driven by the motor 7 the Hydraulic fluid is taken from the oil tank labeled 5. In the oil tank 5 the return lines 6 and 9 open.

In die Versorgungsleitung 4 ist zwischen Pumpe 8 und Hydromotor 2 ein hydraulisches Steuergerät 1o geschaltet, über das der Ol- bzw. Hydraulikflüssigkeitsstrom systematisch in mehrere Ölströme, d.h. in einen pulsierenden Ölstrom, aufgeteilt wird. Das hydraulische Steuergerät 1o bzw. dessen nicht dargestellter Drehschieber wird über den verstellbaren Hydraulikmotor 11 betätigt, der in den Seitenzweig 12 der Versorgungsleitung 4 geschaltet ist. In the supply line 4 is between pump 8 and hydraulic motor 2 a hydraulic control device 1o connected, via which the oil or hydraulic fluid flow systematically divided into several oil flows, i.e. into a pulsating oil flow will. The hydraulic control device 1o or its rotary slide valve, not shown is operated via the adjustable hydraulic motor 11, which is in the side branch 12 the supply line 4 is switched.

Bei Betätigung des Drehschiebers durch den verstellbaren Hydromotor 11 erfolgt der Eintritt der Hydraulikflüssigkeit durch eine der Einlaßöffnungen im Gehäuse des hydraulischen Steuergerätes 10. Die Hydraulikflüssigkeit wird dann durch eine umlaufende Nut im Drehschieber und jeweils um 180° versetzt axial angeordnete Taschen und korrespondierende, am Umfang versetzt angeordnete Öffnungen zu einer axial gerichteten Bohrung und der Austrittsnut geführt. Bei einer Umdrehung des Drehschiebers kommen die im Gehäuse vorgesehenen radialen Bohrungen mit den Taschen und Bohrungen des Drehschiebers zur Überdeckung, so daß jeweils wechselseitig ein Ölfluß zustande kommt und damit die gewünschte Zerteilung bzw. Aufteilung des Ölflusses. Leerseite When the rotary valve is operated by the adjustable hydraulic motor 11, the hydraulic fluid enters through one of the inlet openings in the housing of the hydraulic control unit 10. The hydraulic fluid is then by a circumferential groove in the rotary valve and each axially offset by 180 ° Pockets and corresponding openings arranged offset on the circumference to one axially directed bore and the outlet groove. With one revolution of the Rotary slide comes the radial holes provided in the housing with the pockets and bores of the rotary valve to cover, so that in each case a Oil flow comes about and thus the desired division or division of the oil flow. Blank page

Claims

Driving machine with activated cutting head Claims 1. Driving machine with rotating work tools, especially tunneling machine for mining and tunneling with a cutter head fitted with chisels, which swivels on a mounted cutting arm is arranged to rotate, driven by a hydraulic motor, characterized in that the hydraulic motor (2) can be driven via a pulsating oil flow is.

2. tunneling machine according to claim 1, characterized in that in front of the hydraulic motor (2) and cutting head (1) a hydraulic control unit (lo) with Rotary slide valve is switched, which the partially guided, continuous oil flow in several Oil flows aiiftei lt.

3. tunneling machine according to claim 1, d a d u r c h characterized, that the hydraulic control device (io) can be driven via an adjustable hydraulic motor (11) is.

4. tunneling machine according to claim 1 and claim 3, characterized in that that two or more hydraulic control units (io) out of phase or in parallel switched are provided.

5. tunneling machine according to claim 1 and claim 3, characterized in that that the adjustable hydraulic motor (11) of the hydraulic control device (io) in one Side branch (12) of the supply line (4) is arranged.

6. tunneling machine according to claim 1, characterized in that the hydraulic control unit (lo) is arranged on the cutter head (1).