Vorrichtung zum Vortreiben von Strecken, Tunneln oder dergleichen Device for driving routes, tunnels or the like
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vortreiben von Strecken, Tunneln oder dergleichen mit einem drehend um eine Drehachse antreibbaren und in Vortriebsrichtung bewegbaren Bohrkopf.The invention relates to a device for driving sections, tunnels or the like with a drill head which can be driven in rotation about an axis of rotation and can be moved in the direction of advance.
Aus der DE 197 40 078 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der der Bohrkopf Schneidwerkzeuge trägt, welche in vorbestimmten Spuren die Ortsbrust überstreichen.Such a device is known from DE 197 40 078 A1, in which the drill head carries cutting tools which sweep over the working face in predetermined tracks.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß die mit ihr erreichbare Vortriebsgeschwindigkeit erhöht ist.The invention has for its object to develop a generic device such that the propulsion speed achievable with it is increased.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.This object is achieved by the device reproduced in claim 1.
Es hat sich gezeigt, daß die maximal erreichbare Vortriebsgeschwindigkeit deutlich erhöht ist, wenn der Bohrkopf einen inneren, um die Drehachse angetriebenen inneren Teil und einen konzentrisch zum inneren Teil, ebenfalls um die Drehachse angetriebenen äußeren Teil umfaßt. Der Bohrkopf weist mit anderen Worten einen inneren, in Frontansicht kreisförmigen Teil auf.It has been shown that the maximum achievable advance speed is significantly increased if the drill head comprises an inner part driven around the axis of rotation and an outer part concentric to the inner part, likewise driven around the axis of rotation. In other words, the drill head has an inner part which is circular in the front view.
Versuche haben gezeigt, daß eine besonders hohe Steigerung der erzielbaren Vortriebsgeschwindigkeit und gleichzeitig eine Überlastung von an den Bohrkopfteilen angebrachten Schneidwerkzeugen vermieden wird, wenn der innere Teil des Bohrkopfs mit höherer Drehgeschwindigkeit, vorzugsweise mit doppelter Drehgeschwindigkeit als der äußere Teil des Bohrkopfes angetrieben wird.Experiments have shown that a particularly high increase in the achievable advance speed and at the same time an overload of cutting tools attached to the drill head parts is avoided if the inner part of the drill head is driven at a higher rotational speed, preferably at twice the rotational speed than the outer part of the drill head.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der innere Teil des Bohrkopfes eine kleinere Anzahl an Schneidwerkzeugen pro Schneidbahn, vorzugsweise halb so viele Schneidwerkzeuge pro Schneidbahn, als der äußere Teil des Bohrkopfes aufweist, und somit die gleiche Eindringtiefe beim Bohrfortschritt erreicht wird. Der Effekt der Steigerung der Vortriebsgeschwindigkeit läßt sich dadurch erklären, daß insbesondere beim Betrieb des inneren Teils mit doppelter Drehgeschwindigkeit eine optimalere Abrollgeschwindigkeit der Bohrwerkzeuge in den Schneidbahnen erzielt wird als bei einem einteiligen Bohrkopf, bei dem naturgemäß die Geschwindigkeit der weiter innen angeordneten Schneidwerkzeuge kleiner ist als diejenige der weiter außen angeordneten.
Bei einer des weiteren besonders bevorzugten konstruktiven Variante ist für jeden Bohrkopfteil ein eigenes Hauptlager vorgesehen.It is particularly preferred if the inner part of the drill head has a smaller number of cutting tools per cutting path, preferably half as many cutting tools per cutting path, than the outer part of the drilling head, and thus the same depth of penetration is achieved as drilling progresses. The effect of increasing the speed of advance can be explained by the fact that, in particular when the inner part is operated at twice the rotational speed, an optimal rolling speed of the drilling tools in the cutting paths is achieved than with a one-piece drilling head, in which the speed of the cutting tools arranged further inwards is naturally less than the one located further out. In another particularly preferred design variant, a separate main bearing is provided for each drill head part.
Darüber hinaus ist - besonders bevorzugt - für jedes Bohrkopfteil ein eigener Antrieb vorgesehen, so daß die Relativgeschwindigkeiten, in denen der innere und der äußere Teil angetrieben werden, individuell einstellbar sind.In addition, a separate drive is provided for each drill head part, so that the relative speeds at which the inner and outer parts are driven can be individually adjusted.
Versuche haben gezeigt, daß ein besonders gleichmäßiger Abbau des Bohrgutes an der Ortsbrust erzielt wird, wenn im radial inneren Bereich des äußeren Teils des Bohrkopfes Schneidrollen derart angeordnet sind, daß deren Rollenachse zur Drehachse entgegen der Vortriebsrichtung geneigt ist. Durch diese Maßnahme wird es aufgrund der ebenen, beim Vortrieb erzielten Ortsbrust ermöglicht, die erfindungsgemäße Vorrichtung in der leistungssteigemden Weise auch in Hartgestein einzusetzen.Experiments have shown that a particularly uniform degradation of the drilling material on the face is achieved if cutting rollers are arranged in the radially inner region of the outer part of the drilling head in such a way that their roller axis is inclined to the axis of rotation counter to the direction of advance. This measure enables the device according to the invention to be used in hard rock in the way that increases in performance due to the level face that is achieved during the advance.
Dementsprechend ist es ebenfalls bevorzugt, wenn im radial äußeren Bereich des äußeren Teils des Bohrkopfes Schneidrollen derart angeordnet sind, daß deren Rollenachse zur Drehachse in Vortriebsrichtung geneigt ist.Accordingly, it is also preferred if cutting rollers are arranged in the radially outer region of the outer part of the drill head in such a way that their roller axis is inclined to the axis of rotation in the direction of advance.
Besonders geeignet sind Schneidrollen, die mit einem Schneidring bestückt sind.Cutting rollers equipped with a cutting ring are particularly suitable.
Am äußeren Teil des Bohrkopfes sind vorzugsweise doppelt so viele Schneidrollen wie am inneren Teil vorgesehen.On the outer part of the drill head, twice as many cutting rollers are preferably provided as on the inner part.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bohrkopfes, bei der am äußeren Umfang des Bohrkopfes montierte Kratzer und/oder Schaufeln, mittels welcher Bohrgut über einen Bohrgutzylinder einer Transportvorrichtung zuführbar ist, angebracht sind.A configuration of the drill head according to the invention is particularly preferred in which scratches and / or blades mounted on the outer circumference of the drill head, by means of which drill material can be fed to a transport device via a drill material cylinder, are attached.
Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung weiter erläutert werden.The invention will now be explained with reference to the drawing.
Der als Ganzes mit 100 bezeichnete Bohrkopf weist einen inneren Teil 1 auf, der in Frontansicht (Ansicht A) kreisförmig ist. Er ist um eine Drehachse D drehangetrieben.
An dem inneren Teil 1 sind innere Schneidrollen 2 vorgesehen, die einen Schneidring 3 aufweisen, der rechtwinklig zur Ortsbrust ausgerichtet ist. Auch ist eine Reihe nebeneinander angeordneter Zentrumsschneidrollen 9 vorgesehen.The drill head, designated as a whole by 100, has an inner part 1 which is circular in front view (view A). It is driven in rotation about an axis of rotation D. On the inner part 1, inner cutting rollers 2 are provided, which have a cutting ring 3, which is aligned at right angles to the working face. A row of center cutting rollers 9 arranged next to one another is also provided.
Femer sind äußere Schneidrollen 4 an dem inneren Teil 1 des Bohrkopfes 100 vorgesehen, deren jeweiliger Schneidring radial nach außen angeordnet ist. Femer sind die äußeren Schneidrollen 4 derart gelagert, daß ihre Rollenachse R in Richtung der Drehachse D gesehen schräg zur Ortsbrust hinweist. Hierdurch wird erreicht, daß der Schneidring 5 in einer Schneidbahn auf der Ortsbrust abrollt, deren Durchmesser etwa dem Außendurchmesser des inneren Teils 1 des Bohrkopfs 100 entspricht.Furthermore, outer cutting rollers 4 are provided on the inner part 1 of the drill head 100, the respective cutting ring of which is arranged radially outwards. Furthermore, the outer cutting rollers 4 are mounted in such a way that their roller axis R, viewed in the direction of the axis of rotation D, points obliquely to the working face. This ensures that the cutting ring 5 rolls in a cutting path on the face, the diameter of which corresponds approximately to the outer diameter of the inner part 1 of the drill head 100.
Ferner weist der Bohrkopf 100 einen äußeren Teil 6 auf, der ebenfalls um die Drehachse D rotierbar gelagert ist. Er hat in einer Vorderansicht des Bohrkopfes (Ansicht A) eine ringförmige Gestalt und ist konzentrisch zum inneren Teil 1 angeordnet. Er ist mit inneren Schneidrollen 7, äußeren Schneidrollen 8 sowie Kaliberschneidrollen 10 bestückt, wobei die äußeren Schneidrollen 8 und die Kaliberschneidrollen 10 in ihrer Ausgestaltung den inneren Schneidrollen 2 des inneren Teils 1 des Bohrkopfes 100 entsprechen, bzw. ähnlich sind.Furthermore, the drill head 100 has an outer part 6, which is also rotatably mounted about the axis of rotation D. It has an annular shape in a front view of the drill head (view A) and is arranged concentrically to the inner part 1. It is equipped with inner cutting rollers 7, outer cutting rollers 8 and caliber cutting rollers 10, the outer cutting rollers 8 and the caliber cutting rollers 10 corresponding in their design to the inner cutting rollers 2 of the inner part 1 of the drill head 100, or are similar.
Die inneren Schneidrollen 7 entsprechen hingegen in ihrer Ausgestaltung den äußeren Schneidrollen 4 des inneren Teils 1 des Bohrkopfes 100. Jedoch sind sie derart angeordnet, daß ihre Rollenachse R zur Drehachse D hin nach hinten geneigt ist. Wie aus der Zeichnung entnehmbar ist, weisen die beiden Rollenachsen R auf seiten der Ortsbrust einen Winkel von etwa 145° auf.In contrast, the inner cutting rollers 7 correspond in their design to the outer cutting rollers 4 of the inner part 1 of the drilling head 100. However, they are arranged in such a way that their roller axis R is inclined towards the axis of rotation D towards the rear. As can be seen from the drawing, the two roller axes R on the side face have an angle of approximately 145 °.
Der innere Teil 1 und der äußere Teil 6 sind separat gelagert. Sie weisen femer getrennte Drehantriebsvorrichtungen auf.
The inner part 1 and the outer part 6 are stored separately. They also have separate rotary drive devices.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Bohrkopf100 drill head
1 innerer Teil1 inner part
D DrehachseD axis of rotation
2 innere Schneidrollen2 inner cutting rollers
3 Schneidring3 cutting ring
4 äußere Schneidrollen4 outer cutting rollers
5 Schneidring5 cutting ring
R RollenachseR roller axis
6 äußere Teil6 outer part
7 innere Schneidrollen7 inner cutting rollers
8 äußere Schneidrollen8 outer cutting rollers
9 Zentrumsschneidrollen9 center cutting rollers
10 Kaliberschneidrollen
10 caliber cutting rolls