DE220624C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 220624 KLASSE 19/. GRUPPE 2,

RÜSSEL B. SIGAFOOS in DENVER, V. St. A.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juni 1908 ab.

Die Erfindung betrifft eine Tunnel- oder Schachtbohrmaschine, bei welcher die Förderung des Bohrschmandes durch Wasserspülung erfolgt und eine Anzahl von einer Kraftquelle aus bewegter, hin und her gehender Einzelbohrer in einem drehbaren Maschinengestell angeordnet ist, das aus kreisförmigen, für den Durchgang der Einzelbohrer entsprechend gelochten Bodenscheiben und den zur Wahrung ίο des Scheibenabstandes erforderlichen Längsverbindungen besteht.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß für die Bohrvorrichtung zur Abweichung von der geraden Richtung bei ihrer Bewegung eine Anzahl sowohl schräg als auch senkrecht zur Achse der Hauptwelle einstellbarer Stützräder vorgesehen ist, welche die Forttreibung der Bohrvorrichtung in Krümmungen oder Steigungen und Gefallen ermöglichen. Durch diese Anordnung ist gegenüber den bekannten Maschinen eine sichere Einstellung in beliebiger Richtung gewährleistet.

Auf den Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform wie folgt veranschaulicht:

Fig· ι ist ein senkrechter Längsschnitt der ganzen Maschine. ,

Fig. 2 ist eine Endansicht der Fig. 1 ohne Antriebsvorrichtung. :. .; '

Fig. 3 ist ein senkrechter Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 ist eine Ansicht einer der beiden Bodenscheiben, welche das drehbare Maschinengestell bilden.

Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.

Fig. 6 ist ein mittlerer Schnitt einer Nabe nach Linie 6-6 der Fig. 4.

Fig. 7 ist eine Oberansicht einer Nabe der Fig. 4 bzw. derjenigen der Fig. 6.

Fig. 8 ist eine Ergänzung der Fig. 6 durch die eingesetzten verstellbaren Stützräder.

Fig. 9 ist eine Ansicht eines der Stützräder mit hierauf angeordneter Schutz- bzw. Schmutzkappe.

Fig. 10 ist ein Schnitt einer der Speichenvorrichtungen, wodurch die Stützräder im Winkel zur Maschinenachse gedreht werden.:

Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Trommel mit den Daumen, welche die Messerköpfe beeinflussen.

Fig. 12 ist eine Oberansicht eines Nabenteiles, wobei ersichtlich ist, in welcher Weise die Stützrädertrageblöcke betreffs ihrer Achsen gedreht werden.

Auf den Drehwellen 14^ (Fig. 8) jedes einstellbaren Blockes 14 sind drehbar ein Paar Stützräder zo^A angeordnet, welche am Boden

der Arbeitsstelle ruhen und gegen die Umfangswandungen des Tunnels gebracht werden können. Die Stützräder 20^A fördern die Tunnelbohrmaschine im Tunnel rück- und vorwärts bzw. vom Tunnelfeld und sind an dem Zapfen 2i^A in beliebiger Weise durch Bolzen mittels Muttern 21 an den Enden der Drehwelle 14⁴ gesichert.

Jedes Stützrad 20^A ist an der seiner Tragnabe 10 benachbarten Seite mit einer Dichthaltungskappe 22 versehen, welche drehbar an der Drehwelle 14⁴ angeordnet und gegen das Stützrad 20^A durch Kappenschrauben 23 (Fig. 9) oder in irgendeiner anderen beliebigen Weise gesichert wird; an der Außenseite jedes Stützrades 20^A ist ein achsialer kappenartiger Nabenteil 24 vorgesehen, der über dem Ende des Zapfens 2i^A und seiner Mutter 21 verschraubt oder anderweitig mit dem achsialen Nabenteil des Fußrades 2o^A verbunden ist.

Die Kappen 24 sind mit kurzen, achsialen, vorspringenden Zapfen 24^ versehen, welche in U-förmigen Aussparungen 25 liegen; letztere Aussparungen 25 sind in den Felgen- oder Rippenteil eines Paares speichenartiger Flanschen 26 mit Naben 26^A (Fig. 10) gebildet, von denen je eine auf der mittleren Hauptmaschinenwelle 5 jeweils an der einen Seite je einer der beiden Bodenscheiben 2, 2^A angeordnet ist, und von welchen eine Anzahl von Speichen 27 zum Felgen- oder Rippenteil 28 der U-förmigen Aussparungen 25 ausstrahlt. Wenn die speichenartigen Flanschen 26 gedreht werden, so verstellen sich die Fußräder 20^A aus ihrer zur Maschinenach.se senkrechten Lage.

Jede vorspringende Nabe 10 ist mit einem

_r einstellbaren, gleitbaren und drehbaren Block

14 versehen, welcher eine Drehwelle 14·⁴ aufweist; die Nabe hat eine radiale Bohrung 15. Am Boden dieser Bohrung 15 befindet sich eine mit Gewinde versehene Öffnung τ$^Α, welche sich in öffnungen 13 und 16 quer durch die Rippe jeder Bodenscheibe 2, 2^A des drehbaren Maschinengestells unter den Naben 10 erstreckt.

Die radialen Bohrungen 15 nehmen die Blöcke 14 auf und werden durch Queröffnungen 17 durchschnitten (an jeder Nabe 10 jeder Bodenscheibe 2, 2^A), welche sich vollständig durch die Naben 10 erstrecken, und zwar vom Boden der radialen Löcher 15 gegen die äußeren Enden der Naben 10 weit genug, um lose die quer angeordneten Achsen 14⁴ aufzunehmen und denselben zu ermöglichen, in einer leichten Drehbewegung mit den Blöcken 14 zu schwingen. Die mit Gewinde versehenen Lochungen i$^A nehmen Gewindestangen 18 auf, deren innere Enden in die öffnungen 13 und

.60 16 hineinragen und entweder zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels eingerichtet oder mit Handrädern 19 versehen sind. Die entgegengesetzten oder äußeren Enden der Gewindestangen 18 passen leicht und drehbar in Vertiefungen I4-⁸ im inneren Ende der Blöcke 14. Dort werden die äußeren Enden der Gewindestangen 18 gegen zufällige Verschiebung mittels Stiften 18^s gesichert, welche durch die Blöcke 14 hindurchgehen und in eine Nut 20 am Ende der Stange 18 greifen. Die Drehwellen 14^ ragen seitwärts durch jeden Block 14 über die Queröffnungen 17 jeder Nabe 10 hervor.

Einer der Stützrädertrageblöcke 14 je einer der Naben 10 jeder Bodenscheibe 2, 2^A des Maschinengestells 1 ist mit einem Arm 34 versehen, welcher frei beweglich durch eine zur Maschinenrichtung senkrechte seitliche öffnung 34^A der Nabe 10 reicht. Das freie Ende des Armes 34 ist keilförmig verjüngt und paßt in eine gleichartige Einkerbung einer benachbarten Mutter 36 der Welle 37, welche die beiden Bodenscheiben 2 und 2^A miteinander verbindet. Die Welle 37 ist in Doppellagern 38 drehbar, welche auf einem Paar entgegengesetzt ange-" ordneter Kappen der Zapflager 11 der Bodenscheiben 2, 2^A vorgesehen sind. Die zwischen den Doppellagern 38 angeordneten Muttern 36 können sich durch Drehung der mit Gewinde versehenen Welle 37 vorwärts oder rückwärts bewegen.

Mit der Verschiebung der Muttern 36 längs der Welle 37 durch Drehen dieser Welle schwingen die Arme 34 aus der Querschnittsebene der Bodenscheiben 2, 2^A; diese Bewe- gung dreht die mit den Armen 34 verbundenen Stützrädertrageblöcke 14 und somit auch die Zapfen 21⁴, so daß die Fußräder 20^A dieser einzelnen Stützradtrage blöcke 14 in einem schiefen Winkel zur Maschinenachse 5 anstatt in rechten Winkeln, wie dargestellt, stehen. Da die inneren Stützräder 20^A dieser einzelnen Stützradtrageblöcke 14 mit den Zapfen 24^A jeweils in eine Aussparung 25 einer der Speichenvorrichtungen 26 greifen, welche sich an den inneren Seiten. der Bodenscheiben 2, 2^A befinden, so werden — wenn diese einzelnen Stützräder 2o^A so bewegt werden, daß sie aus der mittleren Querschnittsebene der Bodensgheiben 2, 2^A schwingen — auch die Speichenvorrichtungen 26 entsprechend auf der Mittelwelle 5 gedreht, wodurch gleichzeitig alle Räder 20^A jeder Bodenscheibe 2, 2^A dieselbe Bewegung machen.

Der Maschinenrahmen 1 kann um seine Achse, in der Richtung des Pfeiles (Fig. 3) gedreht werden. Bei dieser Drehung wird die Tunnelbohrmaschine nach vorwärts befördert und bohrt gegen das Tunnelfeld, wenn die Arme 34 durch die Welle 37 gegen das Vorder- oder Kopfende der Maschine gerichtet und dadurch in entsprechendem Sinne die

Stützräder 2ο^Α eingestellt sind. Werden die Arme 34 und Blöcke 14 sowie ihre Zapfen zi^A und mit den Rädern 20^A gegen das hintere Ende der Maschine gerichtet, so wird bei der Drehung des Maschinenrahmens 1 in der Richtung des Pfeiles (Fig. 3) die Tunnelbohrmaschine rückwärts oder vom Tunnelfeld gefördert.

Die Arbeitsweise der Tunnel- oder Schachtbohrmaschine ist folgende:

Die Maschine, welche einen runden Tunnel von etwas größerem Durchmesser als der Durchmesser des aus den Bodenscheiben 2, 2^A bestehenden Rahmens 1 und der Stützräder 20^A bohrt, wird im Tunnel derart geführt, daß sie auf ihren Stützrädern 20⁴ ruht, um welche der gesamte Rahmen 1 sich dreht und in seiner Längsrichtung bewegt. Die Drehbewegung der Maschine wird beispielsweise durch einen Elektromotor 45 veranlaßt, welcher an der Welle 5 aufgehängt ist. Der Motor 45 ist mit einer elektrischen Stromquelle durch geeignete Drähte verbunden und setzt die Daumentrommel 39 in Drehung; das Motorrad 54 und Treibrad 55 beeinflußt das Planetengetriebe 56, 65, welches seinerseits die Hauptmaschinenwelle 5 in entsprechend starkem Übersetzungsverhältnis, etwa im Verhältnis von 100:1, im Vergleich zur Daumentrommel 39 umdreht.

Die abgeschrägten Schultern der Stangen 70 werden mit einem derartigen Druck durch ihre vorwärtstreibenden Federn 84 gehalten, daß sie auf den abgeschrägten Kanten der Daumen 42, 43 der Trommel 39 rollen und beim Verlassen derselben unter einer entsprechend hohen Geschwindigkeit stehen. Treffen sie das Tunnelfeld, so üben sie daher einen Drehstoß aus, welcher den Fels in einem besseren Grad als ein gerader Stoß zerquetscht und zerreibt. Während der Drehwirkung werden Wasserstrahlen unter Druck aus den zahlreichen Strahlöffnungen 9 der Wassermündung 8 auf das ganze Tunnelfeld entladen. Werden die Arme 34 der drehbaren Blöcke 14 durch die Welle 37 mittels des Handrades 37^ nach vorn geschwenkt, so wird die Maschine während der Arbeit selbsttätig durch die entsprechend eingestellten Stützräder 2O^A vorwärts bewegt. Mit dieser Einstellung werden durch das Eingreifen der Zapfen 24^ an den Staubkappen 24 der Stützräder 20'⁴ in die Aussparungen 25 der Speichenvorrichtung 26 alle Stützräderpaare 20^A gleichzeitig gegen das vordere Ende der Maschine gerichtet. Wenn auf diese Weise die Maschine im Tunnel sich dreht, so beschreiben ihre Stützräder 2ο-⁴ an der Tunnelwandung Spirallinien und haben so das Bestreben, die Maschine vorwärts zu bewegen.

Soll die Maschine zurückbewegt werden, so wird wieder die Welle 37, aber entgegengesetzt, gedreht, um den Winkel, den die Stützräder 20^Α mit der Maschinenachse bilden, umzukehren, so daß sie in einem schrägen Winkel gegen das hintere Ende der Maschine stehen. Wenn alsdann die Maschine im Tunnel sich dreht, so bewegen ihre Stützräder 20^A die Maschine rückwärts vom Tunnelfeld weg, wobei gleichzeitig die Kupplung 50 vom Triebrad 48 ausgelöst wird, so daß die Daumentrommel 39 und die Messerköpfe 71 ortsfest bleiben.

Die Maschine kann auch in einer beliebigen, von der Geraden abweichenden Richtung durch Verschieben der Stützräder 2ο^Α gegen die Maschinenachse geführt werden. Wenn beispielsweise der Tunnel in einer gewünschten Steigung zu bohren ist, so werden die Stützräder 2o^A der hinteren Bodenscheibe 2^A in einem kleineren Kreise als diejenigen der vorderen Bodenscheibe 2 unter entsprechendem Zurückziehen der Blöcke 14 und der hiervon getragenen Stützräder 20^Λ durch Drehen der Stellräder 19 der Gewindestangen 18 zusammengestellt. Auf diese Weise wird das hintere Ende der Maschine tiefer als das vordere Ende liegen, dadurch arbeitet die Maschine in einer Steigung und bohrt einen entsprechend aufwärts geneigten Tunnel aus.

Soll nach einer Kurve gebohrt werden, so sind diejenigen Blöcke 14 an der Seite der Maschine, welche der Außenseite der Kurve entsprechen, nach innen zu verstellen, und diejenigen Blöcke 14 an der Innenseite, welche der Innenseite der Kurve entsprechen, radial nach außen zu verschieben, um das hintere Ende der Maschine gegen die Außenseite der Kurve des Tunnels zu bringen, wodurch das Kopfende der Maschine nach einer Seite einer geraden Linie gedreht und veranlaßt wird, sich vorwärts in einer gekrümmten Linie zu bewegen. Die Maschine kann somit durch sorgfältige Handhabung der Stützräder 20^Λ nach der durch Absteckung angegebenen Tunnelachse eingestellt werden und sich in dieser Richtung fortbewegen.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Tunnel- oder Schachtbohrmaschine, bei welcher die Förderung des Bohrschmandes durch Wasserspülung erfolgt und eine Anzahl von einer Kraftquelle aus bewegter, hin und her gehender Einzelbohrer in einem drehbaren Maschinengestell angeordnet ist, das aus kreisförmigen, für den Durchgang der Einzelbohrer entsprechend gelochten Bodenscheiben und den zur Wahrung des Scheibenabstandes erforderlichen Längsverbindungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bohrvorrichtung zwecks Abweichung von der

   geraden Richtung bei ihrer Bewegung eine Anzahl sowohl schräg als auch senkrecht zur Maschinenachse (5) einstellbarer Stützräder (2O-⁴) vorgesehen ist.
2. 2. Tunnel- oder Schachtbohrmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Speichenvorrichtungen (25 bis 28), welche auf der Hauptwelle (5) drehbar und mit den Stützrädern (20^A) verbunden sind.
3. 3. Tunnel- oder Schachtbohrmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Paar der am Maschinengestell (1) verteilten Stützräder (2c⁴) ein Block (14) radialartig und zapfenmäßig in einer Nabe (10) drehbar und senkrecht gegen die Hauptwelle (5) verstellbar ist, wobei eine Handspindel (37) mit den Bodenscheiben (2, 2^A) des Maschinengestells (1) zum einstellbaren Bewegen je eines Blockes

   (14) in jeder der Bodenscheiben (2, 2^A) verbunden ist und die beiden Zapfachsen (2τ^Α) der Blöcke (14) durch Öffnungen (17) der Naben (10) gehen, während speichenartige Flanschscheiben (26) mit U-förmigen Aussparungen (25) am Scheibenumfang lose drehbar auf der Hauptwelle (5) angeordnet sind, in die die Nabenzapfen (24^A) der Räder (20⁴) so eingreifen, daß durch das Drehen nur zweier Paare der Stützräder (20⁴) der zwei Bodenscheiben (2, 2^A) samtliehe Räderpaare (2O^/4) sich in demselben Winkel gegen die Achse der Hauptwelle (5) einstellen.
4. 4. Tunnel- oder Schachtbohrmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden von Armen (34), welche aus Öffnungen (34^) eines Paares gegenüberliegender, gegen die Hauptwelle (5) einstellbarer Blöcke (14) hervorragen, in entsprechend ausgesparte Muttern (36) der Handspindel (37) greifen.
5. 5. Tunnel- oder Schachtbohrmaschine nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dnreh die mitwirkende Kreisbewegung einer Anzahl von felsquetschenden Bohr- oder Schneidköpfen (71), welche sich in Kreisen über die Fläche des Tunnelfeldes bewegen und bei der Kreisbewegung gleichzeitig eine reichliche Anzahl spiralförmiger Drehschläge ausüben, wodurch die drehende Vorwärtsbewegung der Maschine unterstützt wird.
6. 6. Tunnel- oder Schachtbohrmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Maschine durch die Stützräder (20^) unabhängig vom Bohrbetriebe ausgeführt werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.