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Titel: Messerschild, insbesondere für den Vortrieb untertägiger Strecken
uodgl Die Erfindung betrifft einen Messerschild, insbesondere für den Vortrieb untertägiger
Strecken, dessen das Schilddach bildende Vortriebsmesaer an einem nachftlhrbaren
und höhenverstellbaren Stützrahmen abgestützt und mittels Pressen vorpreßbar sind,
die zwischen den Vortriebsmessern und dem StUtzrahmen gelenkig eingeschaltet sind0
Messerschilde dieser Art werden für den Vortrieb von Tunneln, Stollen, untertägigen
Strecken uodglo mit Erfolg eingesetzt0 Bekannt sind auch an der Sohle offene Messerschilde,
deren das gewölbte Schilddach tragender StUtzrahmen mittels Sohischwellen auf der
Sohle abgestützt ist,
die mittels in die Sohle eingebrachter Anker
in Vortriebsrichtung geführt werden (DE-OS 26 57 003)0 Bei den herkömmlichen Messerschilden
ist jedem Vortriebsmesser eine am Stützrahmen abgestützte, doppeltwirkende hydraulische
Vorschubpresse zugeordnet, so daß die Vortriebsmesser unter Verwendung des Stützrahmens
als Widerlager einzeln oder gruppenweise vorgepreßt werden können0 Sobald sämtliche
Vortriebsmesser vorgeschoben sind, kann der Stützrahmen mit Hilfe der Pressen nachgeholt
werden, die sich hierbei an den im Reibkontakt mit der Ausbruchswandung stehenden
Vortriebsmessern abstützen, Bei solchen Messerschilden ist ein Nachholen des Stützrahmens
nur dann möglich, wenn ein ausreichender Reibschluß zwischen den Vortriebsmessern
und dem umgebenden Gebirge vorhanden ist0 Dies ist aber insbesondereHbeim Vortrieb
von Strecken im Gestein nicht immer der Fall, Es sind auch als Kalottenschilde ausgebildete
Messerschilde bekannt, deren Stützrahmen sich mittels hydraulischer Stempel gegen
die Sohle abstützen (DE-AS 22 50 296). Die Stempel stehen auf Sohlbalken, die an
beiden Streckenseiten paarweise über Schreitwerke verbunden sind0 Es handelt sich
hier um bauaufwendige Schildkonstruktionen.
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In der Ausbautechnik ist es an sich auch schon bekannt, Ausbaugestelle,
die in untertägigen Gewinnungabetrieben oder auch beim Vortrieb untertägiger Strecken
eingesetzt werden, mit Raupenfahrwerken auszurüsten (DE-PS 721 376)o Dabei wird
ggfO jeweils ein Raupenfahrwerk an der Sohle und an der
Firste des
Ausbaugestells vorgesehen (Zeitschrift "GlUckauf", 1978 Seite 68). Der Antrieb der
Raupenfahrwerke kann mit Hilfe einfacher Schubkolbengetriebe bewirkt werden (DE-OS
27 01 868)o Aufgabe der Erfindung ist es, einen Messerschild von vergleichsweise
einfacher und stabiler Ausführung zu schaffen, der insbesondere für den Vortrieb
von untertägigen Strecken bestimmt ist und bei dem sich der das Schilddach tragende
Sttltzrahmen unabhängig von dem jeweiligen Lastzustand des Schildes zuverlässig
nachholen läßt0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stützrahmen
mittels eines Raupenfahrwerks auf der Sohle abgestützt und über Teleskopführungen
höhenverstellbar mit dem Raupenfahrwerk verbunden ist0 Vorzugsweise ist dabei der
Stützrahmen des an der Sohle offenen Messerschildes an Jeder der beiden Raupen des
Raupenfahrwerks über hydraulische Stempel gelenkig abgestützt.
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Bei dieser Ausgestaltung des Messerschildes stützt sich der Stützrahmen
an beiden Seiten der Strecke odOdgl. über Jeweils eine angetriebene Raupe großflächig
auf der Sohle ab. Mit Hilfe des Raupenfahrwerks ist es möglich, den Sttitzrahmen
in Jedem Lastzustand des Mcsserschildes zuverlässig vorzubewegen. Dabei kann der
Vorschub des Stützrahmens ggf. auch unter Mitwirkung der zwischen den Vortriebsmessern
und dem Stützrahmen eingeschalteten Pressen durchgeführt werden0 Es ist infolgedessen
möglich, verhältnismäßig einfache und schwache Raupenantriebe vorzusehen0 Aufgrund
der zwischen
den Fahrwerksraupen und dem Stützrahmen eingeschalteten
Teleskopführungen ergibt sich eine ausreichend große Stabilität des das Schilddach
tragenden Stütz rahmens, wobei zugleich die hydraulischen Stempel der Einwirkung
schädlicher Querkräfte entzogen sind0 Es empfiehlt sich, sowohl die Telekopführungen
als auch die hydraulischen Stempel gelenkig mit den Fahrwerksraupen zu verbinden,
so daß sich die Fahrwerksraupen auf Unebenheiten der Sohle einstellen können, ohne
daß es hierbei zu Zwängungen und zur Einleitung schädlicher Verformungskräfte in
den Sttitzrahmen kommt. Es empfiehlt sich, den Stützrahmen mit jeder der beiden
Fahrwerksraupen über zwei Tele skopführungen gelenkig zu verbinden, von denen die
eine als Schubladenrührung und die andere als Teleskop-Gelenkführung ausgebildet
ist0 Fir den Antrieb der Fahrwerksraupen werden zweckmäßig einfache hydraulische
Schubkolbengetriebe vorgesehen, die vorzugsweise über Ratschen odOdgl. auf die Raupenbänder
wirken.
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Der Hub der Schubkolbengetriebe braucht nicht größer zu sein als der
Hub der den Vortriebsmessern zugeordneten hydraulischen Pressen.
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Um die Last des Messerschildes über die Raupenbänder großflächig auf
die Sohle abzusetzen, empfiehlt es sich, die Stempel so zwischen den Stützrahmen
und die Fehrwerksraupen einzuschalten, daß die Wirkungslinie der Stempelkräfte etwa
durch die Längsmittelebene des auf der Sohle ruhenden Abschnitts des Raupenbandes
hindurchgeht. Eine großflächige
Abstutzung des Schildes über die
Raupenbänder läßt sich dadurch erreichen, daß die Schildlast an Jeder Raupe über
mindestens zwei Schwingen mit daran angeordneten Rollen od.dglO auf das Untertrum
der Raupenbänder abgesetzt wird. Die Schwingen können einerseits eine Umlenkrolle
für das Raupenband und andererseits eine das Untertrum des Raupenbandes abstützende
Stützrolle od.dglO tragen.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Messerschild in seinem unteren
Bereich in Seitenansicht, teilweise im Schnitt; Fig. 2 den Messerschild gem. Figo
1 in einem Teil-Querschnitt.
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Der dargestellte Messerschild ist bevorzugt für den Einsatz beim Vortrieb
untertägiger Gesteins- oder Flözstrecken odOdgl.
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bestimmt, bei dem der Stoß in Schießarbeit hereingewonnen wird0 Der
Messerschild ist an der Sohle offen. Er weist einen gewölbten Stützrahmen 10 auf,
der von zwei im Abstand hintereinander angeordneten Sttzrahmenteilen 11 und 12 gebildet
ist, die über Verstrebungen 13 od. dgl. zu einem starren Rahmengestell verbunden
sind0 Der Stützrahmen 10 trägt das Schilddach, welches von einer Vielzahl achsparallel
und dicht nebeneinander angeordneter Vortriebsmesser 14 gebildet ist, die, wie bekannt,
in T-Nutführungen 15 des Stützrahmens 10 in Vortriebsrichtung V geführt sind und
einzeln oder gruppenweise mittels hydraulischer Pressen 16 in Vortriebsrichtung
V
vorpreßbar sind. Die in Figo 2 nur schematisch angedeuteten Pressen 16 sind in bekannter
Weise zwischen den einzelnen Vortriebsmessern 14 und dem gemeinsamen Stützrahmen
10 gegelenkig eingeschaltete Dabei ist jedem Vortriebsmesser eine eigene Presse
16 zugeordnet. Beim Vorschub der Vortriebsmesser 14 bildet demgemäß der Stützrahmen
10 das Widerlager für die hydraulischen Pressen 16.
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Der Stützrshmen 1o stützt sich über ein RaupenfahruJerk 17 auf der
Streckensohle abO Das Raupenfahrwerk besteht aus zwei gleich ausgebildeten parallelen
Raupen 19, von denen in Fig. 2 nur die am linken Strecken stoß befindliche Raupe
dargestellt ist. Am rechten Streckenstoß befindet sich eine gleich ausgebildete
Raupe. Der Raum zwischen den beiden Raupen 19 ist offen. Jede Fahrwerksraupe 19
weist ein endloses Raupenband 20 auf, welches um Umlenkräder 21 und 22 herumgeführt
ist, die mit ihren Achsen 23 an Schwingen 24 gelagert sind. Die zweiarmigen Schwingen
tragen an ihrem anderen Hebelarm eine Stützrolle 25, welche das sich gegen die Sohle
18 legende Trum des endlosen Raupenbandes 20 im Abstand von der jeweiligen Umlenkrolle
21 bzw. 22 abstützt. Die beiden Schwingen 24 sind zwischen den Rollen 21, 25 bzw.
22, 25 um horizontale, quer zur Vortriebsrichtung V verlaufende Achsen 26 schwenkbar
in dem die Raupen 19 umgreifenden Fahrwerksrahmen 27 gelagert, auf denen sich hydraulische
Stempel 28 in Gelenken 29 abstützen. Die ausfahrbaren Kolbenstangen der Stempel
28 sind über Gelenke 30 mit dem Stützrahmenteil 13 verbunden0 Jeder der beiden Fahrwerksraupen
19 sind zwei hydraulische Stempel 28 zugeordnet, die in Vortriebsrichtung V im Abstand
hintereinander stehen und über welche die Schildlast auf die Fahrwerksraupen
von
diesen auf die Sohle 18 abgesetzt wird.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind die Anschlußgelenke 29 der Stempel 28 außermittig
so versetzt an den Fahrwerksrahmen 27 angeordnet, daß die Längsmittelachse der Stempel
28 und entsprechend die Wirkungslinie M der Stempelkräfte das auf der Sohle 18 ruhende
Trum des Raupenbandes 20 etwa auf halber Breite, d.h. in seiner Längsmittelebene
schneidet.
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Infolgedessen wird die Schildlast ohne ein Verkanten der Raupen 20
großflächig auf die Sohle 18 abgesetzt. Die Ubertragung der Stempelkräfte erfolgt
über den Fahrwerksrahmen 27, die Achsen 26 der Schwingen 24 und die an den beiden
Hebelarmen der Schwingen angeordneten Rollen21, 25 bzwo 22, 25. Aufgrund dieser
mehrfachen Rollenabstützung ergibt sich eine großflächige Druckverteilung an den
Raupenbändern.
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Der Antrieb der beiden Fahrwerksraupen 19 erfolgt jeweils mittels
eines doppeltwirkenden hydraulischen Schubkolbengetriebes 31, dessen Kolbenstange
32 über eine Ratsche 33 auf das endlose Raupenband wirkt, Die Ratsche 33 besteht
aus einem federbelasteten Schwenkglied, welches in der in Fig. 1 gezeigten Arbeitsstellung
einen Bolzen 34 oder sonstigen Anschlag des Raupenbandes hintergreift, so daß beim
Aug schub der Kolbenstange 32 das Raupenband im Sinne einer Antriebsbewegung des
Stützrahmens in Pfeilrichtung V mitgenommen wird0 Beim Einschub der Kolbenstange
32 schwenkt das die Ratsche 33 bildende Schwenkglied im Gegenuhrzeigersinn und entgegen
der Rückstellkraft der Feder 35 zurück, so daß es mit der Kolbenstange zurückgefahren
werden kann,
ohne das Raupenband mitzunehmen. Am Ende des Kolbenstangeneinschubs
kann das Schwenkglied 33 wieder unter der Federkraft in die Arbeitsstellung zurückschwenken,
in der es bei erneutem Zylinderausschub das Raupenband mitnimmt.
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Der das gewölbte Schilddach tragende Stützrahmen 10 ist über Teleskop-Gelenkführungen
mit den beiden Fahrwerksrahmen 27 der Raupen verbunden. Das vordere Rahmenteil 11
des Stützrahmens weist an beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Schubladenführung
36 für ein balkenartiges Führungsteil 37 auf, welches über ein Gelenk 38 mit dem
betreffenden Fahrwerksrahmen 27 verbunden ist0 Das Führungsteil 37 ist in der Schubladenführung
36 verdrehungssicher geführt. Das andere Stützrahmenteil 12 weist ebenfalls eine
Schubladenführung 36 auf, in welcher ein balkenartiges Führungsteil 39 geführt ist,
welches gleichfalls über ein Gelenk 38 mit dem Fahrwerksteil 27 verbunden ist. Das
Führungsteil 39 weist ballige Führungsflächen 40 auf, mit denen es im Inneren der
Schubladenfuhrung 36 des Stützrahmenteils 12 gleitet. Aufgrund der balligen Führungsflächen
40 kann das Führungsteil 39 in der Schubladenführung 36 des Stützrahmenteils 32
Gelenkbewegungen gegenüber dem Stützrahmenteil in Vortriebsrichtung, nicht Jedoch
quer dazu ausführen, Die Verbindung des Stützrahmens 10 über die Teleskopführungen
unter Einschaltung der Gelenke 38, 40 erlaubt eine weitgehende Anpassung der Raupe
19 an Unebenheiten der Sohle; zugleich wird durch die Teleskopführungen der Stützrahmen
10 stabilisiert und erreicht, daß die hydraulischen Stempel 28 der Einwirkung schädlicher
Querkräfte entzogen sind0
Im Einsatz werden zunächst die Vortriebsmesser
14 einzeln oder gruppenweise mit Hilfe der hydraulischen Pressen 16 in Vortriebsrichtung
V vorgepreßt, wobei der mittels des Raupenfahrwerks 17 auf der Sohle 18 abgestützte
Stützrahmen 10 das Widerlager für die Pressen 16 bildet. Sobald sämtliche Vortriebsmesser
14 vorgeschoben sind, kann der gesamte Stützrahmen 10 in einem Schritt nachgeholt
werden.
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Dies erfolgt mit Hilfe der den Fahrwerksraupen zugeordneten Schubkolbengetriebe
31, deren Hub gleich demjenigen der Pressen 16 sein kann0 Das Nachholen des Stützrahmens
10 mit Hilfe des Raupenfahrwerks kann auch durch die hydraulischen Pressen i6 unterstützt
werden, die in diesem Fall in entgegengesetzter Richtung vom hydraulischen Druck
beaufschlagt werden. Hierbei stützen sich die Pressen 16 an den Vortriebsmessern
14 ab, die reibungsschlüssig am umgebenden Gebirge anliegen.
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Der beschriebene Messerschild läßt sich aufgrund der heneinstellbarkeit
der Jeweiligen Ausbruchshöhe anpassen. Die Vortriebsmesser 14 können unter Anpressung
an die Ausbruchswand vorgeschoben werden0 Entsprechend ist es möglich, den Stützrahmen
10 bei unter Last stehenden hydraulischen Stempeln 28 nachzuholenO Es empfiehlt
sich, das Klinkengesperre mit dem Schwenkglied so auszubilden, daß der Stützrahmen
mittels des Raupenfahrwerks im Bedarfsfall auch rückwärts gefahren werden kann0