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direkten Weise gesteuert. Hiedurch ist im Vergleich zu den bekannten Kurvensteuerungsverfahren eine vorgegebene Trassenführung leichter einhaltbar, so dass insgesamt die Kontrolle des Vortriebs weniger zeit-und kostenaufwendig durchgeführt werden kann und eine Korrektur der Vortriebsrichtung nur in den seltensten Fällen vorgenommen werden muss.
Der Messervortrieb als ein in einzelne, relativ zueinander bewegliche Streifen aufgelöster
Schildvortrieb, kommt naturgemäss nicht ohne Zwangsführungen der Messer gegeneinander aus. In der
Praxis haben daher die einzelnen Messer Schlösser, ähnlich einer Spundwand, damit eine Längsführung der einzelnen Messer beim Vortrieb gewährleistet ist. Einerseits erfordert die gewünschte Parallelführung der einzelnen Messer beim Vortrieb eine enge Schlossführung, anderseits ist für die erforderliche Relativ- beweglichkeit der Messer in Umfangsrichtung des Messermantels ein Schlossspiel erforderlich. Da diese beiden Forderungen naturgemäss konstruktiv nicht zu verwirklichen sind, hat man sich bisher in der
Praxis immer durch Kompromisse in der einen oder andern Richtung geholfen.
Bei der Anwendung der erfindungsgemässen Konzeption, nämlich der gegenseitigen Führung der einzelnen Messer, kommt dem Messerschloss keine Führungsfunktion mehr zu. Das Messerschloss hat nunmehr lediglich die Aufgabe, durch die Überdeckung der einzelnen Messer einen Nachfall des Bodens zu verhindern. Aus diesem Grunde kann auch die Überdeckung der einzelnen Messer (Schlossspiel) gross genug gewählt werden, um eine grosse Relativbeweglichkeit der einzelnen Messer in Umfangsrichtung des
Messermantels, wie sie etwa beim Kurvenfahren erforderlich ist, zu gewährleisten.
Zwar ist es aus der DE-OS 2500271 bekannt, an jedem Messer eine zur abgeschrägten Stirnfläche des
Messers parallel verschiebbare Schneidplatte nebst einer Schneidplatten-Verstellvorrichtung anzubringen, was die Möglichkeit für Steuer- und Ausgleichsbewegungen des gesamten Verbauschildes in jeder beliebigen Richtung eröffnen soll. Dies geschieht jedoch nicht durch das Vortreiben einzelner Messer des
Messermantels in einer vorbestimmten Reihenfolge, sondern dadurch, dass vermittels der über die radial aussen liegende Kante eines jeden Messers radial nach aussen hin vorgeschobenen, verstellbaren
Schneidplatten ein einstellbarer Freischnitt erzielt, d. h. ein Freiraum zwischen der so erzeugten Stollen- bzw. Tunnelwand und der radialen Aussenfläche des Messermantels erzeugt wird.
In dem so geschaffenen
Freiraum soll dann der gesamte Verbauschild so bewegt und gesteuert werden, dass sich die gewünschte
Vorschubbahn ergibt.
In ähnlicher Weise ist auch der DE-OS 2407584 eine im Bereich der Schneide des Messers angeordnete und über die radiale Aussenkante des Messers radial nach aussen hin vorstehende Stützplatte entnehmbar, die eine grössere Reibung des Messers für das Nachholen des Stützrahmens bewirken und der Steuerung der gesamten Anlage dienen soll.
Schliesslich werden noch in der DE-PS Nr. 577108 Massnahmen beschrieben, die das Weglaufen einzelner Messer aus der gewollten, geradlinigen Vorschubrichtung verhindern sollen, ohne dass dabei auf die
Steuerung des Messervortriebs als Ganzes eingegangen wird.
Die aus diesen Druckschriften allenfalls entnehmbare radiale Steuerbarkeit einzelner Messer ist weder geeignet, die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen noch liefert sie einen Hinweis auf den Gedanken, durch eine gezielte Steuerbarkeit der in einer vorbestimmten Reihenfolge vorzuschiebenden Messer jeweils in radialer und umfangsmässiger Richtung dem gesamten Messervortrieb exakt auch durch Kurven mit sehr engem Krümmungsradien hindurch zu steuern.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert ; in diesen zeigt Fig. l einen Längsschnitt durch das Firstmesser des Messermantels mit einer schwenkbaren Messerspitze und bodenseitig ausstellbaren Keilflächen, wobei das Messer auf eine Geradeaus-Fahrt eingestellt ist ; Fig. 2 Längsschnitte des Firstmessers nach Fig. 1, das für eine Aufwärtsfahrt eingestellt ist, wobei dieses vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht ist ; Fig. 3 Längsschnitte des Firstmessers entsprechend der Fig. 2, wobei dieses für eine Abwärtsfahrt eingestellt ist und vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht Ist ; Fig. 4 einen Querschnittsbereich eines Messermantels ;
Fig. 5 eine Draufsicht eines Bereichs eines Messermantels, wobei das Firstmesser mittig dargestellt ist, und Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch den oberen Messermantel, in dem die Relativbewegungen einzelner Messer bei einer Rechtskurvenfahrt vektoriell dargestellt sind.
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stirnseitig eine im wesentlichen V-förmige Messerspitze --12-- auf, deren einer Schenkel --13-- am vorderen Messerteil radial schwenkbar angelenkt ist, während der andere Schenkel --14-- das vordere
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Ebene der Aussenfläche des Messers --1--, so dass die schwenkbare Messerspitze --12-- für eine
Geradeaus-Fahrt eingestellt ist. Die Messerspitze --12-- ist an ihrem Ort beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Presse, Winde, usw. (nicht dargestellt) fixierbar.
Die bodenseitige Lauffläche --16-- des Firstmessers --1-- weist in ihrem vorderen und in ihrem hinteren Bereich verschraubte Keilflächen --17-- auf, die gemäss Fig. 1 in der Lauffläche --16-- versenkt angeordnet und in dieser Lage für eine
Geradeaus-Fahrt eingestellt sind. Ein gemäss Fig. 1 nach links vortreibendes Firstmesser --1-- ist somit auf seiner Lauffläche --16-- tangential auf der Oberseite des Stützrahmens --18-- verschieblich, ohne dass die versenkten Keilflächen --17-- mit dem Stützrahmen --18-- in einen Eingriff gelangen können.
Die
Schneidkante der schwenkbaren Messerspitze --12-- bewegt sich demnach während eines Arbeitsspieles des Firstmessers --1-- auf einer Horizontalen --a-- und parallel zur Lauffläche --16-- des Firstmessers --1--.
Das Firstmesser --1-- ist mit dem Messerschwanz--6-, das als Nachlauf-Messer ausgebildet sein kann, mittels eines Gelenkes --7-- verbunden. Dieses Gelenk gewährleistet, dass bei Kurvenfahrt oder
Richtungskorrektur keine Zwängung in das Messer hineingetragen wird und eine gewisse Abknickung dadurch ermöglicht ist.
In Fig. 2 ist das Firstmesser-l-der Fig. l für eine Aufwärtsfahrt eingestellt und vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht. Die Einstellung für eine Aufwärtsfahrt erfolgt dadurch, dass die schwenkbare Messerspitze --12-- beispielsweise durch eine nicht dargestellte hydraulische Presse gemäss den Zeichnungen im Uhrzeigersinn um einen vergleichsweise geringen Winkel nach oben verstellt und die im vorderen Bereich des Messers bodenseitig versenkte Keilflächen --17-- angestellt werden, so dass diese aus der Ebene der Lauffläche --16-- heraustreten und bei einem Vorwärtshub mit dem Stützrahmen--18-- in Eingriff gelangen, wodurch das Firstmesser ingesamt um einen Winkel Ci bezüglich der Horizontalen - aufgewinkelt wird.
In der Fig. 3, die im wesentlichen der Fig. 2 entspricht, ist demgegenüber das Firstmesser --1-- in entsprechender Weise für eine Abwärtsfahrt eingestellt. Die schwenkbare Messerspitze --12-- ist hiebei abgewinkelt, und es ist die im hinteren Laufflächenbereich angeordnete Keilfläche angestellt, während die im vorderen Bereich der Lauffläche angeordneten zweiten Keilflächen versenkt sind, so dass das Firstmesser --1-- bei einem Vorwärtshub insgesamt um einen Winkel ss bezüglich der Horizontalen --a-abgewinkelt ist.
Die Aufwinkelung ei gemäss Fig. 2 bzw. die Abwinkelung ss gemäss Fig. 3 des Firstmessers --1-- bewirkt, dass das Firstmesser-l-mit unterschiedlicher, exakt vorgebbarer Richtungsänderung in das Erdreich vortreibbar ist, wobei die Richtungsänderung keine Zwängung des Messerschwanzes --6-- gemäss Fig. l infolge des zwischengeschalteten Gelenkes --7-- bewirkt.
Der in der Fig. 4 veranschaulichte Querschnittsbereich eines Messermantels zeigt ein zwischen Firstmesser --1-- und Seitenmesser --5-- (Fig. 6) angeordnetes Messer --2--, aus der die Querschnittsform der Lauffläche --16-- und der versenkbaren Keilflächen --17-- entnehmbar ist. Für ein Anstellen der Keilflächen --17-- werden die Imbusschrauben-19-- verstellt.
Wie aus der Fig. 4 ferner ersichtlich ist, weist das Messer --2-- an seiner einen Seitenfläche eine weitere Keilfläche --23-- auf, deren Bedeutung nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben wird.
In der Fig. 6 ist der Querschnitt eines unterirdischen Hohlraumes mit einem Stützrahmen --18--, einem Firstmesser --1--, einem Seitenmesser --5-- und einem dazwischen liegenden Messer --3-schematisch dargestellt. Der Bewegungsablauf der einzelnen Messer soll bei einer Rechtskurvenfahrt verdeutlicht werden. Der dem Kurvenradius für die Rechtssteuerung zugeordnete Verschiebungsvektor sei a. Während die Messerspitzen des Messers --1-- und des Messers --5-- während des Vortriebs direkt um den Vektor a verschoben werden können, setzt sich die Bewegung des Messers --3-- aus zwei Bewegungen zusammen, die vektoriell addiert den Verschiebungsvektor ergeben.
Die vektorielle Zusammensetzung aus zwei zueinander senkrecht stehenden Bewegungen ist deshalb erforderlich, weil die
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Lagerungsbedingungen der Messer eine (schiefe) Biegung in Richtung des Vektors a nicht zulassen.
Abgesehen von den Messern --1 und 5-- müssen alle andern Messer des in Fig. 6 dargestellten
Querschnitts einmal in Richtung des Kurvenradius a'und zum andern auf dem Umfang des Unterstüt- zungsrahmens a" verschoben werden.
Die Steuerung des Seitenmessers --5-- in Richtung a sowie die Steuerung des dazwischenliegenden Messers --3-- in Richtung a'erfolgt in der Weise wie dies bei einem Firstmesser --1-- für eine
Abwärtsfahrt gemäss Fig. 3 vorstehend beschrieben worden ist.
Die Steuerung des Firstmessers --1-- in Richtung a sowie die Steuerung des dazwischen liegenden
Messers --3-- gemäss Fig. 6 in Richtung des Vektors a" bedeutet eine Verschiebung des entsprechenden
Messers auf dem Umfang des Stützrahmens --18--. Für eine diesbezügliche Umfangssteuerung weist das Firstmesser --1-- gemäss den Fig. 5 und 6 im Bereich der Messerspitze --15-- beidseits Keilflächen --22-- auf, und es ist bei den restlichen Messern --2 und 2', 3 und 3'-- des Messermantels --10-- gemäss Fig. 5. jeweils eine entsprechende seitliche Keilfläche --23-- ausgebildet, die an der dem mittleren Firstmesser - abgewandten Seitenfläche angeordnet ist.
Die dem mittleren Firstmesser --1-- zugewandte
Seitenfläche der restlichen Messer-2 und 2', 3 und 3'-- ist mit der gegenüberliegenden Keilfläche des
Nachbarmessers zwecks einer Vorlaufsteuerung des Messermantels --10-- in Umfangsrichtung in einen
Eingriff bringbar. Weiterhin befinden sich zwischen den einzelnen Messern hydraulische Pressen oder mit
Hilfe von Druckmedien expandierbare Leisten.
Im Betrieb in der geschlossenen Bauweise wird zunächst das Firstmesser --1-- vorgeschoben. Sofort mit der Einleitung des Vorschubs erhält das Messer eine relative Bewegungsfreiheit zu den benachbarten
Messern und kann nunmehr mit Hilfe von zwischen den Messern --1 und 2-- befindlichen dauernd oder vorübergehend mit Messer --2-- verbundenen hydraulichen Pressen oder expandierbaren Leisten auf dem
Umfang des Stützrahmens --18-- in der gewünschten Richtung verschoben werden.
Als nächstes wird beispielsweise zum Fahren einer Rechtskurve das Messer --2-- gemäss Fig. 5 vorgetrieben, wobei die Messerspitze um einen der Lage des Messers entsprechenden Betrag zur
Tunnelachse hin gemäss Fig. 3 eingewinkelt ist. Gleichzeitig sind die zwischen den Laufflächen --16-- des Messers befindlichen verstellbaren Keilflächen gemäss Fig. 3 im hinteren Teil des Messers entsprechend aufgestellt. Durch diese Massnahmen wird die Messerspitze beim Vorschub um den der Lage des Messers entsprechenden Vektor a'verschoben. Die Verschiebung des Messers um den Vektor all auf dem Umfang des Stützrahmens --18-- geschieht durch Betätigung der druckgesteuerten Verstelleinrichtung --20-- zwischen den Messern --2 und 3-- bzw. durch entsprechende Expansionsleisten.
In gleicher Weise werden alle Messer der linken Seite gemäss Fig. 5, gesehen in Vortriebsrichtung, entsprechend verschoben.
Analog den vorangegangenen Erläuterungen ist beim Vorschub des Messers --2'-- dessen Messerspitze von der Tunnelachse, wie in Fig. 3 veranschaulicht, abgewinkelt. Gleichzeitig sind die zwischen den Laufflächen im vorderen Teil des Messers befindlichen verstellbaren Keilflächen --17-- gemäss Fig. 2 aufgestellt, so dass die Messerspitze beim Vorschub um den Vektor a'nach aussen verschoben wird.
Gleichzeitig wird das Messer durch das Auflaufen auf den Keil des Messers --1-- um den Vektor a" auf dem Messerbogen verschoben.
Die erfindungsgemässe Steuerung gestattet demnach eine exakte, lagefixierbare Steuerung jedes einzelnen Messers sowohl in Radial-als auch in Umfangsrichtung bezüglich eines Tunnelbogens, wobei erfindungsgemäss die einzelnen Messer in Umfangsrichtung gegenseitig durch seitlich angebrachte Keilflächen gesteuert bzw. geführt werden, wobei dem sogenannten Messerschloss keine Führungsfunktion mehr zukommt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur horizontalen und vertikalen Steuerung von Messervortrieben in der geschlossenen sowie in der offenen Bauweise durch Vortreiben einzelner Messer eines Messermantels in einer vorbestimmten Reihenfolge, dadurch gekennzeichnet, dass jedes einzelne Messer (1 ; 2 ; 2') des Messermantels (10) für eine bezüglich des Messermantels radiale Richtungsänderung (a') durch Ab- bzw. Aufwinkeln lagefixiert eingestellt und in Umfangsrichtung (a") des Messermantels während seines Vortreibens wenigstens eines der unmittelbar benachbarten Messer (2 bzw. 2' ; 1 bzw.
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