Vorschubpresse für Vortriebsschilde, Tunnelbohrmaschinen und dergleichen Die Erfindung betrifft eine Vorschubpresse für Vortriebsschilde, Tunnelbohrmaschinen u. dgl. mit ex zentrisch zur Pressenachse versetzt angeordneter Stütz- kalotte zum Abstützen des Pressenkolbens.
Bei dem Vortrieb solchen Bohrmaschinen müssen Widerlager vorhanden sein, gegen die sich die Maschi nen beim Vortrieb abstützen können. Die Widerlager, gleich welcher Art, müssen dabei beträchtliche Reak tionskräfte aufnehmen können, die denen gleich sind, die zum Vortrieb der Maschinen erforderlich sind. Die Vorschubkraft wird in der Regel durch mehrere Vor schubpressen erzeugt, die am zweckmässigsten auf Druckölbasis arbeiten. In vielen Fällen stützen sich beispielsweise Tunnelbohrmaschinen mittels quer ange ordneter Druckpressen an der Schachtwand ab.
Bei Vortriebsschilden dienen in der Regel die Tübbings zum Auffangen der Reaktionskräfte, wobei sich die Vorschubpressen gegen die Stirnwand des eingebauten vordersten Tübbings abstützen.
Bei Übertragung der Vorschubskraft auf Widerlager gleich welcher Art kann. der Fall eintreten, dass die Kraftübertragung von der Vorschubpresse aus schräg zur Achse des Bohrlo ches erfolgen muss. Infolge der Schrägkraft können in Anbetracht der grossen wirksam werdenden Kräfte auch Querkräfte erheblicher Grösse entstehen, deren Abfangung schwierig ist und zumindest einen grossen Materialaufwand bedeutet.
Bekannt ist auch eine Vorschubpresse für Vor triebsschilde, die eine exzentrisch zur Pressenachse angeordnete Stützpalette zum Abstützen des Pressen kolbens aufweist. Aber auch diese Ausbildung vermag das Auftreten von Schrägkräften erheblicher Grösse weder zu vermindern, noch zu beseitigen. Bei allen bekannten Ausführungen ist also zusammengefasst ein erheblicher Materialaufwand zum Abfangen von schräggerichteten Kräften erforderlich. Auch leidet die Betriebssicherheit durch das Auftreten von Schrägkräf ten solcher Grösse. Die Erfindung will die mit dem Auftreten von Schrägkräften verbundenen Nachteile verringern oder sogar beseitigen.
Die Erfindung besteht darin, dass im Kolbenkörper ein Pendellager mit im Schnitt bogenförmig gekrümm ter Lagerfläche gebildet ist, auf dem sich eine Pendel stange mit ihrem einen Ende abstützt, die am entge gengesetzten Ende einen Ansatz mit der exzentrisch zur Pendelstangenachse angeordneten Stützkalotte trägt. Von dieser Stützkalotte wird nun eine Schräg kraft auf ein Widerlager abgegeben.
Bei einer Ausfüh rungsform der Erfindung sind hierbei der Krümmungs- mittelpunkt des Pendellagers und der Krümmungsmit- telpunkt der Stützkalotte auf der Wirkungslinie der durch die Pendelstange übertragenen Kraft angeordnet. Bei einer derartigen Ausbildung und Anordnung ent steht entsprechend der Aufgabenstellung ein Mindest anteil an quer gerichteten Kräften. Wird die Erfindung für einen Vortriebsschild verwendet, der zum Herstel len einer Tübbingauskleidung dient, wird zweckmässig zwischen der Pendelstange und der Stirnseite des vor dersten Tübbings ein Druckschuh angeordnet.
Ein sol cher Druckschuh sichert eine möglichst zentrische Übertragung der Pressenkraft. Bei einer weiteren Aus führungsform der Erfindung, die vornehmlich für einen Vortriebsschild geeignet ist, weist der die Stützkalotte tragende Ansatz eine sich gegen den Schildmantel legende Anlagefläche auf, wobei zwischen dem Druck schuh und der Stirnseite des Tübbings ein Lager ange ordnet ist, das im wesentlichen nur Kräfte senkrecht zur Stirnseite des Tübbings überträgt.
Wird bei dieser Ausführungsform als übertra gungsmittel ein Kugelkäfig gewählt, entfällt überhaupt eine quergerichtete Reibungskraft. Der wesentliche An teil der Pressenkraft wird also als Normalkraft auf den Tübbing übertragen, während die aus der Schrägstel lung resultierende Querkraft vom Mantel des Vor triebsschildes aufgenommen wird.
Da der Vortriebs schild in der Regel einen Mantel aus Stahlblech von 30 mm Dicke erhält und der Schild an dieser rück- wärts liegenden Stelle nicht mehr einem besonders grossen Verschleiss unterliegt, kann er diese querge richtete Nebenkraft ohne weiteres aufnehmen, wobei diese Querkräfte zugleich eine Stützung des Mantelble- ches gegen die von aussen wirkenden Erddrücke bil den. Durch diese Ausbildung wird weiterhin ermög licht, dass die Vorschubpressen selbst fest gelagert wer den können, da die Pendelstützen während des Vor triebs z.
B. des Schildmantels dessen Bewegungen und Abweichungen aufnehmen; ein Vorteil, der bei den grossen Stückgewichten derartiger Vorschubpressen zu beachten ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung bei Anwendung auf einen Vortriebsschild dargestellt.
Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Pressen kammer und die V orschubpresse selbst; Abb. 2 zeigt im Schnitt ein weiteres Ausführungs beispiel der Erfindung.
Abb. 1 veranschaulicht das Innere eines Vortriebs schildes in der Nähe des Schildmantels 10. In unmittel barer Nähe des Schildmantels 10 ist eine Vorschub presse 1 angeordnet, die einen nach der Erfindung aus gebildeten Kolben aufweist. Die Kolbenstange 2 ist hohl ausgebildet und umschliesst mit dem Stangenman tel 4 einen Hohlraum. Am linken Ende in der Zeich nung hat der Kolben einen Vorsprung 3 mit geringe rem Durchmesser, der in der Endstellung links in eine entsprechende Aussparung des Pressenkörpers 1 ein greift.
Im Inneren der hohl ausgebildeten Kolbenstange ist eine Pendelstange 5 vorgesehen, die am linken Ende eine im Schnitt bogenförmige Krümmung aufweist, die in einer entsprechend gekrümmten Aussparung des Kolbens ruht, die ein Auflager bildet, das Pendelbewe gungen der Pendelstange 5 zulässt. Am rechten Ende der Kolbenstange 5 ist eine schräg geführte Stützka- lotte fest an der Pendelstange befestigt. Die Linie 20 stellt die angenommene Richtung der Resultierenden dar.
Diese Resultierende geht zunächst durch den Krümmungsmittelpunkt am Ende links der Pendel stange und ausserdem befindet sich der Mittelpunkt der gekrümmten Auflagerfläche 7 der Kalotte 6 eben falls auf der Linie der Resultierenden.
Durch diese Anordnung und Ausbildung gelingt es, eine schräg ge führte resultierende Kraft derart zu übertragen, dass quergerichtete Nebenkräfte nur im geringen Umfange sich entwickeln können. Die Kugelkalotte 6 gibt ihre Kraft nunmehr über einen Druckschuh 8 auf die Stirn fläche des ersten Tübbing 9 ab. Das hat zur Folge, dass die Tübbings im wesentlichen nur Kräfte zu über tragen haben, die parallel zur Achse des Vortriebsschil- des verlaufen.
Die Vorschubpresse 1 ist in einer Kam mer angeordnet, die gebildet wird von Blechen 11, 12 und 13. Die Stirnwand 12 der Kammer besitzt eine Vorrichtung 14 zum Zentrieren des Gehäuses der Vor schubpresse.
Das in Abb. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel be sitzt eine Stützkalotte 16, die sich über einen Druck schuh 8 und einen Kugellagerkäfig 17 und eine weitere Druckverteilungsplatte 18 gegen den Tübbing 9 ab stützt. Die quergerichtete Nebenkraft wird über die Abstützkalotte 16 unmittelbar an den Mantel 10 des Vortriebsschildes abgegeben. Die Anordnung des Kugellagers 17 hat hierbei zur Folge, dass quergerich tete Kräfte infolge einer Reibung von dem Tübbing nicht mehr aufgenommen zu werden brauchen.
Dieser wird also nur mit Kräften belastet, die sich in Richtung der Achse des Bohrquerschnittes erstrecken, so dass mit grösster Sicherheit die Gewähr besteht, dass die Tübbings aus der ihnen zugedachten Lage nicht abge drängt werden.