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.
Feed press for jacking shields, tunnel boring machines and the like. The invention relates to a feed press for jacking shields, tunnel boring machines and the like. The like with a support dome arranged offset eccentrically to the press axis for supporting the press piston.
When driving such drills, abutments must be available against which the Maschi can support themselves during the advance. The abutments, of whatever type, must be able to absorb considerable reac tion forces that are equal to those that are required to propel the machines. The feed force is usually generated by several feed presses, which work most appropriately on the basis of pressure oil. In many cases, tunnel boring machines, for example, are supported on the shaft wall by means of pressure presses arranged at right angles.
In the case of jacking shields, the segments are generally used to absorb the reaction forces, with the feed jacks being supported against the end wall of the installed foremost segment.
When transferring the feed force to the abutment of any kind. the case may arise that the power transmission from the feed press must take place at an angle to the axis of the borehole. As a result of the inclined force, in view of the large forces that become effective, transverse forces of considerable magnitude can also arise, which are difficult to absorb and which at least involve a large amount of material.
Also known is a feed press for front drive shields, which has an eccentric support pallet to the press axis for supporting the press piston. But this training is also able to neither reduce nor eliminate the occurrence of oblique forces of considerable magnitude. In summary, in all known designs, a considerable amount of material is required to absorb obliquely directed forces. The operational reliability also suffers due to the occurrence of oblique forces of this magnitude. The invention aims to reduce or even eliminate the disadvantages associated with the occurrence of oblique forces.
The invention consists in that in the piston body a self-aligning bearing is formed with an arcuate bearing surface in section, on which a pendulum rod is supported at one end, which at the opposite end carries an approach with the eccentric to the pendulum rod axis arranged support cap. From this support cap, an oblique force is now delivered to an abutment.
In one embodiment of the invention, the center of curvature of the pendulum bearing and the center of curvature of the support cap are arranged on the line of action of the force transmitted by the pendulum rod. With such a design and arrangement there is a minimum proportion of transverse forces depending on the task at hand. If the invention is used for a propulsion shield which is used to manufacture a segment lining, a pressure shoe is expediently arranged between the pendulum rod and the end face of the segment in front of the segment.
Such a pressure shoe ensures the most central possible transmission of the press force. In a further embodiment of the invention, which is primarily suitable for a propulsion shield, the approach carrying the support cap has a contact surface lying against the shield jacket, with a bearing being arranged between the pressure shoe and the end face of the tubbing, which is essentially only transmits forces perpendicular to the face of the segment.
If a ball cage is selected as the transmission means in this embodiment, there is no transverse frictional force at all. The main part of the press force is thus transferred to the segment as normal force, while the lateral force resulting from the inclination is absorbed by the jacket of the drive shield.
Since the jacking shield is usually given a sheet steel jacket 30 mm thick and the shield is no longer subject to particularly high wear at this rearward location, it can easily absorb this transverse secondary force, with these transverse forces also providing support of the cladding sheet against the earth pressures acting from outside. This training is also made possible light that the feed presses themselves firmly stored who can because the pendulum supports during the drive z.
B. the shield jacket record its movements and deviations; an advantage that must be taken into account with the large unit weights of such feed presses.
In the drawing, embodiments of the invention are shown when applied to a propulsion shield.
Fig. 1 shows a longitudinal section through the press chamber and the feed press itself; Fig. 2 shows in section another embodiment example of the invention.
Fig. 1 illustrates the interior of a propulsion shield in the vicinity of the shield jacket 10. In the immediate vicinity of the shield jacket 10, a feed press 1 is arranged, which has a piston formed according to the invention. The piston rod 2 is hollow and encloses with the Stangenman tel 4 a cavity. At the left end in the drawing the piston has a projection 3 with a smaller rem diameter, which engages in a corresponding recess in the press body 1 on the left in the end position.
Inside the hollow piston rod, a pendulum rod 5 is provided, which has an arcuate curvature in section at the left end, which rests in a correspondingly curved recess of the piston, which forms a support that allows Pendelbewe movements of the pendulum rod 5. At the right end of the piston rod 5, an obliquely guided support caliper is firmly attached to the pendulum rod. The line 20 represents the assumed direction of the resultant.
This resultant goes first through the center of curvature at the end of the pendulum rod and also the center of the curved support surface 7 of the dome 6 is just if on the line of the resultant.
This arrangement and design makes it possible to transmit an obliquely guided resulting force in such a way that transverse secondary forces can only develop to a small extent. The spherical cap 6 is now its force via a pressure shoe 8 on the face of the first tubbing 9 from. The consequence of this is that the segments essentially only have to carry forces that run parallel to the axis of the jacking shield.
The feed press 1 is arranged in a Kam mer, which is formed by metal sheets 11, 12 and 13. The end wall 12 of the chamber has a device 14 for centering the housing of the feed press before.
The embodiment shown in Fig. 2 be seated a support shell 16, which is based on a pressure shoe 8 and a ball bearing cage 17 and a further pressure distribution plate 18 against the tubbing 9 from. The transverse secondary force is transferred directly to the jacket 10 of the propulsion shield via the support cap 16. The arrangement of the ball bearing 17 has the consequence that transverse forces no longer need to be absorbed by the tubbing due to friction.
This is therefore only loaded with forces that extend in the direction of the axis of the drilling cross-section, so that there is a guarantee that the segments will not be pushed out of their intended position.