CH643325A5 - Cutter shield for driving a cavity in soil or rock - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Messerschild für den Vortrieb eines Tunnels, Stollens oder eines sonstigen Hohlraumes im Erdreich oder Gebirge, dessen den Schild bildende Vortriebsmesser an einem gemeinsamen Stützrahmen abgestützt und mittels hydraulischer Pressen vorpressbar sind, welche aus im Inneren der Vortriebsmesser liegenden und sich gegen den Stützrahmen abstützenden Schubkolbengetrieben bestehen.

Für den Vortrieb von Tunneln, Stollen oder sonstigen Strecken mit unterschiedlichen Querschnitten und Abmessungen werden Messerschilde mit Erfolg eingesetzt, deren an einem gemeinsamen Stützrahmen abgestützte und geführte, den Schildmantel bildende Vortriebsmesser mittels hydraulischer Pressen einzeln oder gruppenweise vorpressbar sind. Die Pressen stützen sich dabei an dem Stützrahmen ab, der aus einem vorderen Rahmenteil und einem hinteren Rahmenteil besteht, die durch eingeschweisste Längsträger zu einem starren Rahmengestell verbunden sind. Dabei sind das vordere Rahmenteil und das hintere Rahmenteil in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, dass die Schubkolbengetriebe im ausgefahrenen Zustand zwischen den beiden Rahmenteilen Platz finden. Dies bedingt eine unerwünschte grosse Baulänge des Stützrahmens. Insbesondere bei kleinen Schildquerschnitten ist es erwünscht, den Stützrahmen kürzer zu bauen, um das Verhältnis von Durchmesser zu Länge günstiger zu gestalten, was für die Richtungssteuerung des Messerschildes vorteilhaft ist. Je kürzer ein Schild baut, um so besser lässt er sich steuern.

Werden die als Pressen verwendeten Schubkolbengetriebe in herkömmlicher Weise in den Aufnahmetaschen der die beiden Rahmenteile des Stützrahmens verbindenden Längsträger untergebracht, so kann sich in diesen Taschen Schmutz ansammeln, der beim Ausschub der Zylinder stark verdichtet wird. Es kommt hierbei im Laufe der Zeit zu starken Schmutzansammlungen, welche die Schubkolbengetriebe vollständig blockieren können.

Aus DE-OS 26 22 201 ist es schon bekannt, die Schubkolbengetriebe im Inneren der aus Hohl- bzw. Kastenprofilen bestehenden Vortriebsmesser anzuordnen und dabei die Zylinder über Konsolen gegen das hintere Rahmenteil des Stützrahmens abzustützen. Dies ermöglicht es, den Stützrahmen kürzer zu bauen, was, wie erwähnt, für die Richtungssteuerung des Messerschildes vorteilhaft ist. Allerdings weisen auch hier die Vortriebsmesser bzw. deren Vorlaufmesser eine verhältnismässig grosse Länge auf. Auch besteht die Gefahr, dass sich in den die Schubkolbengetriebe aufnehmenden Innenräumen der Vertriebsmesser Schmutz ansammelt, der zu Blockierungen der Schubkolbengetriebe führen kann.

Ausgehend von dem vorstehend erwähnten bekannten Messerschild liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch zweckmässige Anordnung und Ausgestaltung der als Pressen verwendeten Schubkolbengetriebe einen möglichst kurz bauenden und daher gut steuerbaren Messerschild zu schaffen. Dabei soll die Anordnung auch so getroffen sein, dass Verschmutzungen und Blockierungen der Schubkolbengetriebe nicht auftreten können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,

dass der Stützrahmen an seinem rückwärtigen Ende Anschlussteile für den Anschluss der Schubkolbengetriebe aufweist, die rückwärtig unter Abdichtung aus den Innenräumen der Vortriebsmesser herausgeführt und hinter der Dichtung an den Anschlussteilen des Stützrahmens angeschlossen sind. Die Anschlussteile des Stützrahmens bestehen vorzugsweise aus über das hintere Ende des Stützrahmens auskragenden Winkelkonsolen od. dgl.

Bei dieser Ausgestaltung des Messerschildes ist es möglich, sowohl den Stützrahmen als auch die Vortriebsmesser verhältnismässig kurz zu bauen, was insbesondere bei kleineren Schildquerschnitten im Hinblick auf die Steuerbarkeit des Schildes vorteilhaft ist. Falls die Vortriebsmesser mit angelenkten Nachlaufmessern versehen werden, wie dies z.B. aus DE-OS 26 22 201 bekannt ist, können die am Stützrahmen abgestützten und geführten Vorlaufmesser entsprechend kurz bemessen werden. Um eine möglichst kurze Baulänge des Stützrahmens zu erhalten, empfiehlt es sich, den Abstand zwischen dem vorderen Rahmenteil und dem hinteren Rahmenteil des Stützrahmens kleiner zu bemessen als die ausgefahrene Länge der Schubkolbengetriebe. Da die die Schubkolbengetriebe aufnehmenden Innenräume der profilierten Vortriebsmesser rückseitig an der Zylinder- oder Stangendurchführung abgedichtet sind, kann es zu keinen grösseren Schmutzansammlungen und daher auch nicht zu Blockierungen der Schubkolbengetriebe durch verdichteten Schmutz u. dgl. kommen. Damit ist es auch möglich, den Messerschild im Grundwasser oder im Fein- oder Schwimmsand zu fahren, ohne dass die in den Vortriebsmessern liegenden Schubkolbengetriebe zugespült und blockiert werden. Es empfiehlt sich, an derjenigen Stelle, an der die Zylinder bzw. die Kolbenstangen aus den Innenräumen der Vortriebs2

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messer rückwärtig herausgeführt sind, eine umlaufende nachgiebige Dichtung und/oder einen Schmutzabstreifer od. dgl. vorzusehen.

In bevorzugter Ausführung ist die Anordnung so getroffen, dass die Kolbenstangen der mit den Vortriebsmessern gekuppelten Zylinder der Schubkolbengetriebe an den genannten Anschlussteilen bzw. Winkelkonsolen des Stützrahmens angeschlossen sind. Dies hat u. a. den Vorteil, dass die Zu- und Ableitung des hydraulischen Mediums zu den Zylinderräumen der Schubkolbengetriebe über Kanäle oder Bohrungen der Kolbenstange erfolgen kann, so dass keine Anschlussleitungen von aussen in die die Schubkolbengetriebe aufnehmenden Innenräume der Messer hineingeführt zu werden brauchen.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Teil-Längsschnitt durch einen Messerschild dargestellt.

Der dargestellte Messerschild weist einen Stützrahmen 10 und eine Vielzahl an Vortriebsmessern 11 auf, die sich gegen den Stützrahmen 10 abstützen und über Messerführungen 12 an dem Stützrahmen geführt sind. Die Vortriebsmesser 11 bilden gemeinsam einen zylindrischen Schildmantel oder einen von der Zylinderform abweichenden Schild, in dessen Schutz die Vortriebsarbeiten durchgeführt werden können.

Der Stützrahmen 10 besteht aus einem vorderen Rahmenteil 13 und einem im Abstand dahinter angeordneten hinteren Rahmenteil 14. Beide Rahmenteile 13 und 14 sind über Längsträger 15 zu einem starren Rahmengestell miteinander verbunden.

Die Vortriebsmesser 11 weisen ein Hohl- oder Kastenprofil auf. In den Innenräumen 16 der profilierten Vortriebsmesser ist jeweils ein hydraulisches Schubkolbengetriebe 17 untergebracht, dessen Zylinder 18 über ein Bolzengelenk 19 im vorderen Bereich mit dem zugehörigen Vortriebsmesser 11 gekuppelt ist, während die Kolbenstange 20 zur Messerrückseite hin aus dem Innenraum 16 des Vortriebsmessers herausgeführt ist. Der das Schubkolbengetriebe 17 aufnehmende Innenraum 16 ist im rückwärtigen Bereich des Vortriebsmessers durch eine Wand oder einen Deckel 21 abgeschlossen, die bzw. der mit einer Stangenöffnung 22 für die Durchführung der Kolbenstange 20 versehen ist. In der Stangenöffnung 22 sitzt eine nachgiebige Ringdichtung 23, welche die

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Stangenöffnung an der Durchgriffsstelle der Kolbenstange abdichtet. Dem Dichtring 23 vorgeschaltet ist ein Schmutzabstreifring 24, der ebenfalls an der Wand bzw. dem Deckel 21 befestigt ist und welcher beim Einschub der Kolbenstange 20 anhaftenden Schmutz abstreift.

Die Kolbenstange 20 des Schubkolbengetriebes 17 weist zwei axiale Druckmittelkanäle 25 und 26 auf, von denen der eine 25 in dem ringförmigen Zylinderraum 27 und der andere 26 in dem grösseren Zylinderraum 28 des Zylinders 18 mündet. Die von Stangenbohrungen gebildeten Kanäle 25 und 26 enden an Anschlüssen 29 und 30 in Nähe des freien Kolbenstangenendes. Über die Anschlüsse 29 und 30 und die Kanäle 25 und 26 können die Druckräume 27 und 28 des Zylinders 18 wechselweise mit hydraulischem Druckmedium beaufschlagt werden.

Der hintere Stützrahmenteil 14 des Stützrahmens 10 trägt gegenüber diesem Stützrahmenteil nach hinten auskragende Winkelkonsolen 31, an denen die Kolbenstangen 20 der Schubkolbengetriebe 17 in Gelenken 32 angeschlossen sind.

Aus der Zeichnung ist erkennbar, dass der Abstand X der beiden Stützrahmenteile 13 und 14 erheblich kleiner ist als die ausgefahrene Länge des Schubkolbengetriebes 17. Auch die Vortriebsmesser 11 weisen eine verhältnismässig kurze Länge auf. Die Zylinder der Schubkolbengetriebe liegen geschützt im Inneren der Vortriebsmesser. Die Dichtungen 23 und die Schmutzabstreifer 24 sind leicht zugänglich. Da die Zu- und Ableitung des hydraulischen Druckmediums über die Kolbenstangenkanäle 25,26 erfolgt, brauchen in die Innenräume 16 keine Anschlussleitungen von aussen eingeführt zu werden. Die Deckel oder Wandteile 21 werden zweckmässig abnehmbar an den Vortriebsmessern 11 angeordnet, was insbesondere im Hinblick auf den Einbau, den Ausbau und die Wartung der Schubkolbengetriebe vorteilhaft ist.

Mit Hilfe der innenliegenden Schubkolbengetriebe 17 können die Vortriebsmesser 11 des Messerschildes einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung V vorgepresst werden, wobei sich die Schubkolbengetriebe über die Kolbenstangen 20 und die Winkelkonsolen 31 gegen den Stützrahmen 10 abstützen. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 11 vorgepresst sind, kann der Stützrahmen 10 in einem Schritt nachgeholt werden, was durch entgegengesetzte Druckbeaufschlagung der Schubkolbengetriebe 17 erreichbar ist.

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643 325 PATENTANSPRÜCHE

1. Messerschild für den Vortrieb eines Tunnels, Stollens oder eines sonstigen Hohlraumes im Erdreich oder Gebirge, dessen den Schild bildende Vortriebsmesser (11) an einem gemeinsamen Stützrahmen (10) abgestützt und mittels hydraulischer Pressen vorpressbar sind, welche aus im Inneren der Vortriebsmesser liegenden und sich gegen den Stützrahmen abstützenden Schubkolbengetrieben (17) bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (10) an seinem rückwärtigen Ende Anschlussteile (31) für den Anschluss der Schubkolbengetriebe (17) aufweist, die rückwärtigunter Abdichtung (23,24) aus den Innenräumen (16) der Vortriebsmesser (11) herausgeführt und hinter der Dichtung an den Anschlussteilen (31) des Stützrahmens (10) angeschlossen sind.

2. Messerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (10) aus einem vorderen Rahmenteil (13) und einem hiermit verbundenen, die Anschlussteile (31) aufweisenden hinteren Rahmenteil ( 14) besteht, und dass der Abstand (X) des vorderen Rahmenteils von dem hinteren Rahmenteil kleiner ist als die ausgefahrene Länge des Schubkolbengetriebes (17).

3. Messerschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussteile (31) des Stützrahmens (10) aus nach hinten auskragenden Winkelkonsolen bestehen.

4. Messerschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen (20) der mit den Vortriebsmessern (11) gekuppelten Zylinder (18) der Schubkolbengetriebe (17) an den Anschlussteilen (31) des Stützrahmens (10) angeschlossen sind.

5. Messerschild nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an derjenigen Stelle, an der der Zylinder (18) bzw. seine Kolbenstange (20) aus dem Innenraum (16) des Vortriebsmessers (11) rückseitig herausgeführt ist, eine nachgiebige Runddichtung (23) und/oder ein Schutzabstreifer (24) vorgesehen ist bzw. sind.

6. Messerschild nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (20) des Schubkolbengetriebes (17) mit der Druckmittelzu- und -ableitung dienenden Innenkanälen (25,26) versehen ist, die mit den Zylinderräumen (27,28) des Schubkolbengetriebes (17) verbunden sind und in Nähe des Kolbenstangenendes an der Aussen-seite der Kolbenstange münden.