CH650557A5

CH650557A5 - Vortriebschild.

Info

Publication number: CH650557A5
Application number: CH2274/81A
Authority: CH
Inventors: Manfred Dipl-Ing Nussbaumer
Original assignee: Zueblin Ag
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1985-07-31
Also published as: ATA183981A; US4368924A; FR2481360B1; DE3015580C2; DE3015580A1; FR2481360A1; AT374247B; JPS56167097A

Description

Die Erfindung betrifft einen Vortriebschild entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Vortriebschild dieser Art (DE-PS 2431512) wird durch die Druckmittelzuführung in den Abbauraum eine Flüssigkeit eingeleitet, die unter Überdruck den Abbauraum ausfüllt und somit auch gegen die Ortsbrust wirkt. Das durch das Abtragungswerkzeug von der Ortsbrust gelöste Räummaterial wird mit Hilfe der im Abbauraum befindlichen Stützflüssigkeit durch Austrittsleitungen abgezogen. Hierbei ist es nachteilig, dass während der Arbeitsdurchführung der gesamte Abbauraum aufgrund der verunreinigten Stützflüssigkeit völlig undurchsichtig ist, so dass eine Beobachtung der Ortsbrust während der Abtragungsarbeiten nicht möglich ist und der Vortrieb somit praktisch blind erfolgt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Abbauarm mit seinem kompliziert ausgebildeten Schwenkmechanismus stets der umgebenden Stützflüssigkeit ausgesetzt ist, die wegen ihrer Verschmutzung besonders aggressiv ist, wodurch insbesondere die beweglich geführten Teile einer erhöhten Reibungsbeanspruchung ausgesetzt sind und somit auch einem vorzeitigen Verschleiss unterliegen.

Demgemäss besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Vortriebschild der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass eine flüssigkeitsfreie Durchsichtmediumab-stützung mit verschleissschonender Abbauarmumgebung und eine hohe Ortsbrustabdichtung mit dem Abtragungswerkzeug unmittelbar nachfolgender Dichtungserneuerung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erflndungsgemäss durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, dass die Vortriebarbeiten an der Ortsbrust ständig genau beobachtet werden können, da sich keinerlei verunreinigte Stützflüssigkeit im Abbauraum befindet, sondern der Stützdruck im Abbauraum ausschliesslich durch Druckluftzuführung aufrecht erhalten wird, die durch die Pneumatikleitung in den Abbauraum eingeleitet wird. Durch die so ermöglichte Sichtbearbeitung kann der Abtrag der Ortsbrust gezielt durchgeführt werden, wobei insbesondere sofort auf etwa vorhandene Hindernisse, wie Steine, Findlinge oder dergleichen, unmittelbar reagiert werden kann, so dass Beschädigungen der Abtragwerkzeuge oder der sonstigen Einrichtungen vermieden werden, wodurch Reparaturarbeiten weitgehend ausgeschaltet sind und eine Einsparung an Ersatzteilkosten und Arbeitslohn erzielt wird. Der Abbau der Ortsbrust erfolgt unter Berücksichtigung der gegebenen Geologie ganz individuell entsprechend den jeweils gegebenen Bodenverhältnissen, wobei bereits nur eine einzige Person ohne weiteres den Abbau beobachten und steuern kann. Dabei können die Bodenverhältnisse laufend überprüft und kontrolliert werden, so dass auch sofort Rückschlüsse für den weiteren Ausbau des Tunnels gezogen werden können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass zum Beispiel bei eventuellen Pflegearbeiten bzw. einem Austausch des Abtragungswerkzeuges nicht wie bisher die gesamte Stützflüssigkeit völlig aus dem Abbauraum entfernt werden muss, was arbeits- und zeitaufwendig ist. Vielmehr kann bei der erfindungsgemässen Lösung nach dem Öffnen einer Schleuse oder dergleichen die erforderliche Arbeit ohne weiteres an Ort und Stelle durchgeführt werden, ohne dass der Stützdruck vermindert oder gar völlig abgebaut werden muss. Ausserdem wird der Vorteil erreicht, dass der Abnutzungsgrad der Abbauwerkzeuge, wie zum Beispiel der Verschleiss an den Schneidezähnen des Abtragungswerkzeugs, genau beobachtet werden kann, so dass zum richtigen Zeitpunkt das Abtragungswerkzeug ersetzt werden kann. Auch beim Auftreffen auf einen Findling muss bei der bekannten Einrichtung die Stützflüssigkeit ganz abgelassen werden, damit eine Bedienungsperson in den Abbauraum gehen kann, um dort das Hindernis manuell

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zu beseitigen. Demgegenüber kann bei dem erfindungsgemässen Vortriebschild ein Findling sofort ohne Stützdruckreduzierung von der Bedienungsperson beseitigt werden, wobei zudem mit Hilfe des sichtbar gesteuerten Abbauarmes ein in der Ortsbrust auftauchender Findling exakt herausgeschält werden kann, ohne dass dabei das Abtragungswerkzeug beschädigt wird.

Zudem wird mit der Erfindung der Vorteil erreicht, dass die Ortsbrust bis auf einen kleinen Bearbeitungsbereich fast vollständig durch eine membranartige Dichtmittelschicht abgedichtet ist. Dadurch werden Stützmittelverluste weitgehend reduziert und es wird eine hohe Stützdruckkonstanz erzielt, so dass nur äusserst geringe Nachspeisungen durch die Pneumatikleitung einzuleiten sind. Da die Dichtmittelaus-tragvorrichtung mit dem Abbauarm zwangsgesteuert ist und die Austragdüse das Dichtmittel beim Abbau der Ortsbrust dicht neben dem Abtragungs werkzeug auf die Ortsbrust aufbringt, wird beim Weiterführen des Abbauarmes die jeweils gerade bearbeitete Stelle der Ortsbrust unverzüglich wieder dicht verschlossen. Da bei dem erfindungsgemässen Vortriebschild auf die Verwendung einer kostenintensiven Stützflüssigkeit verzichtet wird, tritt somit auch an den Abbauarmaggregaten keine durch Schmutzzusätze geförderte Flüssigkeitsbeeinträchtigung auf, so dass eine lange und wartungsfreie Funktionstüchtigkeit gegeben ist. Das mit der erfindungsgemässen Vorrichtung abgearbeitete Räummaterial wird über die im Bodenbereich des Schildmantels angeordnete Austrittsleitung aus dem Abbauraum heraus nach aussen abgeführt. Es sei noch erwähnt, dass die erfindungsgemässe Pneumatikdruckdurchführung ebenfalls mit zur hohen Stützdruckkonstanz im Abbauraum beiträgt, so dass auch in diesem Bereich der Querwand, in dem der Abbauarm nach aussen herausgeführt ist, keine Druckluft entweichen kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben, durch deren Anwendung in vorteilhafter Weise insbesondere eine zweckmässige Dichtmittelaustragung sowie günstige Lager- und Bewegungsmöglichkeiten am Austeilarm erzielt werden und wobei vorteilhafte Beobachtungsmass-nahmen für den Ortsbrustabbau sowie eine weitgehend staubfreie Abführung des Räummaterials erreicht werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung in einer einzigen Figur eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt.

Der in der Zeichnung dargestellte Vortriebschild 1 befindet sich in einem Tunnel 2, der durch Abbau einer Ortsbrust 3 voran getrieben wird. Der Vortriebschild 1 weist einen Schildmantel 4 auf, der mit der Ortsbrust 3 zugewandten Schildschneiden 5 versehen ist. Der Vortriebschild 1 ist über Vortriebpressen 6 verlagerbar, die am Schildmantel 4 angreifen. Im Schildmantel 4 ist in einem Abstand von den Schildschneiden 5 eine Querwand 7 angeordnet. Durch die Querwand 7, den Schildmantel 4 und die Ortsbrust 3 ist somit ein Abbauraum 8 begrenzt.

Am Bodenbereich des Schildmantels 4 ist eine Austrittsleitung 9 angeordnet, die die Querwand 7 durchsetzt und mit einem Ansaugende 10 in den Abbauraum 8 ragt. Die Austrittsleitung 9 weist ein Fördersteuerventil 11 auf.

Das Ansaugende 10 der Austrittsleitung 9 befindet sich im Bereich Förderkastens 12, dereine Öffnung 13 besitzt. Im Förderkasten 12 ist eine Spüleinrichtung 14 angeordnet, die sich vor dem Ansaugende 10 der Austrittsleitung 9 befindet und über eine Leitung 15, die die Querwand 7 durchsetzt und ein Ventil 16 besitzt, gespeist wird.

Oben unter dem Schildmantel 4 ist eine Pneumatikleitung 17 angeordnet, die die Querwand 7 durchsetzt und in den Abbauraum 8 ragt, so dass in den Abbauraum 8 Druckluft eingeleitet werden kann, die zum Aufbau eines konstanten Stützdrucks im Abbauraum 8 über ein Stutzdruckregelventil 18 steuerbar ist.

Unter der Pneumatikleitung 17 ist in der Querwand 7 eine Sichtscheibe 19 angeordnet, durch die die Bedienungsperson von aussen in den Abbauraum 8 einsehen kann. Damit insbesondere die gesamte Ortsbrust 3 ungehindert beobachtet werden kann, sind an der Querwand 7 am Umfangsbereich der Sichtscheibe 19 Sichtschrägen 20 ausgebildet, so dass ein grösserer Freiraum bzw. Blickwinkel für die Einsichtnahme gegeben ist.

Unmittelbar unter der Sichtscheibe 19 ist etwa im Mittenbereich der Querwand 7 eine Pneumatikdruckdurchführung

21 angeordnet, durch die ein Abbauarm 22 hindurchgeführt ist. Der Abbauarm 22 ist um einen Achsbolzen 23 schwenkbar, der in einem Führungsteil 24 gelagert ist. Dieser Führungsteil 24 ist wiederum in einem Drehkranz 25 gelagert, der die Pneumatikdruckdurchführung 21 aussen begrenzt, in der Querwand 7 drehbar gelagert ist und durch einen Antriebsmotor 26 verdreht werden kann. Damit die Pneumatikdruckdurchführung 21 im Mittenbereich der Querwand 7 eine hohe Sicherheit gegen Druckluftlecks besitzt, ist zusätzlich eine Dichtmanschette 27 am Abbauarm

22 im Bereich des Drehkranzes 25 und des Führungsteils 24 angeordnet.

Der Abbauarm 22 wird über ein Hubelement 28 verschwenkt, das über eine Steuerleitung 29 von einem Aggregat 30 gespeist wird und das mit dem einen Ende am Abbauarm 22 und mit dem anderen Ende an einer Montagekonsole 31 schwenkbar angelenkt ist, die am Drehkranz 25 befestigt ist.

Der Abbauarm 22 besitzt ein Zylinderrohr 32, in dem eine Kolbenstange 33 gelagert ist, die in Richtung der Längsachse 34 aus- und einfahrbar ist, was ebenfalls vom Aggregat 30 aus gesteuert werden kann. Am freien Ende der Kolbenstange 33 befindet sich ein als Fräskopf ausgebildetes Abtragungswerkzeug 35, welches das Material an der Ortsbrust 3 abarbeitet.

Am freien Endbereich des Zylinderrohres 32 ist eine Dicht-mittelaustragvorrichtung 36 angeordnet. Diese Dichtmittel-austragvorrichtung 36 ist so befestigt, dass sie bei Bedarf um die Längsachse 34 des Abbauarmes 22 gedreht und gleichzeitig in dem Gelenk 42 gekippt werden kann. Die Dichtmit-telaustragvorrichtung 36 ist als Spritzeinrichtung ausgebildet, deren Austragdüsen 37 so gerichtet sind, dass herausspritzende Dichtmittel 38 direkt neben dem freien Ende des Abtragungs Werkzeugs 35 auf die Ortsbrust 3 trifft, wodurch gewährleistet ist, dass sofort nach dem Weiterschwenken des Abbauarms 22 die bearbeitete Stelle der Ortsbrust 3 zwangsläufig unmittelbar wieder abgedichtet wird, so dass eine vorteilhaft aus Feinkornfraktion oder Bentonitsuspension bestehende Dichtungsmembrane 39 stets fast die gesamte Oberfläche der Ortsbrust 3 abdeckt. Die Dichtmittelaustragvor-richtung 36 wird über eine Zuführleitung 40 versorgt, die entlang dem Zylinderrohr 32 verläuft und durch die Pneumatikdruckdurchführung 21 nach aussen geführt ist, so dass sie hier ausserhalb des Abbauraums 8 mit dem jeweils zweckmässigen Dichtmittel 38 beschickt werden kann.

Der Zeichnung ist eindeutig zu entnehmen, dass mit dem erfindungsgemässen Vortriebschild ein exaktes Arbeiten unter genauer und ständiger Beobachtung der Arbeitsstelle möglich ist. Die Beobachtung der Arbeitsstelle muss nicht unbedingt direkt durch die Sichtscheibe 19 erfolgen, sondern es kann auch nach einer bevorzugten Ausführung beispielsweise im Zusammenhang mit einer ferngesteuerten Bedienung eine Sichtüberwachung über einen Monitor erfolgen, wobei eine entsprechende Aufnahmekamera entweder an der dem Abbauraum 8 zugewandten Innenseite der Querwand 7 oder dem Schildmantel 4 angeordnet ist, oder aber aussen hinter der Sichtscheibe 19 installiert ist. Das mit dem Abtra-

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gungswerkzeug 35 von der Ortsbrust 3 abgearbeitete Räummaterial 41 gelangt durch die Öffnung 13 in den Förderkasten 12, wird hier durch die Spüleinrichtung 14 benetzt bzw. aufgeschwemmt und anschliessend durch das Ansaugende 10

der Austrittsleitung 9 nach aussen abgezogen. Dabei ist es möglich, die Feinbestandteile des Räummaterials 41 wieder aufzubereiten und dem Dichtmittel 38 zur Erneuerung der Dichtungsmembrane 39 zuzumischen.

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Claims

650 557 PATENTANSPRÜCHE

1. Vortriebschild mit einem Schildmantel und einer Querwand zur Abgrenzung eines Abbauraumes, mit einem an der Querwand schwenkbar gelagerten Abbauarm, der ein Abtragungswerkzeug zum Abbau einer den Abbauraum mitbegrenzenden Ortsbrust aufweist, mit einer Druckmittelzuführung zur Erzielung eines Stützdrucks im Abbauraum und mit einer im wesentlichen am Bodenbereich des Schildmantels angeordneten Austrittsleitung zur Abführung des von der Ortsbrust abgearbeiteten Räummaterials, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbauarm (22) an der Querwand (7) in einer Pneumatikdruckdurchführung (21) gelagert ist, dass die Druckmittelzuführung als Pneumatikleitung (17) ausgebildet ist und dass dem Abbauarm (22) eine Dichtmittelaustragvor-richtung (36) bewegungsgekoppelt zugeordnet ist, deren Austragdüse (37) auf den direkten Umgebungsbereich am freien Ende des Abtragungswerkzeugs (35) gerichtet ist.

2. Vortriebschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittelaustragvorrichtung (36) an einem Zylinderrohr (32) des Abbauarmes (22) angeordnet ist.

3. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittelaustragvorrichtung (36) am Abbauarm (22) befestigt und nach Bedarf allseitig schwenkbar ist.

4. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragungswerkzeug (35) an einer im Zylinderrohr (32) gelagerten, ausschiebbaren Kolbenstange (33) angeordnet ist.

5. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtmittelaustragvorrichtung (36) eine Zuführleitung (40) zugeordnet ist, die die Pneumatikdruckdurchführung (21) im Bereich dés Abbauannes (22) durchsetzt.

6. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbauarm (22) im Bereich der Pneumatikdruckdurchführung (21) in einem Drehkranz (25) gelagert ist.

7. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbauarm (22) an einem im Drehkranz (25) gelagerten Führungsteil (24) um einen Achsbolzen (23) schwenkbar angeordnet ist.

8. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pneumatikdruckdurchführung (21) am Abbauarm (22) im Bereich des Drehkranzes (25) und des Führungsteils (24) eine Dichtmanschette (27) aufweist.

9. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Drehkranz (25) eine Montagekonsole (31) eines den Abbauarm (22) verschwenkbaren Hubelementes (28) angeordnet ist.

10. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pneumatikleitung (17) ein Stützdruckregelventil (18) zugeordnet ist.

11. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Querwand (7) über der Pneumatikdruckdurchführung (21) eine Sichtscheibe (19) angeordnet ist.

12. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichtüberwachung ein Monitor mit einer an der Querwand (7) oder dem Schildmantel (4) angeordneten, in den Abbauraum (8) gerichteten Aufnahmekamera zugeordnet ist.