CH652449A5

CH652449A5 - Method and apparatus for cutting a driving cross-section of accurate profile during the driving of underground structures

Info

Publication number: CH652449A5
Application number: CH278881A
Authority: CH
Inventors: Thomas Dr Truemper
Original assignee: Gewerk Eisenhuette Westfalia
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1985-11-15
Also published as: ATA125281A; AT372161B; DE3016592A1; DE3016592C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum profilgenauen Schneiden des Vortriebsquerschnitts beim Vortrieb unterirdischer Bauwerke, insbesondere von Tunneln, Stollen oder Untertagestrecken, mittels einer Teilschnitt-Vortriebsmaschine, die mit einem höhen- und seitenverschwenkbaren Schneidarm mit einem angetriebenen Schneidwerkzeug versehen ist, wobei zur Überwachung und/oder Steuerung der Vortriebsmaschine die Position des Schneidwerkzeuges innerhalb des vorgegebenen Schnittprofils mittels eines Leitstrahlsystems und eines am Schneidarm angeordneten Empfängers ermittelt wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. The invention relates to a method for cutting the cross-section of the tunnel precisely when tunneling underground structures, in particular tunnels, tunnels or underground sections, by means of a partial-section tunneling machine which is provided with a cutting arm which can be swiveled in height and to the side with a driven cutting tool, with monitoring and / or Control of the tunneling machine, the position of the cutting tool within the predetermined cutting profile is determined by means of a guide beam system and a receiver arranged on the cutting arm. Furthermore, the invention relates to a device for performing such a method.

Es ist bekannt, Teilschnittmaschinen für das Auffahren von Tunnels u.dgl. mit einer Profilsteuerung auszustatten, um sicherzustellen, dass das vorgegebene Streckenprofil von der Vortriebsmaschine profilgenau geschnitten wird (Zeitschrift «Bergbau», 4/1976, Seiten 100 bis 107). Bei diesen Profiloder Schablonensteuerungen wird das vorgegebene Streckenprofil auf eine am Steuerstand der Teilschnittmaschine angeordnete Mattscheibe in verkleinertem Masstab aufgetragen. Die Abtastung der Schablone erfolgt mittels einer motorisch verstellbaren Reflexionslichtschranke, deren Fahrwege in den senkrecht zueinander stehenden Richtungen durch Winkelkodierer gemessen werden. Die Anordnung ist so getroffen, dass beim Erreichen der Profilkonturen die Bewegungsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs der Teilschnittmaschine zunächst vermindert und beim Anfahren der Profilkontur gestoppt wird. Auf diese Weise ist ein profilgenaues Schneiden des Streckenprofils möglich, vorausgesetzt, dass die Teilschnittmaschine ihre Sollage innerhalb des zuschneidenden Streckenprofils während der Vortriebsarbeit nicht verändert. Da diese Voraussetzung aber in aller Regel nicht gegeben ist, muss die Schablonensteuerung mit einer sogenannten elektronischen Istwert-Sollwertkorrektur versehen werden. It is known to use partial cutting machines for opening tunnels and the like. to be equipped with a profile control system to ensure that the specified route profile is cut by the tunneling machine to the exact profile (“Bergbau” magazine, 4/1976, pages 100 to 107). In the case of these profile or template controls, the specified route profile is applied in a reduced scale to a focusing screen arranged on the control station of the partial cutting machine. The template is scanned by means of a motorized reflection light barrier, whose travel paths are measured in the mutually perpendicular directions by angle encoders. The arrangement is such that when the profile contours are reached, the speed of movement of the cutting tool of the part-cutting machine is initially reduced and stopped when the profile contour is approached. In this way it is possible to cut the section profile to the exact profile, provided that the partial cutting machine does not change its target position within the section profile to be cut during the advance work. However, since this requirement is generally not met, the template control must be provided with a so-called electronic actual value setpoint correction.

Um den jeweiligen Maschinenstand einer mit einer Schablonensteuerung ausgerüsteten Teilschnitt-Vortriebsma-schine zu erfassen, ist es aus DE-OS 26 22 738 bekannt, an dem allseitig schwenkbaren Schneidarm ein Markierungselement anzuordnen, welches durch Verschwenken des Schneidarmes auf einen als Leitstrahl dienenden Laserstrahl ausgerichtet werden kann. Dabei werden mittels die Schwenkbewegungen des Schneidarmes erfassenden Winkelkodierern die Abweichungen der Vortriebsmaschine aus ihrer Sollage ermittelt und die entsprechenden Signale einer Korrekturelektronik bzw. einem Rechner mit Istwert-Sollwert-Vergleich zugeführt. In order to record the respective machine status of a part-cutting tunneling machine equipped with a template control, it is known from DE-OS 26 22 738 to arrange a marking element on the cutting arm, which can be pivoted on all sides, which is aligned by pivoting the cutting arm to a laser beam serving as a guide beam can. The angular encoders detecting the pivoting movements of the cutting arm are used to determine the deviations of the tunneling machine from their target position and to supply the corresponding signals to correction electronics or a computer with a comparison of the actual value and target value.

Bei den vorgenannten Verfahren und Einrichtungen wird mit einem Laserstrahl gearbeitet, der in der vorgegebenen Streckenrichtung genau ausgerichtet ist und demgemäss eine feste Bezugslinie für die im Wege der Istwert-Sollwert-Kor-rektur zu ermittelnde Ausrichtung der Vortriebsmaschine bildet. Die Praxis hat gezeigt, dass die genaue Standortbestimmung der Vortriebsmaschine mit den bekannten Verfahren schwer zu erreichen ist, insbesondere deshalb, weil sich die Ungenauigkeiten und Messfehler der Winkelkodierer addieren und dadurch die Ergebnisse verfälschen. Ausserdem kann die Vortriebsmaschine während der Vortriebsarbeit ihren Stand unkontrolliert verändern, sofern sie nicht zuverlässig abgespannt wird. Weiterhin ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, dass beim Auffahren grösserer Strecken2 In the abovementioned methods and devices, a laser beam is used, which is aligned precisely in the specified direction of the route and accordingly forms a fixed reference line for the alignment of the tunneling machine to be determined by means of the actual value / target value correction. Practice has shown that the exact location determination of the tunneling machine is difficult to achieve with the known methods, in particular because the inaccuracies and measurement errors of the angle encoders add up and thereby falsify the results. In addition, the tunneling machine can change its position in an uncontrolled manner during the tunneling work, provided that it is not reliably braced. Difficulties also arise from the fact that when driving over longer distances2

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querschnitte die Vortriebsarbeit aufgrund des begrenzten Aktionsradius des Schneidarmes nicht aus ein und demselben Maschinenstand durchgeführt werden kann, sondern die Vortriebsmaschine quer zur Vortriebsrichtung umgesetzt werden muss. Dabei ist es nicht möglich, den Profilschnitt genau beizubehalten. cross sections the driving work cannot be carried out from one and the same machine stand due to the limited radius of action of the cutting arm, but the driving machine must be implemented transversely to the direction of advance. It is not possible to keep the profile section exactly.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zu entwickeln, mit dem ein profilgenaues Schneiden des Sollquerschnitts möglich ist, ohne dass mit Hilfe von dem schwenkbaren Schneidarm zugeordneten Winkelkodierern u.dgl. der jeweilige Maschinenstand und dessen Abweichungen von der Sollage ermittelt werden müssen. Ferner bezweckt die Erfindung eine zweckdienliche Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The object of the invention is to develop a simple and reliable method with which a profile-accurate cutting of the desired cross-section is possible without using the rotary encoder associated with the rotary encoder and the like. the respective machine status and its deviations from the target position must be determined. The invention also aims to provide a useful device for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass das vorgegebene Schnittprofil mit Hilfe mindestens eines bewegten Leitstrahles dargestellt und über den Empfänger zur Schnittbegrenzung des Schneidwerkzeuges herangezogen wird. This object is achieved with the method according to the invention in that the predetermined cutting profile is represented with the aid of at least one moving guide beam and is used via the receiver to limit the cutting of the cutting tool.

Bei diesem Verfahren wird also anstelle eines ortsfesten Leitstrahles mit mindestens einem beweglichen Leitstrahl gearbeitet, welcher das Schnittbild bzw. das vorgegebene Schnittprofil darstellt und infolgedessen mit Hilfe des am verschwenkbaren Schneidarm angeordneten Empfängers unmittelbar zur Überwachung und/oder Steuerung des Schneidwerkzeuges im Sinne eines profilgenauen Schneidens des vorgegebenen Vortriebsquerschnitts ausgenutzt werden kann, ohne dass mit Hilfe von Winkelkodierern u.dgl. der jeweilige Standort der Vortriebsmaschine und deren Abweichungen von der Sollage ermittelt werden müssen. Das erfin-dungsgemässe Verfahren lässt sich in einfacher Weise so durchführen, dass der Leitstrahl lediglich die Begrenzung bzw. die Profilkontur des vorgegebenen Schnittprofils wiedergibt, also über die Profilkontur hinwegbewegt wird, so dass im Zuge der Vortriebsarbeit der am Schneidarm angeordnete Empfänger in die Bewegungsbahn des Leitstrahles gelangt, sobald das Schneidwerkzeug eine Position erreicht, in der es die Profilkontur des vorgegebenen Schnittprofils schneidet. Dabei lässt sich die Anordnung so treffen, dass die Vortriebsmaschine bzw. deren Schneidwerkzeug selbsttätig stillgesetzt wird, wenn das Schneidwerkzeug aus dem vorgegebenen Schnittprofil herausläuft, was dann der Fall ist, wenn der im vorderen Bereich des Schneidwerkzeuges angeordnete Empfänger aus der Bewegungsbahn des Leitstrahles herausläuft. In this method, therefore, instead of a fixed guide beam, at least one movable guide beam is used, which represents the sectional view or the predetermined cut profile and, consequently, with the aid of the receiver arranged on the pivotable cutting arm, for monitoring and / or controlling the cutting tool in the sense of a profile-accurate cutting of the predefined tunneling cross-section can be used without using the like using angle encoders. the respective location of the tunneling machine and its deviations from the target position must be determined. The method according to the invention can be carried out in a simple manner in such a way that the guide beam only reproduces the boundary or the profile contour of the predetermined cutting profile, that is to say it is moved over the profile contour, so that the receiver arranged on the cutting arm moves into the movement path of the cutting head during the driving work Guide beam arrives as soon as the cutting tool reaches a position in which it cuts the profile contour of the specified cutting profile. The arrangement can be such that the tunneling machine or its cutting tool is automatically stopped when the cutting tool runs out of the specified cutting profile, which is the case when the receiver arranged in the front region of the cutting tool runs out of the path of motion of the guide beam.

In bevorzugter Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird also mit Hilfe des bewegten Leitstrahles das vorgegebene Schnittprofil nur in seiner Profilkontur wiedergegeben, d.h. der Leitstrahl wird mit der erforderlichen Geschwindigkeit über eine der Profilkontur entsprechende Bewegungsbahn hinwegbewegt. Das Leitstrahlsystem mit dem bewegten Leitstrahl bildet hierbei eine Schranke, die, vergleichbar einer Lichtschranke, von dem Schneidwerkzeug nicht überfahren werden kann. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens ist es auch möglich, nur das Schneidwerkzeug, nicht aber die Vortriebsmaschine selbst, unabhängig von dem jeweiligen Maschinenstand zu steuern. Die Steuerung erfolgt dabei über den am Schneidarm angeordneten Empfänger. Dabei lässt sich das Verfahren so durchführen, dass im Normalbetrieb der Empfänger dem das vorgegebene Schnittprofil abfahrenden Leitstrahl folgt. Fährt der Empfänger aus der Bewegungsbahn des Leitstrahles heraus, was auch bei einem Umsetzen der Vortriebsmaschine der Fall ist, so wird der Antrieb des Schneidwerkzeuges und/oder der Schwenkantrieb des Schneidarmes automatisch stillgesetzt. Der Maschinenfahrer muss dann den Empfänger wieder genau in die Bewegungsbahn des Leitstrahles fahren, um die Vortriebsarbeit wieder aufnehmen zu können. Bei einer auto652449 In a preferred embodiment of the method according to the invention, the predetermined cutting profile is therefore only reproduced in its profile contour using the moving guide beam, i.e. The guide beam is moved at the required speed over a movement path corresponding to the profile contour. The beacon system with the moving beacon forms a barrier which, comparable to a light barrier, cannot be passed over by the cutting tool. With the aid of the method according to the invention, it is also possible to control only the cutting tool, but not the tunneling machine itself, independently of the particular machine status. It is controlled by the receiver located on the cutting arm. The method can be carried out in such a way that, in normal operation, the receiver follows the guide beam traveling along the specified cutting profile. If the receiver moves out of the path of the guide beam, which is also the case when the tunneling machine is moved, the drive of the cutting tool and / or the swivel drive of the cutting arm is automatically stopped. The machine operator must then move the receiver exactly back into the path of the beacon in order to be able to resume driving. With an auto652449

matischen Steuerung kann ein elektronischer Rechner vorgesehen werden, welcher die Maschinendaten wie auch die Daten des Leitstrahles erfasst, speichert und verarbeitet und der getrennt von der Teilschnitt-Vortriebsmaschine in der bereits aufgefahrenen Strecke aufgestellt werden kann, wobei er mit der Vortriebsmaschine lediglich über ein Steuerkabel verbunden ist. Damit ist die gesamte Elektronik der Einwirkung von Erschütterungen, Hitze und Staub entzogen. Automatic control, an electronic computer can be provided, which records, stores and processes the machine data as well as the data of the beacon and which can be set up separately from the partially cut tunneling machine in the route already traveled, whereby it is only connected to the tunneling machine via a control cable is. This removes all electronics from the effects of vibrations, heat and dust.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auch so durchführen, dass jeweils vor Beginn der Vortriebsarbeit mit Hilfe des über die Profilkontur bewegten Leitstrahles das vorgegebene Schnittprofil, z.B. als Profilschablone, mittels des elektronischen Rechners aufgezeichnet wird, so dass anschliessend die Teilschnitt-Vortriebsmaschine nach Massgabe des aufgezeichneten Schnittprofils gesteuert werden kann. Auch hier ist es nicht erforderlich, den jeweiligen Maschinenstand mit Hilfe von Winkelkodierern u.dgl. zu bestimmen. The method according to the invention can also be carried out in such a way that, before the start of the tunneling work, the predetermined cutting profile, e.g. as a profile template, is recorded by means of the electronic computer, so that the partial cutting tunneling machine can then be controlled in accordance with the recorded cutting profile. Again, it is not necessary to use the respective machine status with the aid of angle encoders and the like. to determine.

Andererseits lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren bei einer Handsteuerung der Vortriebsmaschine auch nur zur Überwachung der Vortriebsarbeit verwenden, indem der Maschinenfahrer das Schneidwerkzeug bei Annäherung an die Profilkontur nur so weit fährt, bis der Empfänger in die Bewegungsbahn des Leitstrahles gelangt. Dabei kann am Maschinenstand eine Überwachungsvorrichtung, z.B. ein Monitor, angeordnet sein, an der der Maschinenfahrer das Erreichen der Porfilkontur feststellen kann. Mittels z.B. optischer Signale kann das Erreichen oder Überschreiten der Profilkontur angezeigt werden. Die Überwachungsvorrichtung kann auch mit einer Steuervorrichtung kombiniert werden, die in einfacher Ausführung so ausgelegt ist, dass sie bei Überlaufen der Profilkontur die Maschine automatisch stillsetzt. On the other hand, the method according to the invention can also be used in a manual control of the tunneling machine only for monitoring the tunneling work, in that the machine operator moves the cutting tool only as far as the profile contour is approached until the receiver gets into the path of motion of the guide beam. A monitoring device, e.g. a monitor can be arranged on which the machine operator can determine when the porch contour has been reached. With e.g. optical signals can indicate that the profile contour has been reached or exceeded. The monitoring device can also be combined with a control device, which is designed in a simple embodiment so that it automatically stops the machine when the profile contour is overrun.

Als Leitstrahlsystem kann ein Lasergerät oder eine Kombination von Lasergeräten verwendet werden, die entweder selbst bewegt werden oder deren Laserstrahl bei ortsfester Anordnung des Gerätes durch eine geeignete Vorrichtung entsprechend dem vorgegebenen Schnittprofil bewegt wird. Anstelle von Laserstrahlen kann auch mit anderen Leitstrahlen, z.B. gerichteten Ultraschallstrahlen u.dgl., gearbeitet werden. A laser device or a combination of laser devices can be used as the guide beam system, which are either moved by themselves or whose laser beam is moved by a suitable device according to the specified cutting profile when the device is arranged in a fixed position. Instead of laser beams, other guide beams, e.g. directed ultrasound beams and the like.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann eine Einrichtung verwendet werden, die mit einer in dem unterirdischen Bauwerk angeordneten Leitstrahlquelle einem an dem schwenkbaren Schneidarm einer Teilschnitt-Vortriebsmaschine angeordneten Empfängerund einer Steuer- und/oder Überwachungsvorrichtung zur Steuerung und/oder Überwachung der Teilschnitt-Vortriebsmaschine versehen ist. Erfindungsgemäss ist dabei das Leitstrahlsystem so ausgebildet, dass eine Leitstrahlquelle mindestens einen das vorgegebene Schnittprofil wiedergebenden Leitstrahl erzeugt. Der am Schneidarm angeordnete Empfänger ist dabei mit einem Signalgeber versehen, der mit der Überwa-chungs- und/oder Steuervorrichtung gekoppelt ist. Der Signalgeber liefert dabei die erforderlichen Überwachungsund/oder Steuersignale in Abhängigkeit von der Bewegung des Leitstrahles bzw. von der Relativlage des Empfängers zu der Bewegungsbahn des Leitstrahles. Die Steuervorrichtung kann über einen Regelkreis mit den Schwenkantrieben des Schneidarmes gekoppelt sein, so dass der Schneidarm mit dem Schneidwerkzeug in seiner Arbeitsbewegung im Sinne eines profilgenauen Schneidens des Vortriebsquerschnitts gesteuert werden kann. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung kann die Steuervorrichtung, wie erwähnt, einen elektronischen Rechner mit Datenspeicher aufweisen, der einerseits mit der Leitstrahlquelle und andererseits mit dem Signalgeber des Empfängers gekoppelt ist. To carry out the method according to the invention, a device can be used which is provided with a guide beam source arranged in the underground structure, a receiver arranged on the pivotable cutting arm of a part-section boring machine and a control and / or monitoring device for controlling and / or monitoring the part-section boring machine . According to the invention, the guide beam system is designed in such a way that a guide beam source generates at least one guide beam that reflects the predetermined cutting profile. The receiver arranged on the cutting arm is provided with a signal transmitter which is coupled to the monitoring and / or control device. The signal transmitter supplies the necessary monitoring and / or control signals depending on the movement of the beacon or on the relative position of the receiver to the path of movement of the beacon. The control device can be coupled via a control circuit to the swivel drives of the cutting arm, so that the cutting arm can be controlled in its working movement with the cutting tool in the sense of a profile-accurate cutting of the driving cross section. In a further embodiment of the device according to the invention, the control device can, as mentioned, have an electronic computer with data memory, which is coupled on the one hand to the guide beam source and on the other hand to the signal transmitter of the receiver.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeich3 The invention is described below with reference to FIG

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nung vereinfacht dargestellten Alisführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: voltage simplified simplified Alisführungbeispiel explained. Show it:

Fig. 1 im Längsschnitt durch eine Strecke od.dgl. eine Teil-schnitt-Vortriebsmaschine nebst einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Überwachung und/oder Steuerung dieser Maschine; Fig. 1 in longitudinal section through a line or the like. a partially cut tunneling machine in addition to a device according to the invention for monitoring and / or controlling this machine;

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II, wobei die Bewegungsbahn des Leitstrahlsystems durch Pfeile angedeutet ist. Fig. 2 shows a cross section along line II-II, wherein the path of movement of the guide beam system is indicated by arrows.

Die dargestellte Teilschnitt-Vortriebsmaschine 10 ist im Aufbau an sich bekannt. Sie weist ein Maschinengestell 11 mit einem Raupenfahrwerk 12 auf. Auf dem Maschinengestell 11 ist ein Drehgestell 13 um eine Vertikalachse 14 drehbar gelagert. Das Drehgestell 13 trägt einen Schneidarm 15, der um eine Horizontalachse 16 schwenkbar ist. Der Schneidarm 15 ist demgemäss sowohl höhenverschwenkbar als auch seitenverschwenkbar, wobei diese Schwenkbewegungen mittels hydraulischer Schwenkzylinder bewirkt werden. Am Kopfende des Schneidarmes 15 ist ein Schneidwerkzeug 17 gelagert, welches aus einem angetriebenen Schneidkopf besteht, dessen Schneidwalzen um eine gemeinsame, parallel zur Achse des Gelenks 16 verlaufende Achse drehbar sind. The partial section boring machine 10 shown is known per se in its construction. It has a machine frame 11 with a crawler track 12. A bogie 13 is rotatably mounted on the machine frame 11 about a vertical axis 14. The bogie 13 carries a cutting arm 15 which is pivotable about a horizontal axis 16. The cutting arm 15 is accordingly both vertically pivotable and laterally pivotable, these pivoting movements being effected by means of hydraulic pivoting cylinders. At the head end of the cutting arm 15, a cutting tool 17 is mounted, which consists of a driven cutting head, the cutting rollers of which are rotatable about a common axis running parallel to the axis of the joint 16.

Mit Hilfe dieser Teilschnitt-Vortriebsmaschine 10 wird das unterirdische Bauwerk, z.B. ein Tunnel oder eine sonstige Strecke 18, mit dem jeweils gewünschten Streckenprofil vorgetrieben. In Fig. 2 ist die Profilkontur des Strecken- bzw. Schnittprofils mit 19 bezeichnet. Es ist erwünscht, das vorgegebene Streckenprofil 18 mit Hilfe der Vortriebsmaschine 10 möglichst profilgenau zu schneiden, d.h. einen über die Profilkontur 19 hinausgehenden Überschnitt zu vermeiden. Die Vortriebsarbeit erfolgt aus dem Stand der Vortriebsmaschine durch Höhen- und Seitenverschwenkung des Schneidarmes 15. Da sich die Vortriebsmaschine 10 ohne langwierige und umständliche Ausrichtarbeiten nicht genau in die Achse des Streckenprofils ausrichten lässt, sondern gegenüber dieser regelmässig mehr oder weniger versetzt und zumeist auch gegenüber der Vortriebsachse in der Höhe und/oder Seitenrichtung geneigt ist, besteht das Problem, das Streckenprofil unabhängig von der jeweiligen Lage der Vortriebsmaschine 10 profilgetreu zu schneiden. With the help of this partial cut tunneling machine 10, the underground structure, e.g. a tunnel or other route 18, driven with the desired route profile. In Fig. 2, the profile contour of the route or section profile is designated 19. It is desirable to cut the specified route profile 18 with the aid of the tunneling machine 10 as precisely as possible, i.e. to avoid an overcut beyond the profile contour 19. The tunneling work is carried out from the state of the tunneling machine by swiveling the cutting arm 15 in height and to the side. Since the tunneling machine 10 cannot be aligned exactly in the axis of the route profile without lengthy and cumbersome alignment work, it is regularly offset more or less with respect to it and mostly also with respect to it If the jacking axis is inclined in height and / or lateral direction, there is the problem of cutting the section profile true to the profile regardless of the respective position of the jacking machine 10.

Im Abstand hinter der Teilschnitt-Vortriebsmaschine 10 ist in der Strecke od.dgl. eine Leitstrahlquelle 20 angeordnet, welche vorzugsweise aus einem oder mehreren Lasergeräten besteht und die so ausgebildet sind, dass sie mindestens einen das vorgegebene Schnittprofil darstellenden bewegten Leitstrahl 21 erzeugen, der, wie in Fig. 1 angegeben, parallel zur Vortriebs- bzw. Streckenachse gegen die Ortsbrust 31 gerichtet ist und der durch entsprechende Bewegung der Leitstrahlquelle 20 und/oder mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, wie optischer Systeme u.dgl., so bewegt wird, dass er das vorgegebene Schnittprofil 19 in schneller Umlauf- oder Hin- und Herbewegung überstreicht. In Fig. 2 ist die Bewegungsbahn des Leitstrahles 21 bzw. dessen Auftreffpunkt auf der Ortsbrust 31 durch die Pfeile 22 angegeben. Der Leitstrahl 21 bewegt sich danach parallel zu der vorgegebenen Profilkontur 19 zwischen der linken Streckenseite 23 und der rechten Streckenseite 24 hin und her. Statt dessen kann aber auch mit mehreren Leitstrahlen gearbeitet werden, welche das Schnittprofil abfahren. Beispielsweise kann ein Leitstrahl eine Hin- und Herbewegung zwischen der linken Streckenseite 23 und der Firste 25 und ein zweiter Leitstrahl eine entsprechende Hin- und Herbewegung zwischen der rechten Streckenseite 24 und der Firste 25 ausführen. Wesentlich ist, dass mit Hilfe der Leitstrahlquelle 20 das Sollprofil bzw. dessen Profilkontur dargestellt wird. At a distance behind the partial cut tunneling machine 10 or the like is in the route. a guide beam source 20 is arranged, which preferably consists of one or more laser devices and which are designed in such a way that they generate at least one moving guide beam 21 which represents the predetermined cutting profile and which, as indicated in FIG. 1, runs parallel to the propulsion or route axis against the Local face 31 is directed and which is moved by appropriate movement of the guide beam source 20 and / or with the aid of suitable devices, such as optical systems and the like, such that it sweeps over the predetermined cutting profile 19 in a rapid circulation or back and forth movement. 2, the path of movement of the guide beam 21 or its point of impact on the face 31 is indicated by the arrows 22. The guide beam 21 then moves back and forth parallel to the predetermined profile contour 19 between the left side 23 and the right side 24. Instead of this, it is also possible to work with several guide beams, which traverse the cutting profile. For example, a guide beam can perform a back and forth movement between the left side of the stretch 23 and the ridge 25 and a second guide beam can perform a corresponding back and forth movement between the right side of the stretch 24 and the ridge 25. It is essential that the target profile or its profile contour is displayed with the aid of the guide beam source 20.

Im Bereich des vorderen Endes ist mittig auf dem Schneidarm 15 ein Empfänger 26 befestigt, der zweckmässig zwischen den beiden Schneidwalzen des Schneidwerkzeuges 17 angeordnet ist. Der Empfänger 26 kann in einfachster Ausführung aus einem einfachen Markierungselement oder Fadenkreuz u.dgl. bestehen. Bei einer Handsteuerung der Teilschnitt-Vortriebsmaschine 10 von dem Fahrerstand 27 aus werden die Arbeitsbewegungen des Schneidarmes 15 in üblicher Weise von Hand gesteuert. Gelangt dabei das Schneidwerkzeug 17 in den Bereich der äusseren Profilkontur 19 des Schnittprofils 18, so befindet sich der Empfänger 26 in der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21. Durch den Lichtein-fall am Empfänger 26 wird dem Maschinenfahrer am Fahrerstand 27 somit angezeigt, dass sich das Schneidwerkzeug 17 in einer Arbeitsposition befindet, in der es die Profilkontur 19 schneidet. Ein weiteres Ausschwenken des Schneidarmes 15 in eine Position, in welcher das Schneidwerkzeug 17 über die Profilkontur 19 hinaus schneidet, kann allein durch visuelle Beobachtung seitens des Maschinenfahrers verhindert werden. Ferner besteht die Möglichkeit, das Schneidwerkzeug 17 so zu verschwenken, dass es einen Profilschnitt entsprechend der gewünschten Profilkontur 19 schneidet. Hierbei befindet sich der Empfänger 26 stets in der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21. In the area of the front end, a receiver 26 is fastened centrally on the cutting arm 15, which is expediently arranged between the two cutting rollers of the cutting tool 17. The receiver 26 can in the simplest version from a simple marking element or crosshair and the like. consist. With manual control of the partial-cut tunneling machine 10 from the driver's station 27, the working movements of the cutting arm 15 are controlled by hand in the usual way. If the cutting tool 17 comes into the area of the outer profile contour 19 of the cutting profile 18, the receiver 26 is in the path of movement of the guide beam 21. The incidence of light at the receiver 26 thus indicates to the machine operator at the operator's station 27 that the cutting tool 17 is in a working position in which it cuts the profile contour 19. Further pivoting of the cutting arm 15 into a position in which the cutting tool 17 cuts beyond the profile contour 19 can be prevented solely by visual observation on the part of the machine operator. There is also the possibility of pivoting the cutting tool 17 such that it cuts a profile cut according to the desired profile contour 19. In this case, the receiver 26 is always in the path of movement of the guide beam 21.

Falls z.B. infolge starker Staubentwicklung eine visuelle Beobachtung des Empfängers 26 vom Fahrerstand 27 her unzweckmässig ist, kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass in dem Augenblick, in welchem sich der Empfänger 26 in der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21 befindet, am Maschinenstand ein z.B. optisches Signal gegeben wird. Der Empfänger 26 kann hierbei mit einem entsprechenden Signalgeber ausgerüstet sein, welcher ein Signal zu dem Maschinenstand liefert, sobald sich der Empfänger in der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21 befindet. Am Maschinenstand wird hierbei zweckmässig ein Überwachungsgerät, z.B. ein Monitor 28, vorgesehen, welchem die genannten Signale über eine Signalleitung zugeführt werden. If e.g. As a result of heavy dust development, a visual observation of the receiver 26 from the driver's station 27 is inappropriate, the arrangement can also be made such that at the moment the receiver 26 is in the path of motion of the guide beam 21, e.g. optical signal is given. The receiver 26 can in this case be equipped with a corresponding signal transmitter, which delivers a signal to the machine position as soon as the receiver is in the path of motion of the guide beam 21. A monitoring device, e.g. a monitor 28 is provided, to which the signals mentioned are fed via a signal line.

Die Anordnung kann auch so getroffen werden, dass zu Beginn der Vortriebsarbeit das Schneidwerkzeug 17 über die gesamte Profilkontur bzw. die gesamte Bewegungsbahn des Leitstrahles 21 von der Stelle 23 bis zur Stelle 24 oder umgekehrt bewegt wird. Bei diesem Vorgang befindet sich der Empfänger 26 ständig in der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21. Diese Bewegung des Schneidwerkzeuges 17 über die Profilkontur kann z.B. am Steuerstand bzw. an dem Überwachungsgerät 28 nach Art einer Schablone 18' (Fig. 2) aufgezeichnet werden. Diese aufgezeichnete Schablone 18' dient anschliessend als Arbeitsschablone für den Maschinenfahrer, wobei die jeweilige Position des Schneidwerkzeuges 17 an dem Überwachungsgerät angezeigt wird, so dass der Maschinenfahrer jederzeit die Lage des Schneidwerkzeuges 17 innerhalb des vorgegebenen Schnittprofils erkennen kann. The arrangement can also be made such that at the start of the driving work, the cutting tool 17 is moved over the entire profile contour or the entire movement path of the guide beam 21 from the point 23 to the point 24 or vice versa. During this process, the receiver 26 is constantly in the path of movement of the guide beam 21. This movement of the cutting tool 17 over the profile contour can e.g. be recorded on the control station or on the monitoring device 28 in the manner of a template 18 '(FIG. 2). This recorded template 18 'then serves as a working template for the machine operator, the respective position of the cutting tool 17 being displayed on the monitoring device, so that the machine operator can recognize the position of the cutting tool 17 within the predetermined cutting profile at any time.

Mit Hilfe des beschriebenen Leitstrahlsystems ist auch eine Steuerung der Teilschnitt-Vortriebsmaschine 10 möglich. Dabei kann in der bereits fertiggestellten Strecke ein elektronisches Steuergerät 29 angeordnet werden, welches lediglich über ein Steuerkabel 30 mit der Vortriebsmaschine 10 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 29 umfasst einen elektronischen Rechner (Mikroprozessor) mit Speicher, welcher über die Schwenkantriebe des Schneidarmes 15 das Schneidwerkzeug 17 so steuert, dass es sich stets innerhalb des vorgegebenen Schnittprofils 18 befindet. Fährt der Empfänger 26 aus der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21 nach aussen heraus, so kann mit Hilfe der Steuervorrichtung 29 der Maschinenantrieb bzw. der Antrieb des Schneidwerkzeuges 17 automatisch stillgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 29 lässt sich im einzelnen so ausgestalten, dass sich der Empfänger 26 des With the help of the described guide beam system, control of the partial cut tunneling machine 10 is also possible. In this case, an electronic control device 29 can be arranged in the already completed route, which is only connected to the tunneling machine 10 via a control cable 30. The control device 29 comprises an electronic computer (microprocessor) with memory, which controls the cutting tool 17 via the swivel drives of the cutting arm 15 in such a way that it is always within the predetermined cutting profile 18. If the receiver 26 moves outward from the path of movement of the guide beam 21, the machine drive or the drive of the cutting tool 17 can be stopped automatically with the aid of the control device 29. The control device 29 can be configured in such a way that the receiver 26 of the

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10 10th

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Schneidwerkzeuges 17 stets in der Bewegungsbahn des Leitstrahles 21 befindet, wenn der Schnitt im Bereich der Profilkontur 19 durchgeführt wird. Cutting tool 17 is always in the path of motion of the guide beam 21 when the cut is made in the region of the profile contour 19.

Es versteht sich, dass die Leitstrahlquelle 20 bzw. der Leitstrahl 21 in seiner Bewegung genau auf das Sollprofil ausgerichtet werden muss, was sich mit herkömmlichen Mitteln ohne weiteres erreichen lässt, zumal die Leitstrahlquelle 20 sich in der bereits fertiggestellten Strecke befindet. Dabei ist zugleich über eine Abstandsmessung die Leitstrahlquelle zu dem Empfänger 26 der Leitstrahl und dessen Bewegungsbahn innerhalb des Schnittprofils zu bestimmen. Die vorstehend beschriebene Verfahrensweise ermöglicht es auch, die Teilschnitt-Vortriebsmaschine 10 beim Auffahren grösserer Streckenprofile umzusetzen, ohne dass hierbei der jeweilige It goes without saying that the guide beam source 20 or the guide beam 21 must be precisely aligned in its movement to the desired profile, which can easily be achieved with conventional means, especially since the guide beam source 20 is located in the path that has already been completed. At the same time, the guide beam source to the receiver 26, the guide beam and its path of movement within the sectional profile is to be determined via a distance measurement. The procedure described above also makes it possible to implement the partial cut tunneling machine 10 when driving up larger route profiles, without the respective one

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Standort der Vortriebsmaschine in umständlicher Weise ermittelt werden muss. Mit Hilfe des Leitstrahlsystems wird lediglich die Position des Schneidwerkzeuges 17 bestimmt bzw. gesteuert, ohne dass es hierbei auf die Lage der Vor-s triebsmaschine selbst ankommt. The location of the tunneling machine must be determined in a cumbersome manner. With the aid of the guide beam system, only the position of the cutting tool 17 is determined or controlled, without the position of the driving machine itself being important.

An Stelle eines ortsfest in der Strecke od.dgl. angeordneten, einen bewegten Leitstrahl erzeugenden Leitstrahlsystems kann auch ein Leitstrahlsystem mit mindestens einer Leitstrahlquelle verwendet werden, die selbst zur Darstellung io des Schnittprofils bewegt wird. Dabei wird zweckmässig eine Führung für die Leitstrahlquelle vorgesehen, die zu Steuerungszwecken bzw. zur veränderlichen Einstellung des Schnittprofils verstellbar, z.B. horizontal und/oder vertikal kippbar sein kann. Instead of a stationary in the route or the like. arranged, generating a moving guide beam guide beam system can also be used a guide beam system with at least one guide beam source, which itself is moved to display the section profile. A guide for the guide beam source is expediently provided, which is adjustable for control purposes or for variable adjustment of the cutting profile, e.g. can be tilted horizontally and / or vertically.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Procedure for cutting the cross-section of the tunnel precisely when tunneling underground structures, in particular tunnels, tunnels or underground routes, by means of a partial-section tunneling machine, which is provided with a cutting arm that can be swiveled in height and to the side with a driven cutting tool, with the purpose of monitoring and / or controlling the The position of the cutting tool within the predetermined cutting profile is determined by means of a guide beam system and a receiver arranged on the cutting arm, characterized in that the predetermined cutting profile is represented with the aid of at least one moving guide beam (21) and via the receiver (26) for limiting the cutting of the cutting tool ( 17) is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the predetermined cutting profile is reproduced only in its profile contour with the help of the moving guide beam (21).

3. The method according to claim 2, characterized in that a guide beam (21) which is constantly moved back and forth in accordance with the predetermined profile contour is generated during the driving work.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the guide beam source is moved according to the predetermined profile contour.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the partial cut boring machine (10) and / or its cutting tool (17) is controlled via the receiver (26).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the predetermined cutting profile is recorded with the aid of the guide beam (21) moved over the profile contour and then the partial cutting jacking machine (10) is controlled in accordance with the recorded cutting profile.

7. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, with a guide beam system arranged in the underground structure, a receiver arranged on the pivotable cutting arm of a partial-section boring machine and a control and / or monitoring device for controlling and / or monitoring the Partial-cutting tunneling machine, characterized in that a guide beam source (20) generates at least one guide beam (21) reflecting the predetermined cutting profile, and that the receiver (26) arranged on the cutting arm (15) is provided with a signal transmitter which is used for monitoring and / or control device (28, 29) is coupled.

8. Device according to claim 7, characterized in that the control and / or monitoring device is arranged separately from the part-cutting tunneling machine (10) and is connected to it via a control cable (30).

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the control device (29) is coupled via a control loop to the swivel drives of the cutting arm (15).

10. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the control device (29) has an electronic computer with memory, which is coupled on the one hand to the guide beam source (20) and on the other hand to the signal transmitter of the receiver (26).

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the guide beam source (20) is movably arranged to represent the profile contour.

12. The device according to claim 11, characterized in that the movable guide beam source is guided in a guide.

13. Device according to claim 12, characterized in that the guide is adjustable, e.g. can be tilted horizontally and / or vertically.