DE102021126200A1 - Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine - Google Patents

Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102021126200A1
DE102021126200A1 DE102021126200.3A DE102021126200A DE102021126200A1 DE 102021126200 A1 DE102021126200 A1 DE 102021126200A1 DE 102021126200 A DE102021126200 A DE 102021126200A DE 102021126200 A1 DE102021126200 A1 DE 102021126200A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cot
boring machine
tunnel boring
driving
jacks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021126200.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Wehrmeyer
Emil Nathanson
Johannes Tröndle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Herrenknecht AG
Original Assignee
Herrenknecht AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herrenknecht AG filed Critical Herrenknecht AG
Priority to DE102021126200.3A priority Critical patent/DE102021126200A1/de
Priority to CA3226944A priority patent/CA3226944A1/en
Priority to EP22792805.8A priority patent/EP4330519A1/de
Priority to CN202280064318.9A priority patent/CN117999400A/zh
Priority to AU2022358873A priority patent/AU2022358873A1/en
Priority to PCT/EP2022/076333 priority patent/WO2023057217A1/de
Publication of DE102021126200A1 publication Critical patent/DE102021126200A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1093Devices for supporting, advancing or orientating the machine or the tool-carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Bei einer Tunnelbohrmaschine (103) ist vorgesehen, die auf ein Schneidrad (106) einwirkenden Vortriebspressen (109) über die direkte Eingabe von Koordinatenwerten eines Gesamtdruckschwerpunkts (151) in einem auf die Tunnelbohrmaschine (103) bezogenen Koordinatensystem (154, 157) zu steuern. Dadurch ergibt sich für einen Maschinenführer eine verhältnismäßig einfache Steuerung der Tunnelbohrmaschine (103).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tunnelbohrmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine.
  • Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus DE 10 2018 102 330 A1 bekannt. Die vorbekannte Tunnelbohrmaschine verfügt über ein Schneidrad und über eine Anzahl von Vortriebspressen, mit denen das Schneidrad in einer Vortriebsrichtung verschiebbar ist. Weiterhin ist eine Vortriebspressensteuereinheit vorhanden, mit der die Vortriebspressen ansteuerbar sind, wobei hierfür Mittel zum Visualisieren eines aus der Druckwirkung der Vortriebspressen resultierenden Gesamtdruckschwerpunkts vorgesehen sind. Bei dem Vortreiben eines Tunnels mit dieser Tunnelbohrmaschine lässt sich die Lage des Gesamtdruckschwerpunkts insbesondere beim Verbau von Tübbingen mit entsprechenden Lastwechseln an den Vortriebspressen während eines weiterhin stattfindenden Vortriebs optisch darstellen.
  • Aus CN 111 810 171 A , CN 111 810 172 A und JP 2013 007 226 A sind Tunnelbohrmaschinen und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels bekannt, bei denen die durch Vortriebspressen ausgeübte Druckwirkung auf der Grundlage von Gruppenbildungen bei den Vortriebspressen erfolgt.
  • Üblicherweise erfolgt in der Praxis bei Tunnelbohrmaschinen das Einstellen der von einzelnen Vortriebspressen oder Gruppen von Vortriebspressen auszuübenden Vortriebskräfte über Potentiometer, die auf an die Vortriebspressen angeschlossene Ansteuermodule einwirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tunnelbohrmaschine der eingangs genannten Art anzugeben und ein Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine verhältnismäßig einfache und betriebssichere Bedienung auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Tunnelbohrmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Vortreiben eines Tunnels erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Dadurch, dass bei der Tunnelbohrmaschine und bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die tatsächliche Lage des Gesamtdruckschwerpunkts direkt über das Beeinflussen der durch Koordinatenwerte bestimmten Lage einer in einem auf die Tunnelbohrmaschine bezogenen Koordinatensystem visualisierten Repräsentation eines gewünschten Gesamtdruckschwerpunkts und dabei bevorzugt über einen berührungsempfindlichen Bildschirm erfolgt, lässt sich die Tunnelbohrmaschine über diesen einen zentralen Betriebsparameter verhältnismäßig einfach steuern.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung sowie ergänzende Erläuterungen.
  • Es zeigen:
    • 1 in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer ein Schneidrad aufweisenden Tunnelbohrmaschine,
    • 2 in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen in einer horizontalen (X-) Richtung ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads konstanten Kräfteverlauf für eine Geradeausfahrt,
    • 3 in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen in der horizontalen (X-) Richtung ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads sich konstant ändernden Kräfteverlauf für eine Kurvenfahrt,
    • 4 in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen in der horizontalen (X-) Richtung ausgeübten beispielhaften, über einen Teil des Durchmessers des Schneidrads sich kontinuierlich ändernden Kräfteverlauf für eine Kurvenfahrt,
    • 5 in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen in einer vertikalen (Y-) Richtung ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads sich konstant ändernden Kräfteverlauf zum Ausgleich von sich in der Vertikalen ändernden Gegenkräften für eine Horizontalfahrt,
    • 6 in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen in der vertikalen (Y-) Richtung ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads konstanten Kräfteverlauf für eine nach unten abtauchende Fahrt und
    • 7 in einem Ablaufplan ein Ausführungsbeispiel für die Vorgehensweise beim Betrieb einer Tunnelbohrmaschine zum Vortreiben eines Tunnels mit dem anhand 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß der Erfindung, die mit einem in Abbaurichtung vorderseitig gelegenen Schneidrad 106 ausgestattet ist. In Abbaurichtung rückseitig des Schneidrads 106 verfügt die Tunnelbohrmaschine 103 über eine Anzahl von Vortriebspressen 109, mit denen das Schneidrad 106 in einer Vortriebsrichtung verschiebbar und dabei insbesondere mit Vortriebskräften gegen eine im Abbaubetrieb in Abbaurichtung vor dem Schneidrad 106 liegende Ortsbrust 112 andrückbar ist.
  • Die Vortriebspressen 109 sind einzeln oder in Gruppen zusammengefasst einheitlich mit einer Vortriebspressensteuereinheit 115 verbunden, mit der die Vortriebspressen 109 zum Erzielen einer Druckwirkung ansteuerbar sind.
  • Die Vortriebspressensteuereinheit 115 wiederum steht mit einer Bedieneinheit 118 in Verbindung, über die der Vortriebspressensteuereinheit 115 zum Ansteuern der Vortriebspressen 109 erforderliche Steuerwerte einspeisbar sind.
  • Die Bedieneinheit 118 verfügt zum einen über einen berührungsempfindlichen Bildschirm mit einem ersten Eingabebereich 121, über den in einem Eingabefeld 130 ein Wert für die durch die Vortriebspressen 109 oder die Gruppen von Vortriebspressen 109 auf das Schneidrad 106 insgesamt auszuübende Gesamtvortriebskraft Fges eingebbar ist.
  • Bei Abwandlungen für die Eingabe der Gesamtvortriebskraft Fges sind in dem ersten Eingabebereich 121 beispielsweise berührungsempfindliche Bereiche oder elektromechanische Taster beziehungsweise durch Drehen beziehungsweise durch Verschieben elektromechanisch wirkende Elemente wie Potentiometer oder Schieberegler vorgesehen.
  • Weiterhin ist die Bedieneinheit 118 mit einem zweiten Eingabebereich 133 ausgestattet, der mit einer Anzahl von, und dabei zweckmäßigerweise vier, Tastfeldern 136, 139, 142, 145 als Bedienelemente ausgebildet ist, die bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel durch paarweise Anordnung auf einer Horizontalen beziehungsweise auf einer Vertikalen zum Erniedrigen beziehungsweise zum Erhöhen von Koordinatenwerten eines gewünschten Gesamtdruckschwerpunkts (auch „Center of Thrust“, abgekürzt „CoT“, genannt) in einem auf die Tunnelbohrmaschine 103, und dabei insbesondere auf die Längsmittelachse eines im Wesentlichen zylinderartig ausgebildeten Schildelements 146 der Tunnelbohrmaschine 103, in dem die Vortriebspressen 109 angeordnet und fest verbaut sind, bezogenen Koordinatensystem dienen, der aus der Druckwirkung aller Vortriebspressen 109 resultiert.
  • Bei einer Ausführung sind die Tastfelder 136, 139, 142, 145 als bereichsweiser Bestandteil des berührungsempfindlichen Bildschirms berührungsempfindlich ausgebildet.
  • Bei einer anderen Ausführung sind die Tastfelder 136, 139, 142, 145 druckempfindlich als elektromechanische Taster ausgeführt.
  • Bei einer noch weiteren Ausführung weisen die Mittel zum Beeinflussen des Gesamtdruckschwerpunkts als durch Drehen beziehungsweise durch Verschieben elektromechanisch wirkende Elemente wie Potentiometer oder Schieberegler auf.
  • Weiterhin verfügt der Bildschirm der Bedieneinheit 118 bei diesem Ausführungsbeispiel über einen weiteren, zweidimensional berührungsempfindlichen Bereich 148, auf dem eine symbolhafte Visualisierung eines Soll-Gesamtdruckschwerpunkts 151 in dem durch eine X-Achse 154 für die horizontale Richtung und durch eine Y-Achse 157 für die vertikale Richtung, die sich in einem Nullpunkt 163 als Koordinatenursprung rechtwinklig schneiden, aufgespannten, auf die Tunnelbohrmaschine 103 bezogenen Koordinatensystem dargestellt ist.
  • Bei der in 1 mit einem schwarz ausgefüllten Kreis dargestellten Visualisierung handelt es sich um den Soll-Gesamtdruckschwerpunkt 151, dessen Koordinatenwerte in dem durch die X-Achse 154 und durch die Y-Achse 157 gebildeten Koordinatensystem zusammen mit dem Wert Fges die Eingangswerte für die Vortriebspressensteuereinheit 115 zum Ansteuern der Vortriebspressen 109 bilden.
  • Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf dem berührungsempfindlichen Bereich 148 auch ein Ist-Gesamtdruckschwerpunkt 166 in einer weiteren, als weiß ausgefüllter Kreis dargestellten Visualisierung dargestellt ist, die den von der Vortriebspressensteuereinheit 115 aus den Vortriebspressen 109 in die Bedieneinheit 118 zurückgegebene, aktuell tatsächliche Lage des Gesamtdruckschwerpunkts darstellt.
  • Zum Verändern der Lage des Ist-Gesamtdruckschwerpunkts 166 lässt sich zusätzlich zu den Tastfeldern 136, 139, 142, 145 durch Berühren und Bewegen der Visualisierung des Soll-Gesamtdruckschwerpunkts 151 der Soll-Gesamtdruckschwerpunkt 151 in dem berührungsempfindlichen Bereich 148 in zwei Dimensionen verschieben, soweit dies die innerhalb eines in der Darstellung gemäß 1 gestrichelt und rein beispielhaft dargestellten zulässigen Wertebereichs 169 liegenden Betriebsbedingungen der Tunnelbohrmaschine 103 grundsätzlich zulassen.
  • 2 zeigt in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen 109 in einer horizontalen Richtung entlang der X-Achse 154 ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads 106 konstanten Kräfteverlauf 200 für eine Geradeausfahrt. In der Darstellung gemäß 2 bezeichnet die Z-Achse 203, die in 2 mit ihrem negativen Wertebereich dargestellt ist, in dem auf die Tunnelbohrmaschine 103 bezogenen Koordinatensystem die Richtung der Längsmittelachse des Schildelements 146, auf das bei diesem Ausführungsbeispiel und ansonsten ebenfalls zweckmäßigerweise das Koordinatensystem referenziert ist.
  • Weiterhin sind in 2 ein Gesamtkraftvektorpfeil 206 für die durch die Gesamtheit der Vortriebspressen 109 ausgeübte, über das Eingabefeld 130 eingebbare Gesamtvortriebskraft Fges und durch eine gestrichelte Linie 209 ein Wert für die mittlere Kraft Fm dargestellt.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel übt für eine Geradeausfahrt in Bezug auf eine Horizontale im Sinne eines kurvenfreien Vortriebs entlang einer in dieser Horizontalen liegenden Geraden jede Vortriebspresse 109 oder jede Gruppe von Vortriebspressen 109 die gleiche, der mittleren Kraft Fm entsprechende und durch einen Teilkraftvektorpfeil 212 dargestellte Teilvortriebskraft Fi aus, so dass der auf der Linie 209 liegende Kräfteverlauf 200 über den Durchmesser des Schneidrads 106 konstant ist und die Gesamtvortriebskraft Fges genau auf der Z-Achse 203 liegt sowie durch den Nullpunkt 163 der X-Achse 154 geht. Dadurch ist ein Versatz der Gesamtdruckkraft Fges von der Z-Achse 203 in X-Richtung und damit eine X-Ablage CoTx als Koordinatenwert des Gesamtdruckschwerpunkts, in diesem Fall des Ist-Gesamtdruckschwerpunkts 166, von der Z-Achse 203 in X-Richtung gleich Null. 3 zeigt in einer Seitenansicht entsprechend 2 das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen 109 in der horizontalen Richtung entlang der X-Achse 154 ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads 106 sich konstant ändernden Kräfteverlauf 300 für eine Kurvenfahrt.
  • In 3 sind ein Gesamtkraftvektorpfeil 306 für die durch die Gesamtheit der Vortriebspressen 109 ausgeübte, über das Eingabefeld 130 eingebbare Gesamtvortriebskraft Fges, durch eine gestrichelte erste Linie 309 ein Wert für die mittlere Kraft Fm, durch eine gestrichelte zweite Linie 312 ein Wert für die zumindest ausgeübte Minimalkraft Fmin und durch eine gestrichelte dritte Linie 315 ein Wert für die höchstens auszuübende Maximalkraft Fmax dargestellt.
  • Weiterhin sind in 3 durch einen Teilkraftvektorpfeil 318 beispielhaft die durch eine Vortriebspresse 109 oder einer Gruppe von Vortriebspressen 109, hier einer in der horizontalen Richtung seitlich relativ randseitig angeordneten Vortriebspresse 109, ausgeübte Teilvortriebskraft Fi und durch einen Mittelkraftvektorpfeil 321 die durch die Gesamtheit der Vortriebspressen 109 ausgeübte mittlere Kraft Fm dargestellt. Mit einem Differenzkraftvektorpfeil 324 ist die Differenzkraft ΔFx,i als Differenz in X-Richtung aus der Teilvortriebskraft Fi sowie der mittleren Kraft Fm dargestellt. Mit einem Doppelpfeil 327 schließlich ist der Versatz der Gesamtvortriebskraft Fges von der Z-Achse in X-Richtung und damit als Koordinatenwert die X-Ablage CoTx des Gesamtdruckschwerpunkts, in diesem Fall des Ist-Gesamtdruckschwerpunkts 166, von der Z-Achse 203 in X-Richtung dargestellt, die in die Visualisierung des jeweiligen Gesamtdruckschwerpunkts 151, 166 in dem in dem Bereich 148 wiedergegebenen Koordinatensystem eingeht.
  • Zum Bewerkstelligen der Kurvenfahrt ist der Kräfteverlauf 300 in X-Richtung zwischen der Minimalkraft Fmin sowie der Maximalkraft Fmax mit einer sich über den gesamten Durchmesser des Schneidrads 106 kontinuierlich ändernden Kraft durch sukzessives Erhöhen der durch die Vortriebspressen 109 oder Gruppen von Vortriebspressen 109 ausgehend von der Minimalkraft Fmin mit bis zu der Z-Achse 203 zunächst negativen und dann positiven Werten der Differenzkräfte ΔFx,i bis zu der Maximalkraft Fmax eingerichtet.
  • 4 zeigt in einer Seitenansicht entsprechend 2 und 3 das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen 109 in der horizontalen Richtung entlang der X-Achse 154 ausgeübten beispielhaften, über einen Teil des Durchmessers des Schneidrads 106 sich kontinuierlich ändernden Kräfteverlauf 400 für eine Kurvenfahrt, wobei zum Vermeiden von Wiederholungen die in 3 und in 4 verwendeten gleichen Bezugszeichen einander entsprechende Elemente bezeichnen.
  • Aus 4 ist ersichtlich, dass die durch die Vortriebspressen 109 oder Gruppen von Vortriebspressen 109 ausgeübten Teilvortriebskräfte Fi über jeweils einen bestimmten Randbereich gleich sind und der Minimalkraft Fmin beziehungsweise der Maximalkraft Fmax entsprechen, während sich zwischen diesen Randbereichen über eine Mittenbereich die Teilvortriebskräfte Fi kontinuierlich ändern, was ebenfalls zu einer X-Ablage CoTx des Gesamtdruckschwerpunkts von der Z-Achse 203 in X-Richtung und damit zu einer Kurvenfahrt in der Horizontalen führt.
  • 5 zeigt in einer gegenüber den Seitenansichten gemäß 2 bis 4 um 90 Grad gedrehten Seitenansicht das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen 109 in der vertikalen Richtung entlang der Y-Achse 157 ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads 106 sich konstant ändernden Kräfteverlauf 500 zum Ausgleich von sich entsprechend gegensinnig in der Vertikalen ändernden Gegenkräften wie Erddruck, Wasserdruck, Reibung und dergleichen für eine Horizontalfahrt.
  • In 5 sind ein Gesamtkraftvektorpfeil 506 für die durch die Gesamtheit der Vortriebspressen 109 ausgeübte, über das Eingabefeld 130 eingebbare Gesamtvortriebskraft Fges, durch eine gestrichelte erste Linie 509 ein Wert für die mittlere Kraft Fm, durch eine gestrichelte zweite Linie 512 ein Wert für die zumindest ausgeübte Minimalkraft Fmin und durch eine gestrichelte dritte Linie 515 ein Wert für die maximal auszuübende Maximalkraft Fmax dargestellt.
  • Weiterhin sind in 5 durch einen Teilkraftvektorpfeil 518 beispielhaft die durch eine Vortriebspresse 109 oder einer Gruppe von Vortriebspressen 109, hier einer in der vertikalen Richtung relativ nahe der Tunnelsohle angeordneten Vortriebspresse 109, ausgeübte Teilvortriebskraft Fi und durch einen Mittelkraftvektorpfeil 521 die durch die Gesamtheit der Vortriebspressen 109 ausgeübte mittlere Kraft Fm dargestellt. Mit einem Differenzkraftvektorpfeil 524 ist die Differenzkraft ΔFy,i als Differenz in Y-Richtung aus der Teilvortriebskraft Fi sowie der mittleren Kraft Fm dargestellt. Mit einem Doppelpfeil 527 schließlich ist der Versatz der Gesamtvortriebskraft Fges von der Z-Achse in Y-Richtung und damit als Koordinatenwert die Y-Ablage CoTy des Gesamtdruckschwerpunkts, in diesem Fall des Ist-Gesamtdruckschwerpunkts 166, von der Z-Achse in Y-Richtung dargestellt, die in die Visualisierung des jeweiligen Gesamtdruckschwerpunkts 151, 166 in dem in dem Bereich 148 wiedergegebenen Koordinatensystem eingeht.
  • Bei dem in 5 dargestellten Kräfteverlauf 500 werden durch die Vortriebspressen 109 die üblicherweise gleichmäßig mit der Tiefe zunehmenden Gegenkräfte an der Ortsbrust 112 kompensiert, um eine Horizontalfahrt im Sinne eines Tunnelvortriebs in einer Horizontalen ohne Abweichungen in der Vertikalen durchzuführen.
  • 6 zeigt in einer Seitenansicht gemäß 5 das Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß 1 mit einem von Vortriebspressen 109 in vertikaler Richtung entlang der Y-Achse 157 ausgeübten beispielhaften, über den gesamten Durchmesser des Schneidrads 106 konstanten Kräfteverlauf 600 zum Ausführen einer nach unten auftauchenden Fahrt bei einem Vortrieb eines Tunnels, wobei zum Vermeiden von Wiederholungen die in 5 und in 6 verwendeten gleichen Bezugszeichen einander entsprechende Elemente bezeichnen.
  • Aus 6 ist ersichtlich, dass bei diesem in der Vertikalen entlang der Y-Achse 157 gleichbleibenden Kräfteverlauf 600 mit der mittleren Kraft Fm entsprechenden Teilvortriebskräften Fi und damit einem Verschwinden der Y-Ablage CoTy des Gesamtdruckschwerpunkts von der Z-Achse 203 in Y-Richtung die Gesamtvortriebskraft Fges auf der Z-Achse 203 liegt und die Y-Achse 257 an dem Nullpunkt 163 des Koordinatensystems schneidet. Dadurch werden die Gegenkräfte an der Ortsbrust 112 im oberen, firstnahen Bereich überkompensiert und im Bereich der Tunnelsohle unterkompensiert, so dass sich die Trajektorie des Tunnelvortriebs nach unten neigt und die Tunnelvortriebsmaschine 103 gegenüber einer Horizontalfahrt abgetaucht.
  • 7 zeigt in einem Ablaufplan die grundsätzliche Vorgehensweise bei einem Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine 103 gemäß der Erfindung. In einem Bewertungsschritt 703 wird unter Berücksichtigung der sonstigen Betriebsparameter der Tunnelbohrmaschine 103 die aktuelle Position der Tunnelbohrmaschine 103 bewertet.
  • In einem dem Bewertungsschritt 703 nachfolgenden Einstellschritt 706 erfolgt anfänglich eine Auswahl beziehungsweise während des Vortreibens bei Bedarf eine Veränderung des Soll-Gesamtdruckschwerpunkts, indem dessen Koordinaten in dem Koordinatensystem entweder durch die Tastfelder 136, 139, 142, 145 oder durch Bewegen der Visualisierung 151 in dem berührungsempfindlichen Bereich 148 eingestellt werden.
  • In einem dem Einstellschritt 706 nachfolgenden, mittels der Vortriebspressensteuereinheit 115 durchgeführten ersten Berechnungsschritt 709 erfolgt mit Vorgabe der voranstehend erläuterten Werte CoTx, CoTy und Fges ein Berechnen der Kraftkomponenten für die horizontale beziehungsweise für die vertikale Steuerung der Tunnelbohrmaschine 103 auszuübenden Kräfte Fi über ihre variablen Komponenten AFx,i und ΔFy,i.
  • In einem dem ersten Berechnungsschritt 709 nachfolgenden zweiten Berechnungsschritt 712 erfolgt ebenfalls mit der Vortriebspressensteuereinheit 115 durchgeführt ein Berechnen der durch jede i-te Vortriebspresse 109oder jede i-te Gruppe von Vortriebspressen 109 auszuübenden Kräfte Fi zum Erzeugen der gewünschten jeweiligen Kraftkomponenten ΔFx,i, ΔFy,i unter Berücksichtigung der benötigten Gesamtvortriebskraft Fges.
  • In einem dem zweiten Berechnungsschritt 712 nachfolgenden Umrechnungsschritt 715 erfolgt ein Umrechnen der von den Vortriebspressen 109 auszuübenden Kräfte Fi in die hydraulischen Drücke, mit denen die jeweiligen Vortriebspressen 109 zu beaufschlagen sind, um die Kräfte Fi tatsächlich auszuüben.
  • In einen dem Umrechnungsschritt 715 nachfolgenden Regelungsschritt 718 erfolgt die Regelung der die Vortriebspressen 109 tatsächlich beaufschlagenden hydraulischen Drücke, um den Ist-Gesamtdruckschwerpunkt 166 dem Soll-Gesamtdruckschwerpunkt 151 anzunähern und schließlich beide im Wesentlichen zur Deckung zu bringen.
  • In einem dem Regelungsschritt 718 nachfolgenden Betriebsschritt 721 wird die Tunnelbohrmaschine 103 entsprechend den zuletzt benutzten Betriebsdaten während einer vorbestimmten, in einem gewissen Umfang frei wählbaren Zeiteinheit betrieben, bis der nächste Bewertungsschritt 703 durchgeführt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018102330 A1 [0003]
    • CN 111810171 A [0004]
    • CN 111810172 A [0004]
    • JP 2013007226 A [0004]

Claims (8)

  1. Tunnelbohrmaschine mit einem Schneidrad (106), mit einer Anzahl von Vortriebspressen (109), mit denen das Schneidrad (106) in einer Vortriebsrichtung verschiebbar ist, mit einer Vortriebspressensteuereinheit (115), mit der die Vortriebspressen (109) oder Gruppen von Vortriebspressen (109) ansteuerbar sind, und mit Mitteln (148) zum Visualisieren eines aus der Druckwirkung der Vortriebspressen (109) oder Gruppen von Vortriebspressen (109) resultierenden Gesamtdruckschwerpunkts (151, 163), dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Vortriebspressensteuereinheit (115) verbundene Bedieneinheit (118) vorhanden ist, die über Mittel (133, 136, 139, 142, 145, 148) zum Beeinflussen des Gesamtdruckschwerpunkts (151) durch Verändern von Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) in einem auf die Tunnelbohrmaschine (103) bezogenen Koordinatensystem (154, 157) verfügt, und dass die Vortriebspressensteuereinheit (115) dazu eingerichtet ist, die Änderung der Koordinatenwerte (CoTx, CoTy) in Druckwertänderungen beim Ansteuern der Vortriebspressen (109) oder Gruppen von Vortriebspressen (109) umzusetzen und einzuregeln.
  2. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Beeinflussen des Gesamtdruckschwerpunkts (151) Bedienelemente (136, 139, 142, 145) zum direkten Eingeben von Koordinatenwerten und/oder zum Erhöhen beziehungsweise Erniedrigen von Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) aufweisen.
  3. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhöhen beziehungsweise zum Erniedrigen von Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) eines Soll-Gesamtdruckschwerpunkts (151) der Bildschirm einen berührungsempfindlichen Bereich (133) mit berührungsempfindlichen Tastfeldern (136, 139, 142, 145) aufweist.
  4. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhöhen beziehungsweise zum Erniedrigen von Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) eines Soll-Gesamtdruckschwerpunkts (151) ein Bereich (133) mit druckempfindlichen Tastfeldern (136, 139, 142, 145) vorhanden ist.
  5. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhöhen beziehungsweise zum Erniedrigen von Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) eines Soll-Gesamtdruckschwerpunkts (151) durch Drehen oder Verschieben elektromechanisch wirkende Elemente vorhanden sind.
  6. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bildschirm mit einem berührungsempfindlichen Bereich (148) vorhanden ist, in dem ein visualisierter Soll-Gesamtdruckschwerpunkt (151) bei Berühren durch und Bewegung von einem Finger oder Gegenstand von einer Anfangsposition in eine Endposition bewegbar ist, wobei die Abweichungen in den Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) der Endposition zu der Anfangsposition die Eingangswerte der Vortriebspressensteuereinheit (115) zum Anpassen der durch die Vortriebspressen (109) oder Gruppen von Vortriebspressen (109) ausgeübten Anpresskräfte bilden.
  7. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinatensystem ein zweiachsiges orthogonales Koordinatensystem (154, 157) mit dem Nullpunkt (163) auf der Längsmittelachse eines Schildelements (146) der Tunnelbohrmaschine (103), in dem die Vortriebspressen (109) oder Gruppen von Vortriebspressen (109) angeordnet sind, ist.
  8. Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine (103) mit den Schritten - Bereitstellen einer Tunnelbohrmaschine (103) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, - Festlegen einer Solltrajektorie, - Festlegen von Vortriebskräften der Vortriebspressen (109) oder Gruppen von Vortriebspressen (109) und - während des Vortriebs Einstellen der Vortriebskräfte über Verändern des Ist-Gesamtdruckschwerpunkts (166) in Koordinatenwerten (CoTx, CoTy) des auf die Tunnelbohrmaschine (103) bezogenen Koordinatensystems (154, 157).
DE102021126200.3A 2021-10-08 2021-10-08 Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine Pending DE102021126200A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021126200.3A DE102021126200A1 (de) 2021-10-08 2021-10-08 Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine
CA3226944A CA3226944A1 (en) 2021-10-08 2022-09-22 Tunnel boring machine and method for tunneling using a tunnel boring machine
EP22792805.8A EP4330519A1 (de) 2021-10-08 2022-09-22 Tunnelbohrmaschine und verfahren zum vortreiben eines tunnels mit einer tunnelbohrmaschine
CN202280064318.9A CN117999400A (zh) 2021-10-08 2022-09-22 隧道掘进机和利用隧道掘进机掘进隧道的方法
AU2022358873A AU2022358873A1 (en) 2021-10-08 2022-09-22 Tunnel boring machine and method for tunneling using a tunnel boring machine
PCT/EP2022/076333 WO2023057217A1 (de) 2021-10-08 2022-09-22 Tunnelbohrmaschine und verfahren zum vortreiben eines tunnels mit einer tunnelbohrmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021126200.3A DE102021126200A1 (de) 2021-10-08 2021-10-08 Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021126200A1 true DE102021126200A1 (de) 2023-04-13

Family

ID=83899682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021126200.3A Pending DE102021126200A1 (de) 2021-10-08 2021-10-08 Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4330519A1 (de)
CN (1) CN117999400A (de)
AU (1) AU2022358873A1 (de)
CA (1) CA3226944A1 (de)
DE (1) DE102021126200A1 (de)
WO (1) WO2023057217A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007226A (ja) 2011-06-27 2013-01-10 Tobishima Corp シールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法
DE112014004022T5 (de) 2013-11-29 2016-07-21 Komatsu Ltd. Tunnelbohrvorrichtung und Steuerverfahren dafür
DE102018102330A1 (de) 2018-02-02 2019-08-08 Herrenknecht Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Vortreiben eines Tunnels
CN111810171A (zh) 2020-07-24 2020-10-23 上海隧道工程有限公司 基于三分区的盾构推进系统控制方法及其系统
CN111810172A (zh) 2020-07-24 2020-10-23 上海隧道工程有限公司 盾构推进系统的控制方法及其系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6254429B2 (ja) * 2013-11-29 2017-12-27 株式会社小松製作所 トンネル掘削装置およびその制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007226A (ja) 2011-06-27 2013-01-10 Tobishima Corp シールド掘進機における推進ジャッキの推力設定方法
DE112014004022T5 (de) 2013-11-29 2016-07-21 Komatsu Ltd. Tunnelbohrvorrichtung und Steuerverfahren dafür
DE102018102330A1 (de) 2018-02-02 2019-08-08 Herrenknecht Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Vortreiben eines Tunnels
CN111810171A (zh) 2020-07-24 2020-10-23 上海隧道工程有限公司 基于三分区的盾构推进系统控制方法及其系统
CN111810172A (zh) 2020-07-24 2020-10-23 上海隧道工程有限公司 盾构推进系统的控制方法及其系统

Also Published As

Publication number Publication date
CA3226944A1 (en) 2023-04-13
EP4330519A1 (de) 2024-03-06
AU2022358873A1 (en) 2024-01-25
CN117999400A (zh) 2024-05-07
WO2023057217A1 (de) 2023-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10257407A1 (de) System und Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikströmung
DE112014000127T5 (de) Baufahrzeug
DE102012020655A1 (de) Selbstfahrende Baumaschine
DE60127700T2 (de) Strick-entwurfsystem
DE102018127222A1 (de) Straßenfräsmaschine und Verfahren zum Steuern einer Straßenfräsmaschine
DE112014004022T5 (de) Tunnelbohrvorrichtung und Steuerverfahren dafür
EP2180973A1 (de) Hydraulische radsatzpresse
EP1947538B1 (de) Verfahren zum Ansteuern eines verfahrbaren Werkzeugs, Eingabevorrichtung sowie Bearbeitungsmaschine
DE112015006701T5 (de) Servolenkungs-Einstellvorrichtung
DE102021106005A1 (de) Auf der relativen geschwindigkeit basiertes aktorgeschwindigkeitskalibriersystem
EP2871115B1 (de) Verfahren zum ermitteln einer fahrkurve, steueranordnung zum durchführen des verfahrens und fahrzeug mit einer derartigen steueranordnung
EP3489414B1 (de) Selbstfahrende baumaschine und verfahren zum steuern einer selbstfahrenden baumaschine
DE102021126200A1 (de) Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Vortreiben eines Tunnels mit einer Tunnelbohrmaschine
EP4249680A1 (de) Selbstfahrende bodenfräsmaschine und verfahren zum steuern einer selbstfahrenden bodenfräsmaschine
WO2016083316A1 (de) Computerbasiertes entwurfssystem für ein elektrisches antriebssystem
DE102018222875A1 (de) Selbstfahrende Baumaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Bodenbelags
DE102022201888A1 (de) Einrichtung und verfahren zum begrenzen der bewegung einer arbeitsmaschine
DE102017103138A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Fahrspuren auf einer landwirtschaftlichen Fläche
DE102019004529A1 (de) Systeme und verfahren zur automatischen steuerung eines streckenförderer-bootend
AT514667B1 (de) Verfahren zur Unterstopfung eines Gleises
DE102018201856A1 (de) Vorrichtung und Verfahren für ein Fahrzeug mit einem Bearbeitungswerkzeug
DE102022207337A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur präzisionssteuerung während planiervorgängen einer arbeitsmaschine
DE102007020172A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum räumlichen Vermessen von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine
DE112015006712T5 (de) Servolenkungsjustiervorrichtung
EP3722512B1 (de) Tiefbaugerät und verfahren zum betreiben des tiefbaugeräts

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed