DE1203300B

DE1203300B - Vortriebsschild fuer den Tunnelbau

Info

Publication number: DE1203300B
Application number: DED41128A
Authority: DE
Inventors: Dr Arno Rodehueser; Gustav Isenberg; Friedrich Klapdohr
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1963-03-14
Filing date: 1963-03-14
Publication date: 1965-10-21

Description

Vortriebsschild für den Tunnelbau Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild für den Tunnelbau, dessen vorderer, die Schildschneide aufweisender Schildabschnitt gegenüber dem hinteren, über die Tunnelauskleidung greifenden und die Vortriebspressen aufnehmenden Schildabschnitt schwenkbar ist, um die Vortriebsrichtung des Schildes beeinflussen zu können.
Bei einem bekannten Vortriebsschild dieser Art sind zwischen dem vorderen Schildabschnitt und dem hinteren Schildabschnitt zwei mittlere Schildabschnitte angeordnet. Diese insgesamt vier Schildabschnitte sind gegeneinander schwenkbar, um den Vortriebsschild beim Kurvenfahren nach Art eines Ringschlauches polygonzugartig der gewünschten Krümmung der Tunnellängsachse anpassen zu können. Das Schwenken der Abschnitte kann in beliebiger Richtung erfolgen. Um dies zu ermöglichen, sind jeweils zwischen benachbarten Schildabschnitten über den Umfang verteilt mehrere Spannschlösser angeordnet. Diese Ausbildung führt neben der hinsichtlich der Dichtung und des sonstigen Aufbaus ungünstigen dreifachen Unterteilung des Schildes dazu, daß bei jeder Richtungsänderung eine größere Zahl von Spannschlössem von Hand verstellt werden muß, was zu einer erheblichen Verzögerung des Vortriebes führt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schwenkbarkeit des vorderen Schildabschnittes gegenüber dem hinteren Schildabschnitt so zu verwirklichen, daß einmal der bauliche Aufwand möglichst gering ist und zum anderen das Schwenken in kurzer Zeit und auf einfache Weise durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem vorderen Schildabschnitt und dem hinteren Schildabschnitt ein mittlerer Schildabschnitt angeordnet ist und der vordere Schildabschnitt gegenüber dem mittleren Schildabschnitt und der mittlere Schildabschnitt gegenüber dem hinteren Schildabschnitt nur um je eine senkrecht zur Schildlängsachse stehende gedachte Achse schwenkbar ist und die beiden Schwenkachsen in zwei zueinander senkrecht stehenden Ebenen verlaufen.
Durch die Aufteilung des Vortriebsschildes in drei Abschnitte und dadurch, daß in jeder der beiden Teilungsfugen nur um eine festliegende Achse geschwenkt wird, können konstruktiv einfach auszubildende Gelenke und leicht steuerbare Schwenkantriebe zur Verwendung kommen. Auf Grund der guten Steuerbarkeit des Schildes ist mit erhöhten Vortriebsleistungen zu rechnen.
Erfindungsgemäß sind, um das Schwenken zu ermöglichen, je Schwenkachse zwei die Schildabschnitte verbindende Gelenke vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten in der Nähe des Schildmantels angeordnet sind, und dienen als Schwenkantrieb paarweise angeordnete hydraulische Pressen, die jeweils im Schildquerschnitt um 90' versetzt zu den zugeordneten Gelenken und in Flucht mit den Gelenken der anderen Schwenkachse liegen. Jedes Gelenk besteht zweckmäßig aus zwei je an einem der Ab- schnitte befestigten Gelenktaschen, einer in beide Gelenktaschen eingreifenden Druckrolle und einem die Seitenwandungen der Gelenktaschen und die Druckrolle mit Spiel durchdringenden Gelenkbolzen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zum Steuern der hydraulischen Pressen eine Pumpe angeordnet, durch welche die gleiche Menge Flüssigkeit, die sie aus einer der Pressen eines Pressenpaares absaugt, in die andere, gegenüberliegende Presse desselben Pressenpaares eingepumpt wird.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn jede der Druckrollen an ihrem Umfang mit hochverschleißfestem Werkstoff umgeben ist, dessen Oberfläche vorzugsweise gehärtet ist.
Zwischen den einzelnen Schildabschnitten können gemäß einem Merkmal der Erfindung elastisch verformbare Dichtmittel angeordnet sein, welche den jeweiligen Spalt zwischen den Schildabschnitten verschließen.
Der Vortriebsschild kann schließlich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch erfahren, daß im vorderen Schildabschnitt Versteifungseinsätze angeordnet sind, an denen zwei einander diametral gegenüberliegende Führungsträger auf beiden Schildseiten befestigt sind, die bis in den hinteren Schildabschnitt frei auskragen und in Schildlängsrichtung verlaufende Führungen aufweisen, in denen eine Tunnelvortriebsmaschine auf Rädern hin- und herverschiebbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 die Draufsicht auf einen Vortriebsschild nach der Erfindung, F i g. 2 eine Seitenansicht zu F i g. 1, F i g. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A in der F i g. 2 und F i g. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie B-B in der F i g. 2.
Der Vortriebsschild setzt sich zusammen aus dem vorderen Schildabschnitt 1, dem mittleren Schildabschnitt 2 und dem hinteren Schildabschnitt 3, auf den die nicht dargestellten, sich gegen die Tübingauskleidung 4 abstützenden hydraulischen Vorschubpressen einwirken. Dem Schwenken des vorderen Schildabschnittes 1 gegenüber dem hinteren Schildabschnitt 3 in horizontaler Ebene dienen die in vertikaler Ebene diametral gegenüberliegend zwischen dem vorderen Schildabschnitt 1 und dem mittleren Schildabschnitt 2 angeordneten Gelenke 5 a und 5 b. Als Antrieb für das Schwenken um die Gelenke 5 a und 5 b sind um 90' gegenüber diesen Gelenken versetzt zwischen dem vorderen Schildabschnitt 1 und dem mittleren Schildabschnitt 2 hydraulische Pressen 6a und 6b angeordnet, und zwar auf jeder Schildseite zwei Stück. Es ist auch ohne weiteres möglich, nur eine Presse mit entsprechend größerem Durchmesser oder statt dessen noch mehr als zwei Pressen von dann geringerem Durchmesser anzuordnen.
Zwischen dem mittleren Schildabschnitt 2 und dem hinteren Schildabschnitt 3 sind in horizontaler Ebene diametral gegenüberliegend die Gelenke 7 a und 7 b für das Schwenken in vertikaler Ebene des vorderen Schildabschnittes 1 gegenüber dem hinteren Schildabschnitt 3 angeordnet. Die entsprechenden Pressen 8 a und 8 b für das vertikale Schwenken sind gegenüber den Gelenken 7 a und 7 b um 90' versetzt zwischen dem mittleren Schildabschnitt 2 und dem hintc,ren Schildabschnitt 3 angebracht. Von diesen Pressen sind im Ausführungsbeispiel wiederum je zwei auf jeder Seite angeordnet.
Die hydraulischen Pressen werden von einer nicht dargestellten Pumpe auf einfache Weise gesteuert. Die gleiche Menge der Flüssigkeit, die aus dem einen Zylinder abgesaugt wird, wird in den um 1800 versetzten Zylinder eingepumpt. Dadurch wird erreicht, daß die eingestellte Stellung der Schildabschnitte 1, 2 und 3 zueinander auch dann beibehalten wird, wenn zum Vorschieben des Schildes die nicht dargestellten Vorschubpressen beaufschlagt werden.
Die einzelnen Gelenke bestehen aus je zwei Gelenktaschen 9 und 10, einer Druckrolle 11 und einem GeIenkbolzen 12. Die eingeleiteten Druckkräfte, die seitens der nicht dargestellten hydraulischen Vorschubpressen ausgeübt werden, werden über die beiden Gelenktaschen 9 und 10 auf die Druckrolle 11 -übertragen. Der Gelenkbolzen 12 ist mit einem gewissen Spiel eingesetzt und wird deshalb durch die auftretenden Druckkräfte nicht beansprucht. Er hat lediglich die Aufgabe, das Gelenk zusammenzuhalten für den Fall, daß aus betrieblichen Gründen der Vortriebsschild von der Ortsbrust weg zurückgezogen werden muß. Der Gelenkbolzen ist hierfür so stark ausgelegt, daß er mit Sicherheit die Kräfte überträg die die hydraulischen Schildvorschubpressen ausüben Können, wenn sie von der Kolbenstangenseite her beaufschlagt werden und somit Zugkräfte ausüben.
Die Druckrollen 11 sind an ihrem Umfang von hochverschleißfestem Werkstoff 19 umgeben, dessen Oberfläche zur Vermeidung von Einfressungen gehärtet ist.
Der Befestigung und Abstützung der Gelenke und Pressen an den Schildabschnitten dienen die Schildringe 20.
Zwischen den einzelnen Schildabschnitten sind elastisch verformbare Dichtmittel 13 vorgesehen, die den jeweiligen Spalt zwischen den Schildabschnitten überbrücken. Beim Druckkammerverfahren sollen die Dichtmittel 13 den Ringraum um den Schild herum gegen das Schildinnere sicher abdichten.
Im vorderen Schildabschnitt 1 sind Versteifungseinsätze 14 angeordnet. An diesen Versteifungseinsätzen sind diametral gegenüberliegend beiderseits im Querschnitt nierenförmig ausgebildete Führungsträger 15 und 16 für eine Tunnelvortriebsmaschine nach hinten frei auskragend befestigt. Die Führungsträger 15 und 16 weisen die Führungen 17 und 18 auf, in denen die nicht näher dargestellte Vortriebsmaschine auf Rädern. hin- und herverschiebbar ist.

Claims

Patentanspräche: 1. Vortriebsschild für den Tunnelbau, dessen vorderer, die Schildschneide aufweisender Schildabschnitt gegenüber dem hinteren, über die Tunnelauskleidung greifenden und die Vortriebspressen aufnehmenden Schildabschnitt schwenkbar ist, um die Vortriebsrichtung des Schildes beeinflussen zu können, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwischen dem vorderen Schildabschnitt (1) und dem hinteren Schildabschnitt (3) ein mittlerer Schildabschnitt (2) angeordnet ist und der vordere Schildabschnitt gegenüber dem mittleren Schildabschnitt und der mittlere Schildabschnitt gegenüber dem hinteren Schildabschnitt nur um je eine senkrecht zur Schildlängsachse stehende gedachte Achse schwenkbar ist und die beiden Schwenkachsen in zwei zueinander senkrecht stehenden Ebenen verlaufen.
2. Vortriebsschild nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß, um das Schwenken zu ermöglichen, je Schwenkachse zwei die Schildabschnitte verbindende Gelenke (5a, 5b bzw. 7a, 7b) vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten in der Nähe des Schildmantels angeordnet sind, und daß als Schwenkantrieb paarweise an-. geordnete hydraulische Pressen (6a, 6b bzw. 8a, 8b) dienen, die jeweils im Schildquerschnitt um 90' versetzt zu den zugeordneten Gelenken und in Flucht mit den Gelenken der anderen Schwenkachse liegen. 3. Vortriebsschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus zwei je an einem der Abschnitte befestigten Gelenktaschen (9 und 10), einer in beide Gelenktaschen eingreifenden Druckrolle (11) und einem die Seitenwandungen der Gelenktaschen und die Druckrolle mit Spiel durchdringenden Gelenkbolzen (12) besteht. 4. Vortriebsschild nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet ' daß zum Steuern der hydraulischen Pressen (6 a, 6 b bzw. 8 a, 8 b) eine Pumpe angeordnet ist, durch welche die gleiche Menge Flüssigkeit, die sie aus einer der Pressen eines Pressenpaares absaugt, in die andere, gegenüberliegende Presse desselben Pressenpaares eingepumpt wird. 5. Vortriebsschild nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Druckrollen (11) an ihrem Umfang mit hochverschleißfestem Werkstoff (19) umgeben ist, dessen Oberfläche vorzugsweise gehärtet ist. 6. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Schildabschnitten (1, 2 und 3) elastisch verformbare Dichtmittel (13) angeordnet sind, welche den jeweiligen Spalt zwischen den Schildabschnitten verschließen. 7. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Schildabschnitt (1) Versteifungseinsätze (14) angeordnet sind, an denen zwei einander diametral gegenüberliegende Führungsträger (15 und 16) auf beiden Schildseiten befestigt sind, die bis in den hinteren Schildabschnitt (3) frei auskragen und in Schildlängsrichtung verlaufende Führungen (17 bzw. 18) aufweisen, in denen eine Tunnelvortriebsmaschine auf Rädern hin- und herverschiebbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 64 335, 908 383; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1793 755.