DE1459880B1

DE1459880B1 - Vortriebsschild

Info

Publication number: DE1459880B1
Application number: DE1964R0038024
Authority: DE
Inventors: Douglas F Winberg
Original assignee: Robbins & Assoc James S
Current assignee: Robbins & Assoc James S
Priority date: 1963-05-31
Filing date: 1964-05-30
Publication date: 1970-10-15
Also published as: DE1534664A1; US3309142A; DE1459880C2; DE1534663B2; GB1070771A; DE1534662A1; DE1534663A1; DE1534663C3; DE1534664B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild mit Es zeigt

einem im Inneren des zylindrischen Schildmantels Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Vortriebsquer angeordneten, sich über den Durchmesser des- schild nach der Erfindung,

selben erstreckenden Schneidkopfsupport und mit F i g. 2 die Rückansicht des Schneidkopfs, dessen

einem vor dem Schneidkopfsupport befindlichen, 5 Rückwand teilweise weggebrochen ist,

drehbaren Schneidkopf, der eine im wesentlichen F i g. 3 die Frontansicht des Vortriebsschildes mit

scheibenförmig ausgebildete Vorderwand mit einer teilweise weggebrochenen Teilen des Schneidkopfs,

Anzahl von Schneiden und eine mit Abstand von wodurch der auf der Rückseite des Schneidkopfs

der Vorderwand angeordnete Rückwand aufweist, befindliche Zahnkranz im Eingriff mit zwei zu seinem

zwischen denen über den Umfang verteilte Becher io Antrieb dienenden Ritzeln erkennbar ist, und

für das Aushubmaterial sowie von diesen sich radial F i g. 4 die Rückansicht des Schneidkopfsupports

nach innen erstreckende Materialschächte angeord- mit zum Teil weggebrochener Rückwand,

net sind, wobei der Schneidkopf in seiner Rückwand Der in F i g. 1 dargestellte Vortriebsschild 5 weist

eine zentrale Öffnung für den Materialaustrag auf- einen im allgemeinen zylindrischen Mantel 10 auf,

weist und ferner nahe an der zentralen Öffnung und 15 dessen vorderer Abschnitt in an sich bekannter Weise

mit erheblichem radialem Abstand zum Schildmantel mit einer Schneidkante 12 versehen ist und dessen

axial liegende Antriebsmotore am Schneidkopfsup- rückwärtiger Abschnitt mit 14 bezeichnet ist. Über

port angebracht sind, deren vorderseitig angeordnete das Innere des Mantels erstreckt sich in Querrich-

Antriebsritzel in einen an der Rückseite des Schneid- tung ein Schneidkopf support CS, an dessen vorderer

kopfs befestigten großen Zahnkranz eingreifen, und 20 Wand 16 ein umlaufender Schneidkopf C gelagert ist

hinter den Antriebsmotoren eine um die Schildachse und zwar mit Hilfe eines Ringlagers 18, das z. B.

drehbare Tübbingversetzvorrichtung vorgesehen ist. durch Schrauben fest mit dem Schneidkopfsupport

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den CS verbunden ist. Dieses Ringlager bildet den äuße-Vortriebsschild so auszubilden, daß möglichst dicht ren Ring eines Kugel- oder Rollenlagers, dessen hinter dem Schneidkopf in radialer Richtung freier 25 innerer Laufring an der Rückwand 72 des Schneid-Raum für die Bewegung der Tübbingversetzvorrich- kopfs beispielsweise durch nicht gezeigte Schrauben tung zur Verfügung steht. befestigt ist.

Bei bekannten Vortriebsschilden, welche mit einem Gemäß F i g. 3 ist die Vorderwand 19 des Schneidumlaufenden Schneidkopf arbeiten (deutsche Aus- kopfs C mit einer Anzahl von nach vorn gerichteten legeschriften 1018445 und 1141307), steht der hin- 30 Schneiden ausgestattet, von denen einige mit der ter dem Schneidkopf liegende Ringraum infolge der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet sind. Die Schneiden Anordnung eines Förderbandes im oberen oder 20 befinden sich in verschiedenen Abständen zur unteren Bereich des Schildquerschnitts zum Mate- Mitte des Schneidkopfs C und schneiden beim Umrialabtransport für den genannten Zweck nicht mehr lauf des Schneidkopfs konzentrische Nuten in die in der erwünschten Weise zur Verfügung. 35 Ortsbrust des Tunnels, durch welche ein yollstän-

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei diges Wegbrechen der Ortsbrust bis zur Tiefe des

einem Vortriebsschild der eingangs angegebenen Art Einschnitts erzielt wird.

dadurch gelöst, daß die zentrale Materialaustrags- Der Schneidkopf C wird über eine Anzahl von Öffnung des Schneidkopfs über eine dicht angeschlos- Ritzeln angetrieben, von denen einige in den F i g. 1 sene, im wesentlichen koaxial zu ihr liegende zen- 40 und 3 mit der Bezugsziffer 22 gekennzeichnet sind trale Durchführung durch den Schneidkopfsupport und die mit einem großen Zahnkranz 26 im Eingriff mit einem Förderrohr in Verbindung steht und daß stehen, welcher zugleich den inneren Laufring des zwischen der Rückseite des Schneidkopfs und der Kugel- oder Rollenlagers bildet. Die Antriebskraft Vorderseite des Schneidkopfsupports im wesentlichen wird von einer Anzahl in der Drehrichtung umkehrin der gleichen radialen Zone des Zahnkranzes ein 45 barer Motoren M geliefert. Als zweckmäßig hat sich Ringlager für die Lagerung des Schneidkopfs am eine Anzahl von zehn Motoren herausgestellt, von Schneidkopfsupport angeordnet ist. denen vier oberhalb und sechs unterhalb der hori-

Die Anordnung eines zentralen Materialabfüh- zontalen Mittellinie des Schneidkopfsupports CS an-

rungsrohres, das als Lagerung für eine Tübbingver- geordnet sind.

setzvorrichtung dient, ist zwar an sich bekannt 50 Am Umfang der im wesentlichen scheibenförmig

(Stuva-Nachrichten, 1962, Nr. 4, Seiten 5, 5 a und 6), ausgebildeten Vorderwand 19 des Schneidkopfes C

jedoch nicht in Verbindung mit der Anordnung eines liegen eine Anzahl von Bechern B, BB (Fig. 2 und 3).

umlaufenden Schneidkopfs. DieBecherß werden als Einweg-Becher bezeichnet, da

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird eine sie lediglich in der normalen Drehrichtung des Schneidbesonders einfache, kompakte Anordnung — ins- 55 kopfs C geöffnet sind, welche, gesehen von der Rückbesondere bezüglich der axialen Baulänge — erhal- seite des Schneidkopfs C, vorzugsweise im Uhrzeigerten, welche auch durch eine Kombination der be- sinn erfolgt. Die Becher BB sind in beiden Drehschriebenen bekannten Maßnahmen nicht erreicht richtungen geöffnet und werden als Zweiweg-Becher wird. bezeichnet. Die Schaufeln FS, RS haben jeweils Ein-

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt das 60 trittsabschnitte 30, 32 und gebogene Rückwände 34, Ringlager radial außerhalb des Zahnkranzes und 36, durch welche das geförderte Material nach innen kann der Zahnkranz den inneren Laufring und das zu abgelenkt wird. Die Zweiweg-Becher BB weisen am Schneidkopfsupport befestigte Ringlager den ferner eine Trennwand 38 auf, die sich vom Treffäußeren Ring eines Kugel- oder Rollenlagers dar- punkt der gebogenen Rückwände 34 und 36 ausstellen. 65 gehend ein kurzes Stück radial nach innen erstreckt.

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Die Trennwände 38 dienen dazu, das geförderte

Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich- Material so weit in die Materialschächte 40 zu leiten,

nung näher erläutert. daß es seinen Weg durch die Schächte fortsetzt und

nicht unter Umkehrung der Flußrichtung aus dem nachgeschalteten Becher wieder ausfließt.

Beim normalen Betrieb des Schildes, bei dem der Schneidkopf C, von hinten gesehen, im Uhrzeigersinn umläuft, fördern sowohl die Einweg-Becher B als auch die Zweiweg-Becher BB Material, wenn der Schneidkopf C gegen die Ortsbrust vorangetrieben wird. Das durch die Becher BB, B geförderte Material gelangt durch die radialen Materialschächte 40 und 42 auf einen Förderer 44, der sich teilweise innerhalb einer zentralen Durchführung 46 des Schneidkopfsupports CS befindet. Eine Leitblechanordnung 48 ist vorgesehen, um das aus den Schichten 40 und 42 ankommende Material auf den Förderer 44 zu leiten.

Während des Tunnelvortriebs und insbesondere während solcher Betriebsabschnitte, in denen die Schneiden gegen hartes Material arbeiten, das der Drehung des Schneidkopfs einen erheblichen Wider^: stand entgegensetzt, wird ein beträchtliches Gegenmoment erzeugt, das den Schneidkopfsupport CS und die übrigen Teile des Schilds entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen sucht. Aus verschiedenen Gründen ist es wünschenswert, daß der Schneidkopfsupport CS während der gesamten Tunnelbauarbeiten seine ursprüngliche Ausrichtung beibehält. Wenn infolge des Gegenmoments eine Rollbewegung oder Drehung des Schilds entgegen dem Uhrzeigersinn stattfindet, wird der Schneidkopf angehalten und mit Hilfe der umkehrbaren Motoren M in Gegenrichtung angetrieben. Während der Drehung des Schneidkopfs in dieser Gegenrichtung wird das Gegenmoment dazu ausgenützt, um den Schild S in seine Ausgangslage zurückzudrehen, worauf die Drehung des Schneidkopfs C im Gegensinn abgebrochen und der normale Betrieb desselben wieder aufgenommen wird. Während der Drehung des Schneidkopfs C im Gegensinn fördern die rückwärtigen Schaufeln RS der Zweiweg-Becher Material und geben es durch die Schächte 40 an den Förderer 44 weiter.

Der Förderer 44 besteht vorzugsweise aus einer endlosen Anordnung von gelenkig miteinander verbundenen Metallplatten, die eine dauerhafte Anordnung bilden, welche dem Aufprall des aus den Schächten 40,42 herabfallenden geförderten Materials widersteht. Der Förderer 44 bringt das geförderte Material auf einen längeren Förderer 50, der aus einem endlosen, aus Gummi oder einem ähnlichen Material gebildeten Band besteht. Der Forderer 50 ist teilweise innerhalb eines zentralen, an dem Schneidkopfsupport befestigten Tragrohres 52 für die Tübbingversetzvorrichtung angeordnet und teilweise innerhalb eines Förderrohres 54, das sich über das Tragrohr 52 hinaus nach hinten erstreckt und an seinem hinteren Ende mit einer nicht gezeigten Abfülleinrichtung in Verbindung steht, die vom Förderer 50 beschickt wird und die dazu dient, das geförderte Material auf einen weiteren Förderer zu überführen, welcher sich von dem Vortriebsschild zur Tunnelmündung erstreckt.

Der Vortrieb des Schildes S und des daran befestigten umlaufenden Schneidkopfs C erfolgt durch Pressen R, die am Schild befestigt sind und sich gegen die vorausgehend erachtete Tunnelauskleidung abstützen.

Die Vorderwand 16 des Schneidkopfsupports CS ist vorzugsweise als luftdichte Trennwand ausgebildet, und die vor dieser Wand liegende Zone wird unter erhöhtem Luftdruck gehalten, während die verbleibende, rückwärts von der Wand 16 befindliche Zone unter normalem Luftdruck steht. Dabei steht auch das Innere des Förderrohres 54 unter Überdruck. Die Abfülleinrichtung weist daher eine Materialschleuse auf, welche die Ausgabe des geförderten Materials ermöglicht, ohne daß das Förderrohr 54 drucklos gemacht wird.

Gemäß F i g. 4 sind zwischen der oberen und unteren Reihe der Motoren M Zutrittsräume 120 und angeordnet, die an ihrem Ende Öffnungen aufweisen und dazu dienen, die zentrale Durchführung mit Kammern 124,126 des Schneidkopfsupports CS zu verbinden. In der Vorderwand 16 des Schneidkopfsupports CS ist mindestens eine, aber vorzugsweise eine Anzahl von Öffnungen 128 angeordnet, die am Umfang verteilt sind. Die Öffnungen 128 können mit ähnlichen Öffnungen 130 (F i g. 2) an der Rückwand des Schneidkopfs ausgerichtet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vortriebsschild mit einem im Inneren des zylindrischen Schildmantels quer angeordneten, sich über den Durchmesser desselben erstreckenden Schneidkopfsupport und mit einem vor dem Schneidkopfsupport befindlichen, drehbaren Schneidkopf, der eine im wesentlichen scheibenförmig ausgebildete Vorderwand mit einer Anzahl von Schneiden und eine mit Abstand von der Vorderwand angeordnete Rückwand aufweist, zwischen denen über den Umfang verteilte Becher für das Aushubmaterial sowie von diesen sich radial nach innen erstreckende Materialschächte angeordnet sind, wobei der Schneidkopf in seiner Rückwand eine zentrale Öffnung für den Materialaustrag aufweist und ferner nahe an der zentralen Öffnung und mit erheblichem radialem Abstand zum Schildmantel axial liegende Antriebsmotore am Schneidkopfsupport angebracht sind, deren vorderseitig angeordnete Antriebsritzel in einen an der Rückseite des Schneidkopfs befestigten großen Zahnkranz eingreifen, und hinter den Antriebsmotoren eine um die Schildachse drehbare Tübbingversetzvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Materialaustragsöffnung des Schneidkopfs (C) über eine dicht angeschlossene, im wesentlichen koaxial zu ihr liegende zentrale Durchführung (46) durch den Schneidkopfsupport (CS) mit einem Förderrohr (54) in Verbindung steht und daß zwischen der Rückseite des Schneidkopfs (C) und der Vorderseite des Schneidkopfsupports (CS) im wesentlichen in der gleichen radialen Zone des Zahnkranzes (26) ein Ringlager (18) für die Lagerung des Schneidkopfs am Schneidkopfsupport angeordnet ist.

2. Vortriebsschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringlager (18) radial außerhalb des Zahnkranzes (26) liegt.

3. Vortriebsschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (26) den inneren Laufring und das am Schneidkopfsupport befestigte Ringlager (18) den äußeren Ring eines Kugel- oder Rollenlagers darstellt.

4. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des

Förderrohres (54) ein mechanischer Förderer (44) angeordnet ist, der sich durch die Durchführung (46) des Schneidkopfsupports bis in die zentrale Materialaustragsöffnung des Schneidkopfs (C) erstreckt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen