DE1534663B2 - Cutting head arrangement for a tunnel boring machine - Google Patents
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Description
geordnet ist, vorzugsweise mit Hilfe eines Ringlagers 18, dessen oberer Laufring fest mit dem Schneidkopfträger CS verbunden ist, beispielsweise durch eine nicht gezeigte Schraubenanordnung, und dessen unterer Laufring an der Rückwand des Schneidkopfs beispielsweise durch eine ebenfalls nicht gezeigte Schraubenanordnung befestigt ist. Zwischen dem inneren und äußeren Laufring des Lagers 18 befinden sich in üblicher Weise eine Anzahl von Rollen oder Kugeln.is ordered, preferably with the help of a ring bearing 18, the upper race of which is fixed to the cutting head carrier CS is connected, for example by a screw arrangement, not shown, and its lower Running ring on the rear wall of the cutting head, for example by means of a screw arrangement, also not shown is attached. Between the inner and outer races of the bearing 18 are located in the usual Way a number of rollers or balls.
Die Vorderwand 19 des Schneidkopfs C ist mit einer Anzahl von nach vorn gerichteten Schneiden ausgestattet, von denen einige mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet sind. Die Schneiden 20 befinden sich in verschiedenen Abständen zur Mitte des Schneidkopfs C und schneiden beim Umlauf des Schneidkopfs konzentrische Nuten in die Stirnseite des Tunnels, durch welche ein vollständiges Wegbrechen der Stirnseite des Tunnels bis zur Tiefe des Einschnitte erzielt wird. Die Befestigung der Schneiden 20 und ihre besondere Verteilung werden nachfolgend näher beschrieben.The front wall 19 of the cutting head C is provided with a number of forward-facing cutting edges, some of which are marked with the reference number 20. The cutting edges 20 are in different distances to the center of the cutting head C and cut concentrically as the cutting head revolves Grooves in the face of the tunnel through which the face of the Tunnel to the depth of the incision is achieved. The fastening of the cutting edges 20 and their particular distribution are described in more detail below.
Der Schneidkopf C wird über eine Anzahl von Ritzeln angetrieben, von denen einige in den F i g. 1 und 3 mit Bezugsziffern 22 gekennzeichnet sind und die mit einem großen Zahnkranz 24 in Eingriff stehen, welcher aus einem Stück mit dem inneren Laufring 26 (F i g. 3) des Lagers 18 besteht. Die Antriebskraft wird von einer Anzahl reversierbaren Motoren M geliefert. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Anzahl von 10 Motoren herausgestellt, von denen 4 oberhalb und 6 unterhalb der horizontalen Mittellinie des Schneidkopfträgers CS angeordnet sind.The cutting head C is driven by a number of pinions, some of which are shown in FIGS. 1 and 3 are identified by reference numerals 22 and which are in engagement with a large ring gear 24 which is made in one piece with the inner race 26 (FIG. 3) of the bearing 18. The driving force is supplied by a number of reversible motors M. A number of 10 motors has proven to be particularly useful, 4 of which are arranged above and 6 below the horizontal center line of the cutting head carrier CS.
Am Umfang der im wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten Vorderwand 2B des Schneidkopfs C liegen eine Anzahl von Bechern B, BB(F i g. 2 und 3). Die Becher B werden als Einweg-Becher bezeichnet, da sie lediglich in der normalen Drehrichtung des Schneidkopfs C gewölbt bzw. geöffnet sind, welche, gesehen von der Rückseite des Schneidkopfs C, vorzugsweise im Uhrzeigersinn erfolgt. Die Becher BB sind gegen beide Drehrichtungen gewölbt und werden als Zweiweg-Becher bezeichnet. Die Schaufelabschnitte FS, RS haben jeweils Eintrittsabschnitte 30, 32 und gebogene Rückwände 34, 36, durch welche das geförderte Material nach innen zu abgelenkt wird. Die Zweiweg-Becher BB weisen ferner eine Trennwand 38 auf, die sich vom Treffpunkt der Abschnitte 34 und 35 ausgehend ein kurzes Stück radial nach innen erstreckt. Die Trennwände 38 verhindern, daß das von der in Drehrichtung geöffneten Schaufel geförderte Gut unmittelbar anschließend durch die in· Gegendrehrichtung geöffnete Schaufel wieder ausfließt, d. h. sie dienen dazu, um das geförderte Material weit genug in die Materialschächte 40 zu leiten, so daß es seinen Weg durch die Schächte fortsetzt und nicht unter Umkehrung der Flußrichtung aus dem nachgeschalteten Becher wieder ausfließt.A number of cups B, BB ( FIGS. 2 and 3) are located on the circumference of the essentially disk-shaped front wall 2B of the cutting head C. The cups B are referred to as disposable cups because they are only curved or open in the normal direction of rotation of the cutting head C , which, viewed from the rear of the cutting head C, is preferably clockwise. The cups BB are curved against both directions of rotation and are referred to as two-way cups. The blade sections FS, RS each have inlet sections 30, 32 and curved rear walls 34, 36, through which the conveyed material is deflected inwards. The two-way cups BB also have a partition wall 38 which, starting from the meeting point of the sections 34 and 35, extends a short distance radially inward. The partition walls 38 prevent the material conveyed by the shovel opened in the direction of rotation from flowing out again immediately afterwards through the shovel opened in the opposite direction of rotation, ie they serve to guide the conveyed material far enough into the material chutes 40 so that it finds its way continues through the shafts and does not flow out of the downstream cup while reversing the direction of flow.
Beim normalen Betrieb der Maschine, bei dem der Schneidkopf C, von hinten gesehen, im Uhrzeigersinn umläuft, fördern sowohl die Einweg-Becher B als auch die Zweiweg-Becher BB Material von der Stirnseite des Tunnels, wenn der Schneidkopf C gegen die Tunnelstirnseite vorangetrieben wird. Die Becher BB, B haben jeweils radial nach innen gerichtete Materialschächte 40 und 42, durch welche das geförderte Material auf einen Zuförderer 44 geleitet wird, der sich zumindest teilweise innerhalb einer zentralen Öffnung 46 befindet, die sich durch den Schneidkopfträger CS erstreckt. Eine Leitblechanordnung 48 ist vorgesehen, um das aus den Schächten 40 und 42 ankommende Material aus den Zuförderer 44 zu leiten.During normal operation of the machine, in which the cutting head C, viewed from the rear, rotates clockwise, both the one-way cups B and the two-way cups BB convey material from the end of the tunnel when the cutting head C is advanced towards the end of the tunnel . The cups BB, B each have radially inwardly directed material chutes 40 and 42, through which the conveyed material is directed onto a feed conveyor 44 which is at least partially located within a central opening 46 which extends through the cutting head carrier CS . A baffle assembly 48 is provided to direct the incoming material from the chutes 40 and 42 out of the feeder 44.
Während des Tunnelvortriebs und insbesondere während solcher Betriebsabschnitte, in denen die Schneiden gegen hartes Material arbeiten, das der Drehung des Schneidkopfs einen erheblichen Widerstand entgegensetzt, wird ein beträchtliches Gegenmoment erzeugt, das den Schneidkopfträger CS und die übrigen Teile des Schilds entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen sucht. Aus verschiedenen Gründen ist es wünschenswert, daß der Schneidkopfträger CS während der gesamten Tunnelbauarbeiten seine ursprüngliche Ausrichtung beibehält. Wenn infolge des Gegenmoments eine Rollbewegung oder Drehung des Schildes entgegen dem Uhrzeigersinn stattfindet, wird der Schneidkopf angehalten und mit Hilfe der reversierbaren 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 Zuförderer 44 weiter.During tunneling, and especially during those operating sections in which the cutters work against hard material which offers considerable resistance to the rotation of the cutting head, a considerable counter-torque is generated which tries to rotate the cutting head carrier CS and the other parts of the shield counterclockwise . For various reasons it is desirable that the cutting head carrier CS maintain its original orientation throughout the tunneling work. If, as a result of the counter-torque, the shield rolls or rotates counterclockwise, the cutting head is stopped and driven in the opposite direction with the aid of the reversible motors M. During the rotation of the cutting head in this opposite direction, the counter-torque is used to rotate the shield S back into its starting position, whereupon the rotation of the cutting head C in the opposite direction is interrupted and normal operation of the same is resumed. During the rotation of the cutting head C in the opposite direction, the rear blades RS of the two-way cups convey material and pass it on through the shafts 40 to the feed conveyor 44.
Der Zuförderer 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 wiedersteht. Der Zuförderer 44 bringt das geförderte Material auf einen längeren Förderer 50, der aus einen endlosen, aus Gummi oder einem ähnlichen Material gebildeten Band besteht. Der Förderer 50 ist teilweise innerhalb eines Röhrenabschnitts 52 einer Aufrichteinrichtung angeordnet und teilweise innerhalb einer Förderröhre 54, die sich von der Röhre 52 ausgehend nach hinten erstreckt und an ihrem hintersten 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 der Tunnelvortriebsschiene zur Außenseite des Tunnels erstreckt. Diese letztgenannten Einrichtungen stellen keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar.The feed conveyor 44 preferably consists of an endless array of hingedly interconnected Metal plates that form a permanent arrangement which is resistant to the impact of the shafts 40, 42 falling conveyed material resists. The feed conveyor 44 applies the conveyed material a longer conveyor 50 made from an endless belt formed from rubber or similar material consists. The conveyor 50 is arranged partially within a tube section 52 of an erecting device and partially within a conveyor tube 54 extending rearwardly from the tube 52 and is connected at its rearmost end to a filling device, not shown, which is charged by the conveyor 50 and which serves to bring the conveyed material to a further conveyor transfer, which extends from the tunnel driving rail to the outside of the tunnel. The latter Devices do not form part of the present invention.
Der Antrieb des Schilds 5 und der daran befestigten umlaufenden Schneidkopfs C erfolgt über Rammen R, die am Schild befestigt sind und sich gegen die vorausgehend errichtete Tunnelauskleidung (Fig. 1) abstützen. The shield 5 and the rotating cutting head C attached to it are driven by rams R, which are attached to the shield and are supported against the tunnel lining (FIG. 1) that was erected beforehand.
An der Außenseite des Schildmantels des Schneidkopfsupports ist eine Abdeckung H angebracht, die von einer in F i g. 2 in ausgezogenen Linien dargestellten eingefahrenen Lage zu einer gestrichelt angedeuteten ausgefahrenen Lage verschiebbar ist. Die Abdeckung H besteht aus Abschnitten HS(F i g. 3), und mindestens einige der Rammen R, die sich hinter den Abschnitten HS befinden, werden als Betätigungseinrichtung zur Verschiebung der Abschnitte verwendet. Die Abschnitte HS der Abdeckung werden mit den Rammen durch eine sich im wesentlichen radial erstreckende, mit Stiften versehene Platte 56 verbunden, die an ihrer Oberseite an der Innenfläche der Abschnitte HS befestigt ist und sich radial nach innen erstreckt und die in einer in Längsrichtung des Schilds im Schneidkopf verlaufenden Nut 58 verschiebbar ist. Bei eingefahrenem Abschnitt HS und ausgefahrenen Kolben der Rammen R On the outside of the shield jacket of the cutting head support, a cover H is attached, which is covered by one in FIG. 2 retracted position shown in solid lines is displaceable to an extended position indicated by dashed lines. The cover H consists of sections HS ( Fig. 3), and at least some of the rams R located behind the sections HS are used as actuators for moving the sections. The sections HS of the cover are connected to the rams by a substantially radially extending pinned plate 56 attached at its top to the inner surface of the sections HS and extending radially inward and extending in a longitudinal direction of the shield in the cutting head extending groove 58 is displaceable. With retracted section HS and extended pistons of the rams R
ist eine Verbindungsstange 60, die vorzugsweise aus einzelnen Abschnitten besteht, und von denen eine für jede Ramme R verwendet wird, an ihrem vorderen Ende mit der Platte 56, beispielsweise durch eine Gabel 62, verbunden und an ihrem hinteren Ende mit einem Kragen 64, welcher sich auf den Kolben in der Nachbarschaft des Rammenabschnitts 66 befindet. Der Kragen 64 weist einen nach oben abstehenden Ansatz 68 auf, an dem eine Gabel 70, die sich am hinteren Ende der Verbindungsstange 60 befindet, befestigt ist. Bei Betrieb der Anordnung werden die Kolben der Rammen R eingefahren und nehmen bei ihrer Bewegung die Abschnitte HS der Abdeckung mit und bringen sie in ihre ausgefahrene Lage. Die Abschnitte HS werden dann fest mit dem Schneidkopfträger verankert, und die Verbindungsstange 60 wird zurückgezogen, so daß die Rammen in ihrer Hauptaufgabe, die in der Vorwärtsbewegung der Tunnelvortriebsmaschine besteht, eingesetzt werden können.is a connecting rod 60, which preferably consists of individual sections, one of which is used for each ram R , connected at its front end to the plate 56, for example by a fork 62, and at its rear end to a collar 64, which is on the piston in the vicinity of the ram section 66. The collar 64 has an upwardly projecting shoulder 68 to which a fork 70, which is located at the rear end of the connecting rod 60, is attached. When the arrangement is in operation, the pistons of the rams R are retracted and, as they move, take the sections HS of the cover with them and bring them into their extended position. The sections HS are then firmly anchored to the cutter head carrier and the connecting rod 60 is withdrawn so that the rams can be used in their main task, which is the forward movement of the tunnel boring machine.
Gemäß F i g. 3 sind eine Anzahl von stangenartig ausgebildeten Abstandsstücken SB, die die gleiche Dikke wie die Abschnitte HS der Abdeckung aufweisen, umfangsseitig an der unteren Hälfte des Schneidkopfträgers CS befestigt, um den Außendurchmesser der unteren Hälfte des Schneidkopfträgers an den der oberen Hälfte, welcher die Dicke der Abschnitte der Abdeckung mit einschließt, anzupassen. Dadurch wird die Tunnelbaumaschine relativ zum Tunnel zentriert.According to FIG. 3 are a number of rod-like spacers SB, which have the same thickness as the sections HS of the cover, circumferentially attached to the lower half of the cutting head carrier CS, around the outer diameter of the lower half of the cutting head carrier to that of the upper half, which is the thickness of the Includes sections of the cover to adjust. This will center the tunneling machine relative to the tunnel.
Der Schneidkopf C weist neben der Vorderwand 19 eine im wesentlichen ringförmig ausgebildete Rückwand 72 auf. Die Wände 19 und 72 bilden zwischen sich einen Raum, in dem die Materialschächte 40 und 42 untergebracht sind.In addition to the front wall 19, the cutting head C has an essentially annular rear wall 72. The walls 19 and 72 form between them a space in which the material chutes 40 and 42 are accommodated.
Wie bereits erwähnt wurde, erstrecken sich die Materialschächte 40 und 42 im wesentlichen radial zum Schneidkopf C. Zwischen den Materialschächten 40 und 42 oder abwechselnd zwischen ihnen sind eine Anzahl von Wartungszellen 74, 76 für den Schneidkopf angebracht. Die Wartungszellen 74 liegen an der offenen Seite der Einweg-Becher ßund enden im wesentlichen am Umfang der Vorderwand 19 des Schneidkopfs, wo sie durch eine umfangsseitige Wand 78 begrenzt werden. Die Wartungszellen 76 liegen an den geschlossenen Seiten der Einweg-Becher B und weisen als teilweise umfangsseitige Begrenzung eine Wand 80 auf.As already mentioned, the material chutes 40 and 42 extend essentially radially to the cutting head C. A number of maintenance cells 74, 76 for the cutting head are attached between the material chutes 40 and 42 or alternately between them. The maintenance cells 74 are located on the open side of the disposable cups and essentially end at the periphery of the front wall 19 of the cutting head, where they are delimited by a peripheral wall 78. The maintenance cells 76 are located on the closed sides of the disposable cups B and have a wall 80 as a partially peripheral delimitation.
An der geschlossenen Seite der Einweg-Becher B, aber radial außerhalb des Umfangs der Schneidkopfwand 19 liegen sogenannte Becher-Wartungszellen 82, welche Verlängerungen der Wartungszellen 76 darstellen. Wie aus den F i g. 1 und 3 hervorgeht, tragen die Vorderwände 84 der Becher-Wartungszellen 54 eine Anzahl von Schneiden 20. Die Wände 84 bilden radiale Verlängerungen der Vorderwand 19 des Schneidkopfs C und sind vorzugsweise aus Platten aufgebaut; sie erstrecken sich in seitlicher Richtung, um ebenfalls die vordere Seitenwand der in Drehrichtung offenen Schaufel FS zu bilden. Bei dieser Gelegenheit wird darauf hingewiesen, daß die Zweiweg-Becher BB aus Platten bestehende Wände 86 aufweisen, die ebenfalls radiale Verlängerungen der Schneidkopfwand 19 darstellen. Die Wände 86 sind ähnlich aufgebaut wie die Wände 84, aber weisen natürlich keine Schneiden auf.On the closed side of the disposable cups B, but radially outside the circumference of the cutting head wall 19, there are so-called cup maintenance cells 82, which represent extensions of the maintenance cells 76. As shown in FIGS. 1 and 3, the front walls 84 of the cup maintenance cells 54 carry a number of blades 20. The walls 84 form radial extensions of the front wall 19 of the cutting head C and are preferably constructed from plates; they extend in the lateral direction in order to also form the front side wall of the blade FS, which is open in the direction of rotation. On this occasion it is pointed out that the two-way cups BB have walls 86 consisting of plates, which also represent radial extensions of the cutting head wall 19. The walls 86 are constructed similarly to the walls 84, but of course do not have any cutting edges.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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