DE202004015988U1

DE202004015988U1 - Schildschwanznotdichtung

Info

Publication number: DE202004015988U1
Application number: DE202004015988U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2014-10-15
Also published as: EP1524403B1; EP1524403A1; DE502004002277D1

Abstract

Schildschwanznotdichtung (14), bestehend aus einem vor dem freien Ende des Schildschwanzes (10) der Schildvortriebsmaschine befestigbaren Ring mit einem beweglichen Dichtkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring seinerseits Ringsegmente aus jeweils einem starren metallischen Basisteil (16) und der bewegliche Dichtkörper ebenfalls Ringsegmente aus einer elastomeren Dichtlippe (18) umfasst und die Dichtlippe (18) durch einen ringförmigen, durch ein Druckmedium blähbaren Schlauch (20) radial nach innen verlagerbar und/oder schwenkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schildschwanznotdichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum unterirdischen Tunnelvortrieb in nicht standfesten Böden sind Vortriebsmaschinen bekannt, die den erzeugten Hohlraum bis zum endgültigen Ausbau des Tunnels vorübergehend stützen und daher als Schildvortriebsmaschinen bezeichnet werden. Die temporäre Stützung des Hohlraumes erfolgt an der Abbaufront und an der Mantelfläche, während die endgültige Stützung durch die eingebauten Tunnelsegmente und ein intermediäres Stützmedium um die Tunnelsegmente vorgenommen wird.
An dem Übergang zwischen Schild und Tunnelauskleidung existiert eine Trennfuge, in der in räumlichen Richtungen Relativbewegungen stattfinden. Die relativen Wegänderungen können hier mehrere Zentimeter betragen, ohne dass durch die Fuge das Grundwasser oder das viskose, noch nicht ausgehärtete Stützmedium hindurchtreten darf. Den elastischen Verschluss zwischen dem Schild und dem Tunnelbauwerk übernimmt die Schildschwanzdichtung als Hauptdichtung. Ablagerungen von Mörtel und andere Verschmutzungsrückständen auf der Hauptdichtung können allerdings deren sichere Funktion stören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Beeinträchtigung der Funktion der Hauptdichtung eine Redundanz zur Hauptdichtung zu schaffen, die im normalen Vortrieb außer Eingriff steht und im Notfall aktivierbar und mechanisch stabil sowie verschleißfest ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Schildschwanznotdichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Während des Tunnelvortriebs ist diese Notdichtung nicht aktiv. Bei Beeinträchtigung der Funktion der Hauptdichtung wird die Notdichtung aktiviert, indem Druckmedium in den blähbaren Schlauch gefüllt wird. Dieser bläht sich daraufhin auf und verlagert die elastomere Dichtlippe einwärts, so dass sie den Spalt am Übergang zwischen Schild und Tunnelauskleidung schließt.
Durch die Aufteilung der Notdichtung in einen blähbaren Schlauch und eine elastomere Dichtlippe werden die Funktionen der Dichtung und der Betätigung getrennt. Die Dichtlippe, die die Funktion der Dichtung übernimmt, kann daher auf mechanische Stabilität und Verschleißfestigkeit ausgelegt werden, während der blähbare Schlauch nur die Betätigung übernehmen muss und keiner Belastungen durch Reibung an der Tunnelauskleidung ausgesetzt ist. Die Notdichtung bietet allerdings nur eine Rückhaltefunktion. Nach dem Aktivieren der Notdichtung ist keine nennenswerte Vortriebsbewegung mehr möglich.
Die Notdichtung kann noch eine weitere Funktion haben. Indem sie den Spalt zur Tunnelauskleidung versperrt, entsteht gegenüber der Schildschwanzdichtung ein Ringkanal, der vom Schildinnenraum zusätzlich mit einem weiteren Dichtfluid injiziert werden kann.
Jedes Ringsegment der Notdichtung aus einer elastomeren Dichtlippe kann einseitig einen Keder umfassen, der in einer Nut des metallischen Basisteils oder einer zwischen dem me tallischen Basisteil und dem Schildschwanz gebildeten Nut befestigbar ist.
Die elastomere Dichtlippe ist so einseitig formschlüssig befestigt und kann um den Keder eine Schwenkbewegung ausführen. Außerdem ist ein einfacher Einbau und Austausch möglich.
Vorzugsweise ist der ringförmige, durch ein Druckmedium blähbare Schlauch im drucklosen Zustand als im Querschnittsprofil flacher Ring gefaltet und in einer Ringnut des Schildschwanzes oder des starren metallischen Basisteils angeordnet.
Die elastomere Dichtlippe ist dabei nahezu flächenbündig mit dem Innenmantel des Schildschwanzes. In dieser Lage hat sie keinen Kontakt zur Tunnelauskleidung und deckt die umlaufende Nut ab, in der der flache Schlauch liegt.
Gemäß einer Weiterbildung trägt das Basisteil an seinem Außenmantel eine Ringnut und/oder eine Ringwulst, die im Montagezustand in eine komplementäre Ringwulst und/oder Ringnut am Innenmantel des Schildschwanzes eingreift.
Auf diese Weise werden Kräfte zwischen der Schildschwanzdichtung und dem Schildschwanz in beiden Axialrichtungen formschlüssig übertragen.
Vorzugsweise ist das Basisteil mit dem Schildschwanz über Schrauben verbindbar, die radiale Bohrungen des Basisteil durchgreifen.
Die Montage wird dadurch einerseits handlicher und andererseits ist ein lokaler Ersatz von verschlissenen Bereichen der Dichtung erleichtert. Da die Schraubverbindung nur zur Fixierung dient, aber keine Axialkräfte aufnehmen muss, unterliegt sie nur geringer mechanischer Belastung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Längsschnitt durch das freie Ende eines Schildschwanzes mit einer Schildschwanzdichtung 24 als Hauptdichtung und einer zusätzlichen Schildschwanznotdichtung,
2 einen tangential versetzten Längsschnitt durch das freie Ende eines Schildschwanzes mit der Schildschwanzdichtung 24 als Hauptdichtung und der zusätzlichen Schildschwanznotdichtung und
3 einen weiteren tangential versetzten Längsschnitt durch das freie Ende eines Schildschwanzes mit der Schildschwanzdichtung 24 als Hauptdichtung und der zusätzlichen Schildschwanznotdichtung.
Die 1 bis 3 zeigen einen Längsschnitt durch das freie Ende eines Schildschwanzes 10 mit einer Schildschwanzdichtung 12 als Hauptdichtung und einer zusätzlichen Schildschwanznotdichtung 14.
Die Schildschwanznotdichtung ist vor dem freien Ende des Schildschwanzes 10 angeordnet. Die Schildschwanznotdichtung 14 besteht aus einem Ring mit einem beweglichen Dichtkörper. Der Ring umfasst seinerseits Ringsegmente aus jeweils einem starren metallischen Basisteil 16 und der bewegliche Dicht körper ebenfalls Ringsegmente aus einer elastomeren Dichtlippe 18. Die Dichtlippe 18 ist durch einen ringförmigen, durch ein Druckmedium blähbaren Schlauch 20 radial nach innen verlagerbar und schwenkbar.
Jedes Ringsegment aus einer elastomeren Dichtlippe 18 umfasst einseitig einen Keder 22, der in einer Nut 25 zwischen dem metallischen Basisteil 16 und dem Schildschwanz 10 eingespannt ist. Der ringförmige, durch ein Druckmedium blähbare Schlauch 20 ist im drucklosen Zustand als im Querschnittsprofil flacher Ring gefaltet und in einer Ringnut 26 des Schildschwanzes 10 angeordnet. Die elastomere Dichtlippe 18 ist dabei nahezu flächenbündig mit dem Innenmantel des Schildschwanzes 10. In dieser Lage hat sie keinen Kontakt zum Außenmantel 28 der Tunnelauskleidung und deckt die Ringnut 26 ab, in der der flache Schlauch 20 liegt.
Zur Aktivierung der Schildschwanznotdichtung 14 bei unsicherer Funktion der Schildschwanzdichtung 12 als Hauptdichtung wird über eine Druckmediumleitung 30 Druckmedium in den blähbaren Schlauch 20 gefüllt, wie 2 zeigt. Dieser bläht sich daraufhin auf und verlagert die elastomere Dichtlippe 18 einwärts, so dass sie den Spalt am Übergang zwischen Schild schwanz 10 und dem Außenmantel 28 der Tunnelauskleidung schließt.
Durch eine Dichtfluidleitung 32 kann in diesem Fall Dichtfluid in einen Ringkanal 34 injiziert werden, der zwischen der Schildschwanzdichtung 12 als Hauptdichtung und der Schildschwanznotdichtung 14 zwischen dem Schildschwanz 10 und dem Außenmantel 28 der Tunnelauskleidung gebildet ist.
Wie 3 zeigt, weist das Basisteil 16 eine Ringnut 34 und eine Ringwulst 36 auf, die in eine komplementäre Ringwulst 38 und Ringnut 40 am Innenmantel des Schildschwanzes 10 eingreifen. Das Basisteil 16 ist mit dem Schildschwanz 10 über Schrauben 42 verbunden, die radiale Bohrungen 44 des Basisteils 16 durchgreifen. Diese Schraubverbindung dient nur zur Fixierung, während axiale Kräfte in Vortriebsrichtung oder Gegenvortriebrichtung formschlüssig von den die Ringnuten 34; 40 und die Ringwülste 38; 40 begrenzenden Flanken des Basisteils 16 und des Schildschwanzes 10 aufgenommen werden.

10: Schildschwanz
12: Schildschwanzdichtung
14: Schildschwanznotdichtung
16: Basisteil
18: Dichtlippe
20: Schlauch
22: Keder
24: Nut
26: Ringnut
28: Außenmantel der
: Tunnelauskleidung
30: Druckmediumleitung
32: Dichtfluidleitung
34: Ringnut
36: Ringwulst
38: Ringwulst
40: Ringnut
42: Schrauben
44: Bohrungen

Claims

Schildschwanznotdichtung (14), bestehend aus einem vor dem freien Ende des Schildschwanzes (10) der Schildvortriebsmaschine befestigbaren Ring mit einem beweglichen Dichtkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring seinerseits Ringsegmente aus jeweils einem starren metallischen Basisteil (16) und der bewegliche Dichtkörper ebenfalls Ringsegmente aus einer elastomeren Dichtlippe (18) umfasst und die Dichtlippe (18) durch einen ringförmigen, durch ein Druckmedium blähbaren Schlauch (20) radial nach innen verlagerbar und/oder schwenkbar ist.
Schildschwanznotdichtung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ringsegment aus einer elastomeren Dichtlippe (18) einseitig einen Keder (22) umfasst, der in einer Nut (24) des metallischen Basisteils (16) oder einer zwischen dem metallischen Basisteil (16) und dem Schildschwanz (10) gebildeten Nut (24) befestigbar ist.
Schildschwanznotdichtung (14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige, durch ein Druckmedium blähbare Schlauch (20) im drucklosen Zustand als im Querschnittsprofil flacher Ring gefaltet und in einer Ringnut (26) des Schildschwanzes (10) oder des starren metallischen Basisteils (16) angeordnet ist.
Schildschwanznotdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (16) an seinem Außenmantel eine Ringnut (34) und/oder eine Ringwulst (36) aufweist, die im Montagezustand in eine komplementäre Ringwulst (38) und/oder Ringnut (40) am Innenmantel des Schildschwanzes (10) eingreift.
Schildschwanznotdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (16) mit dem Schildschwanz (10) über Schrauben (42) verbindbar ist, die radiale Bohrungen (44) des Basisteils (16) durchgreifen.