DE2644899C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tunnelvortriebsmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer bekannten Tunnelvortriebsmaschine dieser Art (DE-OS 22 59 249) sind die Schildmesser zum einen Teil in Längsrichtung unverschiebbar am Außenumfang des vorderen Gestellrahmens, zum anderen Teil in Längsrichtung unverschiebbar am Außenumfang des hinteren Gestellrahmens befestigt, wodurch zwei ineinandergreifende Messerschildteile gebildet sind, die abwechselnd durch die zwischen den beiden Gestellrahmen angeordneten Schreitzylinderkolbenanordnungen in Tunnellängsrichtung vorbewegbar sind. Zum Anpressen des Messerschildes an die Tunnelwandung weist der vordere Gestellrahmen einen kreiszylindrischen Innenschild auf, an welchem über zwei Hydraulikpressen ein Spreizhalbring mit den zugeordneten oberen Schildmessern und über je eine gesonderte Hydraulikpresse die zumindest zwei zugeordneten unteren Schildmesser abgestützt sind, und ist der hintere Gestellrahmen in zwei Spreizhalbringe geteilt, deren zugeordnete Enden durch je eine weitere Hydraulikpresse miteinander verbunden sind. Die Längsachse des Schnittkopfes ist mit Hilfe von sogenannten Richtzylindern bzw. Stützstangen gegenüber der Längsachse des Messerschildes verschwenkbar, so daß auch gekrümmte ίο Tunnel vorgetrieben werden können. Diese Tunnelvortriebsmaschine besitzt mehrere funktioneile Nachteile: Infolge der in Längsrichtung gleichsam starren Befestigung der Schildmesser an jeweils einem der beiden Gestellrahmen des Schreitwerkes steht im Zuge des '5 Vortriebes im günstigsten Fall nur etwa die Hälfte der Umfangsfläche des Messerschildes zum Abstützen des Schnittkopfes an der Tunnelwandung zur Verfügung. Außerdem wirken die von den Hydraulikpressen aufgebrachten Spreizkräfte im wesentlichen nur in einer Richtung, nämlich in der Vertikalen. Folglich werden insbesondere bei Lockergestein upnd geologisch gestörten Zonen beachtliche Störungen in die Tunnelwandung eingetragen, die beim nachfolgenden Tunnelbau berücksichtigt werden müssen und unerwünschte Setzungen in der Geländeoberfläche nach sich ziehen können. All diese Nachteile kommen besonders beim Vortreiben von Krtoimungen zu tragen. Da der Messerschild gleichsam einen starren Zylinder bildet, muß der Schnittkopf vor dem Messerschild arbeiten, so daß zwisehen Schnittkopf und Messerschild lockeres Gestein hereinbrechen kann. Diese Gefahr wird noch dadurch vergrößert, daß an der Schildschneide ein Freischnitt, d. h. ein Oberprofil erzeugt werden muß, der den für die gekrümmte Führung des starren Messerschildzylinders erforderlichen Steuerspalt zwischen Tunnelwandung und Messerschild schafft. Im Ergebnis ist diese Tunnelvortriebsmaschine für den Vortrieb in Festgestein mit geologisch gestörten Zonen sowie Lockergestein im allgemeinen und für den Vortrieb gekrümmter Tunnel in derartigem Gebirge im besonderen praktisch ungeeignet.

Bei einer bekannten Tunnelvortriebsmaschine anderer Art (DE-OS 25 13 679) hat man zwar auch schon die Anordnung so getroffen, daß jedes Schildmesser mit radialem Abstand von beiden Gestellrahmen sowie mit Hilfe einer eigenen, mit einem der beiden Gestellrahmen verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung an beiden Gestellrahmen längsverschiebbar gelagert ist und vermittels einer eigenen Hydraulikpresse am vorderen Gestellrahmen radial gegen die Tunnelwandung preßbar ist. Diese Maßnahmen sind offensichtlich verwirklicht worden, weil der Vortrieb ohne Schnittkopf, d. h. vo:i den Schildmessern besorgt wird und ein gleichzeitiges Vorschieben aller Schildmesser sowie der beiden starr miteinander verbundenen Gestellrahmen durch Betätigen der Vorschubzylinderkolbenanordnungen, deren freie Enden in die Tunnelsohle eingekrallte Füße aufweisen, mangels Fähigkeit dieser Füße, die auftretenden Kräfte zu halten, unmöglieh ist. — Bei einer weiteren bekannten Tunnelvortriebsmaschine ohne Schnittkopf (DE-ÖS 19 42 759) hat man zwar auch schon erkannt, daß sich die Vortriebsrichtung beeinflussen läßt, wenn man die Gestellrahmen des Schreilwerks über Hubzylinderkolbenanordnungen auf der Tunnelsohle abstützt und diese Hubzylinderkolbenanordnungen mit unterschiedlichen Drucken beaufschlagt. Hierdurch kann nur die Vortriebsrichtung der einzelnen Schildmesser in einer Vertikalebene geändert

i^ werden. Ganz abgesehen davon, ist dieses Prinzip der f' Vortriebsmaschinensteuerung der eingangs genannten Art mit in Umfangsrichtung geschlossenem Messerschild nicht übertragbar, weil dort eine Abstützung der ^!'^: Gestellrahmen auf der Tunnelsohle nicht möglich ist
P Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tun- Vi nelvortriebsmaschine der eingangs genannten Art so _vv weiterzuentwickeln, daß sie auch in geologisch schwieri- 1:1 gen Strecken eingesetzt werden kann, stets das Gebirge ίί; weitgehend ungestört beläßt und in praktisch beliebige V:': Richtung steuerbar ist

£_; Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die ']■'. im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

: Bei der erfindungsgemäßen Tunnelvortriebsmaschine

ist auf Grund der jedem Schildmesser zugeordneten Vorschubzylinderkolbenanordnung sowie Hydraulik- ;·' pressen jedes Schildmessers unabhängig von den änderen Schildmessern und unabhängig von beiden Gestellrahmen längsversch'sbbar. Auf diese Weise kann der r Messcrschüd Schüdrr.esser für Schüdmesser vorgerückt werden, ohne daß die Abpratzung der übrigin Schädig messer gelöst werden muß, und können die Gestellrahmen des Schreitwerkes bei vollständig abgepratztem ■ Messerschild nachgeholt werden. Von Bedeutung sind '■'. insbesondere auch die am hinteren Gestellrahmen vor-■ gesehenen Hydraulikpressen, mit deren Hilfe die in geologischen Störungen bzw. besonders druckhaftem Gebirge regelmäßig und infolge Zeitabhängigkeit hinten verstärkt auftretenden Klemmkräfte, die den weiteren Schildvortrieb oftmals sehr erschweren, wenn nicht gar unmöglich machen, durch eine entsprechende Durchmesserverringerung des Messerschildes in dessen hinterem Bereich ausreichend vermindert werden können. Da auch alle Schüdmesser genau radial gegen die Tunnelwandung gepreßt werden, wird die Tunnelwandung beim Vortrieb im geringstmöglichen Umfang singular belastet und gestört Diese Vorteile bleiben auch beim Vortrieb von Krümmungen erhalten. Dadurch, daß alle Schüdmesser mit radialem Abstand über die Hydraulikpressen an den Gestellrahmen abgestützt sind und die Hydraulikpressen mit unterschiedlichen Anpreßdrukken beaufschlagbar sind, kann nämlich gleichsam die Längsachse des Messerschildes relativ zur Längsachse der Gestellrahmen und des Schnittkopfes beliebig verschwenkt -vverden, so daß es eines Überprofils nicht mehr bedarf und der Schnittkopf in den Bereich des Messerschildes zurückgezogen werden kann.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten, deren bevorzugte sich aus den Unteransprüchen ergeben.

im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Tunnelvortriebsmaschine und

F i g. 2 einen Querschnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.
Die in den Figuren dargestellte Tunnelvortriebsmaschine besitzt einen Vollschnittkopf 1, der längsverschiebbar in einem Schreitwerk gelagert ist Das Schreitwerk weist zwei Gestellrahmen 2, 3, welche in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordnet und vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnung 4 relativ zueinander längsbewegbar sind, und einen Messerschild 5 auf, welcher radial gegen die Tunnelwandung bzw. das Gebirge preßbar ist und aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Schildmessern 6 besteht Jedes Schüdmesser 6 des sich über beide Gestellrahmen 2, 3 erstreckenden Messerschildes 5 ist vermittels einer eigenen, niit dem vorderen Gestellrahmen 2 verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung 7 längsverschiebbar an beiden Gestellrahmen 2,3 gelagert sowie vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse 8 am vorderen Gestellrahmen 2 und einer eigenen zweiten Hydraulikpresse 9 am hinteren Gestellrahmen 3 gegen die Tunnelwandung preßbar. Im vorderen Gestellrahmen 2 ist eine Mittelbühne 10 fest angeordnet, in welcher der Vollschnittkopf 1 vermittels einer Vorschubeinrichtung 11 längsverschiebbar in Lagerungen 12 gelagert ist und an welcher der hintere Gestellrahmen 3 mit Führungslängsnuten 13 geführt ist Die Hydraulikpressen 8, 9 sind am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen 2,3 angeordnet und greifen jeweils in eine innere Führungslängsausnehmung 14 des zugeordneten Schildmessers 6 ein. Die Schüdmesser 8 sind mit radialem Abstand von den Gestellrahmen 2, 3 gelagert, während die Hydraulikpressen 8, 9 vermittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung mit unterschiedlichen Anpreßdrucken beaufschlagbar sind, um so die Vortriebsmaschine in eine vorgegebene Richtung lenken zu können.

Die in der Ausgangsstellung dargestellte Tunnelvortriebsmaschine arbeitet folgendermaßen: Der Vollschnittkopf 1 wird bei abgepratztem Messerschild 5 vermittels einer Vorschubeinrichtung 11 um eine Schneidlänge vorgetrieben.

Ausbruch wird über ein unter der Mittelbühne 10 angeordnetes Transportband 15 nach hinten abgeführt Danach werden die Schüdmesser β einzeln nacheinander nachgeschoben. Hierzu werden die beiden zugeordneten Hydraulikpressen 8, 9 entlastet und das Schildmesser 6 durch Betätigen der zugeordneten Vorschubzylinderkolbenanordnung 7 vorgeschoben sowie anschließend vermittels der Hydraulikpressen 8, 9 wieder festgesetzt Sind alle Schüdmesser 6 vorgeschoben, werden alle Hydraulikpressen 8 am vorderen Gestellrahmen 2 entlastet, wird der vordere Gestellrahmen 2 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 4 vorgeschoben und werden danach die vorderen Hydraulikpressen 8 wieder angespannt. Abschließend werden uie hinteren Hydraulikpressen 9 gelöst, wird der hintere Gestellrahmen 3 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 4 nachgeholt und werden die hinteren Hydraulikpressen 9 erneut betätigt. Alsdann wiederholt sich der beschriebene Funktionsablauf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Tunnelvortriebsmaschine mit einem längsverschiebbar in einem Schreitwerk gelagerten Vollschnittkopf, wobei das Schreitwerk zwei in Tunnellängsrichtung hintereinander angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen und einen sich über beide Gestellrahmen erstreckenden, mit Hydraulikpressen gegen die Tunnelwandung preßbaren Messerschild aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten sowie relativ zueinander längsverschiebbaren Schildmessern aufweist, von denen zumindest zwei unabhängig von den übrigen über ihnen zugeordnete Hydraulikpressen radial gegen die Tunnelwandung preßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schildmesser (6) mit radialer. - Abstand von beiden unspreizbaren Gestellrahnien (2,3) sowie mit Hilfe einer eigenen, mit einem der beiden Gestellrahmen (2,3) verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung (7) an beiden Gestellrahmen (2, 3) längsverschiebbar gelagert ist und vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse (8) am vorderen Gestellrahmen (2) sowie einer eigenen zweiten Hydraulikpresse (9) am hinteren Gestellrahmen (3) radial gegen die Tunnelwandung preßbar ist, und daß die Hydraulikpressen (8,9) vermittels einer Steuereinrichtung mit unterschiedlichen AnpreSdrucken beaufschlagbar sind.

2. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal* im vorderen Gestellrahmen (2) eine Mittelbuhr.e (10) fest angeordnet ist, in welcher der Vollschnittkopf {-) gelagert und an welcher der hintere Gestellrahmen (3) geführt ist

3. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubzylinderkolbenanordnung (7) am vorderen Gestellrahmen (2) befestigt sind.

4. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpressen (8, 9) am Außenumfang der beiden im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gestellrahmen (2, 3) angeordnet sind und jeweils in eine innere Führungslängsausnehmung (4) des zugeordneten Schildmessers (6) eingreifen.