DE2736398C2 - Steuervorrichtung für einen Messerschild - Google Patents

Description

3 4

triebsmesser mittels hydraulischer Spreizzylinder ge- Stützrahmenteile zweckmäßig über drehcchlüssig ineingenüber dem Stützrahmen abspreizbar, wobei die andergeführte Verschiebeführungen gekoppelt, die ein Spreizzylinder der am Schildmantel jeweils gegenüber- Verdrehen und ein Verkanten der Ss.ützrahmenteile geliegenden Vortriebsmesser im Sinne einer gegenläufi- geneinander verhindern. Die Verschiebeführungen wergen Stellbewegung hydraulisch gekoppelt sind. Dies be- 5 den vorzugsweise kastenförmig ausgebildet, wobei die deutet, daß beim Abspreizen des einen Vortriebsmes- Kastenteile die hydraulischen Vorschubpressen aufnehsers gegen die Ausbruchswandung das andere Vor- men können.

triebsmesser zwangsläufig in entsprechendem Maße Die Vortriebsmesser werden zweckmäßig von Meseingefahren, also von der Ausbruchswandung abgeho- serführungen geführt, die mittels der Spreizzylinder geben wird. Durch entsprechende Steuerung der Spreiz- io genüber dem Stützrahmen abspreizbar sind, zylinder der anderen, ebenfalls nach Art einer hydrauli- Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang sehen Spurstange gekoppelten Vortriebsmesser des mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei-Messerschildes läßt sich auf diese Weise eine genaue spielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Richtungssteuerung erreichen. Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Messerschild im

Es empfiehlt sich, sämtliche Vortriebsmesser des 15 Längsschnitt;

Messerschildes paarweise in der genannten Art zu kop- F i g. 2 den Messerschild im Querschnitt, wobei in der

bein, wobei die Messer eines jeden gekoppelten Mes- linken Bildhälfte ein Schnitt nach Linie H-II und in der

serpaares am Schildmantel einander gegenüberliegen. rechten Bildhälfte ein Schnitt nach Linie IH-HI der

Obwohl es zweckmäßig ist, die Vortriebsmesser paar- F i g. 1 dargestellt ist;

weise zu koppeln, wäre gegebenenfalls auch eine Kopp- 20 F i g. 3 und 4 zwei Ausführungsbeispiele für die Aus-Jung von Messergruppen, die z. B. jeweils zwei Vor- gestaltung der hydraulischen Steuerung eines nach Art triebsmesser umfassen, nach Art einer Spurstange mög- einer hydraulischen Spurstange gekoppelten Messerlich, paares.

Die zwangsweise Kopplung der Vortriebsmesser Der dargestellte Messerschild weist die parallel dicht

nach Art der hydraulischen Spurstange läßt sich in vor- 25 nebeneinander angeordneten, einen zylindrischen

leilhafter Weise steuerungstechnisch so verwirklichen, Schildmantel bildenden Vortriebsmesser 10 auf, die, wie

daß jeweils die gekoppelten Spreizzylinder über Strom- bekannt, mittels hydraulischer Pressen 11 einzeln oder

regelventil mengen- bzw. wegabhängig in Ausspreiz- gruppenweise in Vortriebsrichtung V vorpreßbar sind,

richtung beaufschlagbar sind. Anstelle der Stromregel- Jedem Vortriebsmesser 10 sind bei dem dargestellten

ventile kann aber auch mit einer dosierten Beaufschla- 30 Ausführungsbeispiel zwei hydraulische Pressen 11 zu-

gung der gekoppelten Spreizzylinder unter Verben- geordnet, die mit ihrer Kolbenstange an der Unterseite

dung eines Dosierzylinders gearbeitet werden. Dabei des zugeordneten Vortriebsmessers angreifen und die

läßt sich z. B. der eine Zylinderraum des Dosierzylinders sich gegen den gemeinsamen Stützrahmen 12 des Mes-

mit dem einen Spreizzylinder und der andere Zylinder- serschildes abstützen.

raum des Dosierzylinders mit dem anderen Spreizzylin- 35 Der Stützrahmen 12 besteht aus zwei Stützrahmender verbinden. In sämtlichen vorgenannten Fällen emp- teilen 13 und 14, die über hydraulische Vorschubpressen fiehlt es sich, diejenigen Zylinderräume der gekoppelten 15 im Nachziehschritt vorbewegbar miteinander gekophydraulischen Spreizzylinder, deren Volumen sich beim pelt sind. Außerdem sind die beiden Stützrahmenteile 13 Ausspreizen der Vortriebsmesser gegen die Ausbruchs- und 14 über Verschiebeführungen verbunden, die aus wandung vermindert, kommunizierend zu verbinden. 40 drehschlüssig ineinander gleitenden kastenförmigen Te-Wesentlich in allen vorgenannten Fällen ist, daß die als leskoprohren 16 und 17 bestehen, wie in Fi g. 2 dargezeit-, mengen- oder wegabhängige Steuerung arbeiten- stellt ist. Die Verschiebeführungen nehmen die Vorde hydraulische Steuerung der gekoppelten Messerpaa- schubpressen 15 auf. Sie sind in gleichen Winkelabstänre so ausgelegt ist, daß beim Ausspreizen des einen den über den Umfang der ringförmigen Stützrahmen-Vortriebsmessers gegen die Ausbruchswandung das an- 45 teile 13 und 14 verteilt.

dere Vortriebsmesser zwangsläufig um das gleiche Maß Mit Hilfe der hydraulischen Pressen 11 können, wie

eingefahren wird. Um hierbei auch noch eine individuel- erwähnt, die Vortriebsmesser 10 einzeln oder gruppen-

Ie Beaufschlagung der gekoppelten Spreizzylinder für weise in Vortriebsrichtung Kvorgepreßt werden, wobei

die Durchführung von Korrekturen zu ermöglichen, sich die Pressen 11 an dem rückwärtigen Stützrahmen-

wird zweckmäßig eine Zusatzventilvorrichtung verwen- 50 teil 14 abstützen. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10

det, mit der die beiden hydraulisch gekoppelten Spreiz- um den Hub ihrer hydraulischen Pressen 11 vorgepreßt

zylinder bei Bedarf auch unabhängig voneinander be- sind, kann der Stützrahmen 12 nachgeholt werden. Hier-

„ aufschlagt werden können. Diese Zusatzventilvorrich- bei wird zunächst der vordere Stützrahmenteil 13 mit

tung kann ihrerseits Stromregelventile aufweisen. Hilfe der hydraulischen Vorschubpressen 15 vorge-

* In baulicher Hinsicht empfiehlt es sich, einen Stütz- 55 drückt. Die teleskopartig ineinander gleitenden und

rahmen zu verwenden, der aus zwei im Nachziehschritt drehschlüssig ineinander geführten Verschiebeführun-

vorbewegbaren, über Vorschubpressen od. dgl. gekop- gen 16,17 verhindern hierbei relative Drehbewegungen

pelten Stützrahmenteilen besteht Dies ermöglicht es, und Verkantungen der Stützrahmenteile 13 und 14. So-

die beiden Stützrahmenteile in aufeinanderfolgenden bald der vordere Stützrahmenteil 13 vorgedruckt wor-

Schritten vorzubewegen, wobei der jeweils stehende 60 den ist, kann der rückwärtige Stützrahmenteil 14 durch

Stützrahmenteil zusammen mit den Vortriebsmessern entgegengesetzte Druckbeaufschlagung der Vorschub-

das Widerlager für den die Vorschubbewegung ausfüh- pressen 15 und/oder durch entsprechende Druckbeauf-

renden Stützrahmenteil bildet. Da die Stützrahmenteile schlagung der Pressen 11 der Vortriebsmesser 10 nach-

'von den Spreizkräften der Spreizzylinder belastet sind, gehrlt werden.

wird auf diese Weise ein störungsfreies Nachholen des 65 Die Vortriebsmesser 10 sind in Messerführungen 18

'Stützrahmens gewährleistet. Es empfiehlt sich im übri- geführt, die, wie bekannt, als T-Nutführungen ausgebil-

gen, beide Stützrahmenteile mit Spreizzylindern für die det sind. Über den Umfang der beiden Stützrahmenteile

Vortriebsmesser zu versehen. Außerdem werden die 13 und 14 verteilt sind hydraulische Söfeizzvlinder Ϊ9

5 6

angeordnet, die sich an den Stützrahmenteilen abstüt- können, sind jedem Spreizzylinder 19 zwei Stromregel· zen und mit welchen die Vortriebsmesser in radialer ventile 39 und 40 zugeordnet, von denen das eine an die Richtung gegen die (nicht gezeigte) Ausbruchswandung Pumpendruckleitung und das andere an den Rücklauf abspreizbar sind. Mit Hilfe der Spreizzylinder 19 sind angeschlossen ist und die ausgangsseitig mit einem die Messerführungen 18 zusammen mit den Vortriebs- 5 Steuerschieber 41 verbunden sind. Die Ausgänge der messern 10 abspreizbar. Die Vortriebsmesser 10 sind Steuerschieber 41 sind mit den Leitungen 21 und 38 jeweils gegen beide Stützrahmenteile 13 und 14 über bzw. 22 und 38 verbunden. Durch Betätigung der Steueinen hydraulischen Spreizzylinder 19 abgestützt. erschieber 41 können daher die hydraulischen Spreizzy-

Die auf dem zylindrischen Schildmantel jeweils dia- linder 19 unabhängig von der hydraulischen Zwangsmetral gegenüberliegenden Vortriebsmesser 10 sind io kopplung definiert beaufschlagt werden, um etwaige nach Art einer hydraulischen Spurstange gekoppelt. In Korrekturen vornehmen zu können. F i g. 2 ist die Kopplung der zugehörigen Spreizzylinder Die hydraulische Steuerung nach F i g. 4 unterschei-

19 lediglich strichpunktiert angedeutet Eine zweckmä- det sich von derjenigen nach F i g. 3 im wesentlichen nur ßige Ausführungsform der hydraulischen Kopplung ist dadurch, daß anstelle des Dosierzylinders 25 eine doin F i g. 3 gezeigt. Die beiden Spreizzylinder 19, die den 15 sierte Beaufschlagung der Spreizzylinder 19 über diametral gegenüberliegenden Vortriebsmessern 10 zu- Stromregelventile 42 erfolgt Auch hier ist die Anordgeordnet sind, sind mit ihren Zylinderräumen 20 über nung so getroffen, daß beim Ausfahren des einen Leitungen 21 und 22 an die beiden Zylinderräume 23 Spreizzylinders 19 der andere Spreizzylinder zwangs- und 24 eines Dosierzylinders 25 angeschlossen. Der Do- läufig um das gleiche Maß eingefahren wird. Mit Hilfe sierzylinder weist eine durchgehende, beidseitig aus 20 der Zusatzventilvorrichtungen 39 bis 42 ist im übrigen dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange 26 mit Do- auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine Druckbeaufsierkolben 27 auf. Der Antrieb des Kolbens 27 erfolgt schlagung der Spreizzylinder 19 unabhängig von der z. B. über einen Antriebszylinder 28, dessen Kolbenstan- hydraulischen Zwangssteuerung möglich, ge 29 über eine lediglich schematisch dargestellte Kupp- Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Aus-

lung 30 mit der Kolbenstange 26 des Dosierzylinders 25 gestaltung des Messerschildes und seiner Steuereinrichverbunden ist, so daß bei der Hin- und Herbewegung tung ermöglicht die Durchführung von definierten Steudes Kolbens 31 des Antriebszylinders 28 auch der Do- erbewegungen des Messerschildes. Damit ist auch die sierkolben 27 eine entsprechene Hin- und Herbewe- Voraussetzung dafür gegeben, die Steuerung des Mesgung ausführt. Die Steuerung des Arbeitszylinders 28 serschildes mit Hilfe eines Kleincomputers durchzufüherfolgt mit Hilfe eines Steuerventils 32, welches ein- 30 ren, welcher etwaige Abweichungen des Schildes aus gangsseitig über eine Leitung 33 an eine Hydraulikpum- seiner Sollrichtung ermittelt und in Abhängigkeit hierpe 34 sowie über eine Leitung 35 mit einem Vorratsbe- von die zur Richtungskorrektur notwendigen Steuerbehälter 36 verbunden ist aus welchem die Pumpe an- wegungen über das z. B. in F i g. 3 oder 4 dargestellte saugt Durch Umsteuerung des Ventils 32 kann somit Steuersystem durchführt. Damit läßt sich auch eine die Hubrichtung des Arbeitszylinders 28 und damit auch 35 Steuerautomatik erreichen. Wie erwähnt, kann die Bedes Dosierzylinders 25 umgesteuert werden. aufschlagung der Spreizzylinder durch eine weg-, zeit-

Die Zylinderräume 37 der beiden Spreizzylinder 19 oder mengenabhängige Steuerung erfolgen.

sind über eine Leitung 38 kommunizierend verbunden.

Wenn der Dosierkolben 27 z.B. eine Hubbewegung Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

nach links ausführt so wird eine vorbestimmte Flüssig- 40

keitsmenge über die Leitung 21 in den Zylinderraum 20
des linken Spreizzylinders 19 eingespeist während eine
entsprechende Flüssigkeitsmenge über die Leitung 22
aus dem Zylinderraum 20 des rechten Spreizzylinders 19
in den Zylinderraum 24 des Dosierzylinders angesaugt 45
wird. Der Kolben des linken Spreizzylinders führt eine
definierte Hubbewegung nach links aus, wobei die aus
dem Zylinderraum 37 dieses Spreizzylinders verdrängte
Flüssigkeitsmenge über die Leitung 38 in den Zylinderraum 37 des rechten Spreizzylinders gefördert wird. Die 50
Anordnung ist somit so getroffen, daß wahlweise der
eine oder andere Spreizzylinder 19 von dem Dosierzylinder 25 im Sinne einer Ausspreizung des zugeordneten
Vortriebsmessers gegen die Ausbruchswandung beaufschlagt werden kann, wobei der andere Spreizzylinder 55
um das Maß eingefahren wird, um welches der erstgenannte Spreizzylinder ausfährt Auf diese Weise wird
das Prinzip der hydraulischen Spurstange verwirklicht
da aufgrund der hydraulischen Kopplung und der Mengendosierung beide Spreizzylinder 19 jeweils eine ge- 60
genläufige Hubbewegung ausführen, so daß die den
Spreizzylindern zugeordneten Vortriebsmesser gleichsinnig gesteuert werden. Es versteht sich, daß das hydraulische System für sämtliche Messerpaare eine
Steuerung der vorgenannten Art erhält 65

Um unabhängig von der vorstehend beschriebenen
Zwangssteuerung Korrekturen hinsichtlich der Spreizzylinderhübe und somit der Messerlage vornehmen zu

Claims (10)

1 . 2 (19) und der andere Zylinderraum (24) des Dosierzy- Patentansprüche: linders mit dem anderen Spreizzylinder verbunden ist.

1. Steuervorrichtung für einen Messerschild, des- IZ Steuervorrichtung nach einem der Ansprüsen Vortriebsmesser einen den Ausbruchshohlraum 5 ehe 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sichernden Schildmantel bilden und einzeln oder hydraulisch gekoppelten Spreizzylinder (19) mittels gruppenweise einerseits mittels am Stützrahmen ab- einer Zusatzventilvorrichtung (39 bis 41) u.iabhängestützter Pressen vorpreßbar und andererseits mit- gig voneinander beaufschlagbar sind.

tels am Stützrahmen abgestützter Spreizmittel ge- 13. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren gen die Ausbruchswandung abspreizbar sind, da- io der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine ,[! durch gekennzeichnet, daß die am Schild- Computersteuerung des Messerschildes,
mantel gegenüberliegenden Vortriebsmesser (10) jeweils über eine Steuereinheit gekoppelt sind, wobei

bei gleichzeitiger Stellbewegung um das gleiche

Maß jeweils das eine Vortriebsmesser gegen die 15

Ausbruchswandung spreizbar und das mit ihm ge- Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ei-

koppelte andere Vortriebsmesser in Gegenrichtung ren Messerschild der im Oberbegriff des Anspruchs 1

e;nfahrbar ist angegebenen Gattung.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Messerschilde werden beim Vortrieb von Tunneln, gekennzeichnet, daß die Vortriebsmesser (10) mit- 20 Stollen oder sonstigen unterirdischen Hohlräumen im tels hydraulischer Spreizzylinder (19) gegenüber Erdreich eingesetzt Beim Einsatz der Messerschilde dem Stützrahmen (12) abspreizbar sind, und daß die stellt sich das Problem der Richtungssteuerung, wenn Spreizzylinder der am Schildmantel jeweils gegen- z. B. unterirdische Bauwerke mit Kurven aufgefahren überliegenden Vortriebsmesser nach Art einer hy- oder bei einem Verlaufen des Schildes Richtungskordraulischen Spurstange im Sinne einer gegenläufi- 25 rekturen vorgenommen werden müssen. In der Praxis gen Stellbewegung hydraulisch gekoppelt sind. erfolgt die Richtungssteuerung bzw. die Lenkbewegung

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- bei den bekannten Messerschilden in der Weise, daß auf durch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (12) aus derjenigen Schildseite, zu der hin der Schild gesteuert zwei im Nachziehschritt vorbewegbaren, über Vor- werden soll, mehrere Vortriebsmesser gleichzeitig vorschubpressen (15) gekoppelten Stützrahmenteilen 30 gepreßt werden. Die sich an dem gemeinsamen Stütz-(13,14) besteht. rahmen abstützenden hydraulischen Pressen dieser

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch Messergruppe bewirken dabei eine Verkantung und gekennzeichnet, daß beide Stützrahmenteile (13,14) Schrägstellung des Stützrahmens, so daß sich der Stützmit Spreizzylindern (19) für die Vortriebsmesser (10) rahmen und mit ihm die Vortriebsmesser zu derjenigen versehen sind. 35 Seite hin schräg stellen, an welcher die Messergruppe

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da- vorgepreßt wird. Es versteht sich, daß diese Methode durch gekennzeichnet daß die Stützrahmenteile (13, der Richtungssteuerung höchst ungenau und unzuver-14) über drehschlüssig ineinandergeführte Verschie- lässig ist und keine exakten Steuerbewegungen zuläßt, beführungen (16,17) gekoppelt sind. Dies gilt auch für bekannte Messerschilde, bei denen die

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch 40 Vortriebömesser gegen die Ausbruchswandung radial gekennzeichnet, daß die Verschiebeführungen (16, abspreizbar sind (DE-PS 6 18 695).

17) kastenförmig ausgebildet sind und die hydrauli- Aufgabe der Erfindung ist es, die Richtungssteuerung

sehen Vorschubpressen (15) aufnehmen. bzw. die Lenkbarkeit eines Messerschildes zu verbes-

7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 sern und damit die Möglichkeit zu schaffen, möglichst bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebs- 45 exakte Steuerbewegungen und Richtungskorrekturen messer (10) von Messerführungen (18) geführt sind, durchzuführen.

die mittels der Spreizzylinder (19) gegenüber dem Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im

Stützrahmen (12) abspreizbar sind. Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkma-

8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 len gelöst

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Zylin- 50 Die Erfindung besieht in ihrem Grundgedanken darderräume (37) der nach Art der hydraulischen Spur- in, die am Schildmantel gegenüberliegenden Vortriebsstange gekoppelten hydraulischen Spreizzylinder messer nach Art einer Spurstange derart zu koppeln, (19), deren Volumen sich beim Abspreizen der Vor- daß beim Abspreizen des einen Vortriebsmessers gegen triebsmesser (10) gegen die Ausbruchswandung ver- die Ausbruchswandung das gegenüberliegende Vormindert, kommunizierend verbunden sind. 55 triebsmesser zwangsläufig in Gegenrichtung eingefah-

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 ren wird. Die radiale Spreizbarkeit der Vortriebsmesser bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die nach wird hierbei also zur Richtungssteuerung in der Weise Art der hydraulischen Spurstange gekoppelten nutzbar gemacht, daß jeweils am Schildmantel diame-Spreizzylinder (19) über Stromregelventile (42) be- tral gegenüberliegende Vortriebsmesser gleichsinnig in | aufschlagbar sind. 60 die gewünschte Richtung gesteuert werden. Dabei be-

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprü- halten die gekoppelten Vortriebsmesser bei der Durchche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nach führung von Richtungsänderungen oder Richtungskor-

Art der hydraulischen Spurstange gekoppelten rekturen ihre zumindest angenäherte Parallellage

Spreizzylinder (19) über einen Dosierzylinder (25) in zwangsläufig bei. Es empfiehlt sich, die Kopplung der <

Ausspreizrichtung beaufschlagbar sind. 65 Vortriebsmesser nach Art einer hydraulischen Spur- ]

U. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch stange auszubilden, obwohl gegebenenfalls auch eine

gekennzeichnet, daß der eine Zylinderraum (23) des mechanische Kopplung od. dgl. vorgenommen werden

Dosierzylinders (25) mit dem einen Spreizzylinder könnte. Bei der hydraulischen Kopplung sind die Vor-