DE2742332B2 - Verfahren zur Steuerung der Vortriebseinrichtung eines Messerschildes sowie eine Messerschildvortriebseinrichtung und ein Vortriebsmesser zur Durchführung eines derartigen Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Vortriebsrichtung eines Messerschildes beim Einsatz sowohl in geschlossener als auch offener Bauweise, bei dem zumindest einige der auf einem Stützrahmen abgestützten, in vorbestimmter Reihenfolge einzeln vortreibbaren Messer während ihrer Vortriebsbewegung radial gerichtete, die Richtung der

Messerlängsachse ändernde Kräfte ausgeübt werden sowie eine Messerschildvortriebseinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 6 angegebenen Gattung und ein Vortriebsmesser gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 9 angegebenen Gattung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Es ist ein Verfahren zur horizontalen und vertikalen Steuerung von Messervortrieben in der geschlossenen sowie in de^r offenen Bauweise bekannt, deren Konstruktion und Arbeitsweise zwecks Erläuterung der Steuerungsmöglichkeiten im folgenden beschrieben wird.

Der bekannte Messervortrieb besteht im wesentlichen aus einem Stützraiimen, einem Vortriebs- oder Hubrahmen und aus Vor- und Nachlauf messern, die als Verzugsmantel dienen und auf dem Stützrahmen abgestützt sind.

Zum vOrtreiben werden jeweils einzelne Vorlaufmesser mit dem HubraJimen verriegelt Die zwischen Stütz- und Hubrahmen wirkenden, hydraulisch betätigbaren Vortriebszylinderpressen schieben den Messermantel anteilig vor, wofür nur relativ geringe Kraft-, erforderlich sind. Die Haftreibung des auf dem übrigen Messermantel lastenden Erdreichs bildet das Widerlager der hydraulisch vorschreitenden Messerschildelemente, die sich infolgedessen beim Vortrieb nicht gegen den Tunnelausbau abstützen.

Nach vollständigem Messervortrieb drückt der mit allen Messern verriegelte Hubrahmen den Stützrahmen um die hydraulische Hublänge vor, und ein neues Arbeitsspiel kann beginnen.

Der Nachlaufmesserbereich bildet die Außenverschalung zum Einbringen des Betonausbaus, wobei unabhängig von der Abbindezeit des eingebrachten Ortbetons der Messervortrieb laufend fortgesetzt werden kann. Nach Freilegung eines Betonierabschnitts im Nachläufer wird die Innenverschalung vorgezogen und der nächste Abschnitt betoniert

Das Steuern des Messerschildes ist bei einseitigem Messervortr'eb durch die entstehenden Reaktionskräfte möglich. Soll der Messerverbau entsprechend einer Horizontalsteuerung z. B. in eine Rechtskurve gefahren werden, so werden auf der rechten Seite in Fahrtrichtung mehrere Messer gleichzeitig vorgetrieben. Die hierbei auftretenden Reaktionskräfte verkanten den Stützrahmen, wodurch die Kurvenf&hrt eingeleitet wird. Anschließend wird durch Vorfahren einzelnen Messer auf der linken Seite die Richtung stabilisiert.

In entsprechender Weise ist eine Vertikalsteuerung möglich. Soll der bekannte Messerverbau nach unten gesteuert werden, so werden gleichzeitig einige Seitenmetser, die sich rechts und links unten am Messermantelumfang befinden, oder aber die Bodenmesser ausgefahren. Die restlichen Seitenmesser werden anschließend paarweise, d. h. auf jeder Seite einzeln, nachgeholt. Soll der Messerverbau nach oben gesteuert werden, so werden einige Seitenmesser, die sich rechts und links oben am Messermantelumfang befinden, gleichzeitig vorgefahren. Dadurch richtet sich der Stützrahmen etwas auf. Diese Aufwärtsstellung wird stabilisiert, indem die Bodenmesser einzeln vorgefahren werden.

Das bekannte Verführen zur Kurvensteueriing beruht ilctn/.ufolge auf einer Verkantung des Stüt/.rahmens, die dann eintritt, wenn die Summe der Vortriebskräfte der <>^Γ> gleichzeitig auf eiri':r Seite vorgetriebenen Messer größer ist als die Reibun" zwischen Abstiitzungsrahmen und Messern.

Das bekannte Kurvensteuerungsverfahren hat den entscheidenden Nachteil, daß die zu einer Verkantung des Rahmens führenden Kräfteverhältnisse nicht definiert sind und von einer Vielzahl von Faktoren, wie spezifische Bodenreibung, Auflast, Auflockerung usw., abhängig sind. Auf Grund der nicht definierten Kräfteverhältnisse und insbesondere der indirekt auf den Messermantel ausgeübten Zwangskräfte infolge der Abwinkelung des Rahmens in Kurvenrichtung ist eine exakte Steuerung nur in Grenzen möglich, und es müssen die Steuervorgänge während des Messervortriebes durch geeignete Mittel praktisch ohne Unterbrechung kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Außerdem wird beispielsweise beim Auffahren einer Rechtskurve — gesehen in Vortriebsrichtung — durch die Vereckung des Rahmens die Unterstützung der Messer auf der linken Seite verhindert Hierdurch bewegen sich diese Messer beim Vorschub nach innen, was zusätzliche Hohlräume oder Auflockerung erzeugt Außerdem können hiermit in der R?-;eI nur Kurven mit sehr großen Radien durchfahren werden

Weiterhin ist ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung bekannt gewesen (DE-AS 15 34 670), bei welchem der Messermantel während des Vortriebs der einzelnen Messer gegenüber dem Schildumfang durch geeignete Druckglieder wie Keile, Hebel, Stellschrauben oder Pressen aufgeweitet werden kann. Die hierfür vorgesehene bekannte Messerschildvortriebseinrichtung weist zu diesem Zweck für jedes Messer einen eigenen Messerarm auf, der als langer freikragender Arm vorsteht und an seinem freien Ende ein geeignetes Druckglied trägt Die Möglichkeiten für eine Kurvensteuerung in horizontaler wie vertikaler Richtung sind hierbei sehr begrenzt, da die einzelnen Messer lediglich in radialer Richtung nach außen gedrückt werden können. Außerdem ist der Aufbau der Messerschildvortriebseinrichtung selber sehr aufwendig, da für jedes einzelne Messe·- ein eigener als Kragarm ausgebildeter Messerarm notwendig ist Zusätzlich übertragen diese Messerarme Hebelkräfte auf den Messerschild selber, die in Abhängigkeit von den Umständen ganz erheblich sein können.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren (DE-OS 23 35 984) wird der Tendenz des Schildes, aus der Vortriebsrichtung ins Liegende hineinzulaufen, dadurch ohne übermäßig hohe Belastungen der Schildkonstruktion entgegengewirkt, daß bei den einzelnen Messern deren Anlage an der Ausbruchswand in deren hinteren und gegebenenfalls mittleren Bereich aufgehoben und somit dort ein gewisser Freihub zwischen den Messern und der Ausbruchswand geschaffen wird. Wenn unter diesen Bedingungen die Messer vorgetrieben werden, dann kippen sie unter der Wirkung des auf ihnen lastenden Schildgewichtes in Verbindung mit den Kippkräften, die beim Vortrieb als Reaktionskräftt; der Preßzylinder über den Stützrahmen auf diese ausgeübt werden, mit ihren vorderen Enden nach oben bzw. in den Innenquerschnitt der Messerschildvortriebseinrichtung. Jedes Messer, für welches ein solcher Freihub zwischen diesem und der Ausbruchswand geschaffen wird, kann dann beim Vortreiben nur mit seiner Soitze nach innen kippen, wobei der maximal: Hub dieser Kippbewegung durch den vorgewählten Freihub festgelegt ist und eine exakte Steuerung in diesem Bereich nicht möglic ist.

Schließlich ist ein Vortriebsmesser bekannt (US-PS 19 03 866), bei welchem eine V-förmig ausgebildete Messerspitze am von!· ren Teil des Messer¹-, radial

verstellbar angelenkt ist. um durch geeignete Einstellung zu gewährleisten, daß das Messer beim Vortrieb in der gewünschten Richtung verbleibt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, das auf vergleichsweise einfache Weise eine exakte Kurvensteuerung von Messervortrieben in Vertikal- sowie in Horizontalrichtung selbst bei kleinen Krümmungsradien ermöglicht, wobei die Kräfteverhältnisse definiert sind und keine Verkantung des Stützrahmens erfolgt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäO dadurch, daß zum Fahren einer Kurve die einzelnen Messer gleichzeitig auch in Umfangsrichtung des Messermantels über jeweils zwischen ihnen und mindestens einem der ihnen unmittelbar benachbarten Messer angeordnete Verstellmittel in Abhängigkeit von der beabsichtigten Richtungsänderung verschoben werden, so daß auf jedes Messer während seiner Vortriebsbewegung eine sich aus einer radialen und einer in I Jmfangsrirhtiing wirkenden Komponente zusammengesetzte Kraft ausgeübt wird, und dadurch jede der Messerspitzen quer zur bisherigen Vortriebsrichtung um die gleiche Strecke in Richtung der zu fahrenden Kurve verschoben wird, wobei für die an der Kurveninnenseite und die an der Kurvenaußenseite angeordneten Messer die in Umfangsrichtung wirkende Komponente und für die gegen diese Messer um 90° versetzt angeordneten Messer die radiale Komponente in etwa gleich Null gewählt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben, wobei das dort definierte Ab- bzw. Aufwinkeln durch Einstellen einer in Radialrichtung schwenkbaren Messerspitze ebenso wie durch Verstellen der Lauffläche des Messers an sich bekannt ist (US-PS 19 03 866 bzw. DE-OS 23 35 984).

Erfindungsgemäß wird demnach eine Kurvensteuerung nicht dadurch eingeleitet, daß indirekt auf den Messermantel Zwangskräfte ausgeübt werden, sondern es wird der Messermantel unmittelbar in einer direkten Weise gesteuert. Hierdurch ist im Vergleich zu dem bekannten Kurvensteuerungsverfahren eine vorgegeoene Trassenführung leichter einhaltbar, so daß insgesamt die Kontrolle des Vortriebs weniger zeit- und kostenaufwendig durchgeführt werden kann und eine Korrektur der Vortriebsrichtung nur in den seltensten Fällen vorgenommen werden muß.

Der Messervortrieb, als ein in einzelne, relativ zueinander bewegliche Streifen aufgelöster Schildvortrieb, kommt naturgemäß nicht ohne Zwangsführungen der Messer gegeneinander aus. In der Praxis haben daher die einzelnen Messer Schlösser, ähnlich einer Spundwand, damit eine Längsführung der einzelnen Messer beim Vortrieb gewährleistet ist. Einerseits erfordert die gewünschte Parallelführung der einzelnen Messer beim Vortrieb eine enge Schloßführung, andererseits ist für die erforderliche Relativbeweglichkeit der Messer in Umfangsrichtung des Messermantels ein Schloßspiel erforderlich. Da diese beiden Forderungen naturgemäß konstruktiv nicht zu verwirklichen sind, hat man sich bisher in der Praxis immer durch Kompromisse in der einen oder anderen Richtung geholfen.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Konzeption, nämlich der direkten gegenseitigen Führung der einzelnen Messer, kommt dem Messerschloß keine Führungsfunktion mehr zu. Das Messerschloß hat nunmehr lediglich die Aufgabe, durch die Überdeckung der einzelnen Messer einen Nachfall des Bodens zu verhindern. Aus diesem Grunde kann auch die Überdeckung der einzelnen Messer (Schloßspiei) groß genug gewählt werden, um eine große Relativbeweglichkeit der einzelnen Messer in Umfangsrichtung des Messermantels, wie sie etwa beim Kurvenfahren erforderlich ist, zu gewährleisten.

Eine Messerschildvortriebseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit im vorderen Teil der Einrichtung angeordneten Mitteln zur radialen Beaufschlagung der Vortriebsmesser zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß jedes Vortriebsmesser im Bereich des hinteren Endes seiner Lauffläche gegen den .Stützrahmen stufenlos ausstellbare Keilflächen aufweist und daß in Umfangsrichtung des Messermantels gesehen an einem der mittleren Messer.

insbesondere am Firstmesser, im Bereich der Messer spitze beidseits Keilflächen ausgebildet sind und die restlichen Messer des Messermantels jeweils eine entsprechende seitliche Keilfläche aufweisen, die an der dem minieren Messer ahgcw;mdtpn .Srilrnfl;irhr

2n angeordnet ist, daß die dem mittleren Messer zugewandte Seitenfläche der restlichen Messer mit der gegenüberliegenden Keilfläche des Nachbarmessers zwecks (Vorlauf-)Steuerung des Messermantels in Umfangsrichtung in Eingriff bringbar ist, und daß eine

2) druckgesteuerte Verstelleinrichtung zur (Nachlaufsteuerung des Messermantels in Umfangsrichtung jeweiis zwischen benachbarten Seitenflächen zweier Messer --orgesehen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Messerschildvortriebseinrichtung sind in den Ansprüchen 7 und 8 angegeben.

Schließlich ist bei einem ^vortriebsmesser zur Verwendung in einer solchen Messerschildvortricbscinrichtung zur Durchführung des oben erläuterten

!■) Verfahrens, bei dem am vorderen Messerteil eine im wesentlichen V-förmige Messerspitze zumindest radial verstellbar angelenkt ist, deren Schenkel das vordere Ende des Vortriebsmessers umschließen und deren radiale Verstellbarkeit gegenüber dem Vortriebsmesser durch zwischen dem und/oder den Schenkeln und dem vorderen Messerteil wirkende Verstellelemente erreichbar ist, erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Messerspitze an einem Schenkelende mit dem Vortriebsmesser gelenkig verbunden ist, daß die Außenfläehe der Messerspitze in nicht ausgestellter Stellung mit der Außenfläche des Vortriebsmessers fluchtet und daß das Vortriebsmesser im Bereich des vorderen und des hinteren Endes seiner Lauffläche gegen den Stützrahmen stufenlos ausstellbare Keilflächen aufweist.

on Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Vortriebsmessers sind in den Ansprüchen 10 bis 13 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Firstmesser des Messermantels mit einer schwenkbaren Messerspitze und bodenseitig ausstellbaren Keilflächen, wobei das Messer auf eine Geradeaus-Fahrt eingestellt ist,

F i g. 2 Längsschnitte des Firstmessers nach F i g. 1,

bo das für eine Aufwärtsfahrt eingestellt ist, wobei dieses vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht ist,

F i g. 3 Längsschnitte des Firstmessers entsprechend der Fig.2, wobei dieses für eine Abwärtsfahrt eingestellt ist und vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht ist,

Fig.4 einen Querschnittsbereich eines Messermantels,

F i g. 5 eine Draufsicht eines Bereichs eines Messer-

mantels, wobei das Firstmesser miltig dargestellt ist. und

F" i g. 6 einen schcmatischcn Querschnitt durch den oberen Messcrmantel, in dem die Relativbewcgungen ein/einer Messer bei einer Rechtskurvenfahrt vektoricll dargestellt sind.

In der F-" i g. I ist im Längsschnitt das oberste Messer eines Messermantels 10. das sogenannte Firstmesser I. gezeigt, das auf einem Stützrahmen 18 verschieblieh abgestützt ist. der aus gewölbten Querstreben entsprechend des Tunnelquerschnitts gebildet ist. Das Firstmesser 1 weist stirnseitig eine im wesentlichen V-förmige Messerspilze 12 auf. deren einer Schenkel am vorderen Messerteil radial schwenkbar angclcnk; ist. während der andere Schenkel 14 das vordere Ende 1.5 des Messers 1 umschließt. Die Außenfläche des angelenkten Schenkels 12 liegt in der Ebene der Außenfläche des Messers I, so daß die schwenkbare Messerspitze 12 für eine Geradeaus-Fahrt eingeteilt ist. Die Messerspitze 12 ist an ihrem Ort beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Presse. Winde usw. (nicht dargcstclh) fixierbar. Die bodenseitige Lauffläche 16 des Firstmessers 1 weist in ihrem vorderen und in ihrem hinteren Bereich verschraubte Keilflächen 17 auf, die gemäß F i g. 1 in der Lauffläche 16 versenkt angeordnet und in dieser Lage für eine Geradeaus-Fahrt eingestellt sind. F.in gemäß Fig. 1 nach links vortreibendes Firstmesser 1 ist somit auf seiner Lauffläche 16 tangential auf der Oberseite des Stützrahmens 18 verschieblich, ohne daß die versenkten Keilflächen 17 mit dem Stützrahmen 18 in einen Eingriff gelangen können. Die Schneidkante der schwenkbaren Messerspitze 12 bewegt sich demnach während eines Arbeitsspiels des Firstmessers 1 auf einer Horizontalen a und parallel zur Lauffläche 16 des Firstmessers I. Das Firstmesscr 1 ist mit dem Messerschwanz 6. das als Nachlauf-Messer ausgebildet sein kann, mittels eines Gelenkes 7 verbunden. Dieses Gelenk gewährleistet, daß bei Kurvenfahrt oder Richtungskorrektur keine Zwängung in das Messer hineingetragen wird und eine gewisse Abknickung dadurch ermöglicht ist.

In F i g. 2 ist das Firstmesser 1 der Fig. I für eine Aufwärtsfahrt eingestellt und vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht. Die Einstellung für eine Aufwärtsfahrt erfolgt dadurch, daß die schwenkbare Messerspitze 12 beispielsweise durch eine nicht dargestellte hydraulische Presse gemäß Zeichnung im Uhrzeigersinn um einen vergleichsweise geringen Winkel nach oben verstellt und die im vorderen Bereich des Messers bodenseitig versenkte Keilflächen 17 angestellt werden, so daß diese aus der Ebene der Lauffläche 16 heraustreten und bei einem Vorwärtshub mit dem Stützrahmen 18 in Eingriff gelangen, wodurch das Firstmesser insgesamt um einen Winkel λ bezüglich der Horizontalen a aufgewinkelt wird.

In der Fig.3, die im wesentlichen der Fig.2 entspricht, ist demgegenüber das Firstmesser 1 in entsprechender Weise für eine Abwärtsfahrt eingestellt. Die schwenkbare Messerspitze 12 ist hierbei abgewinkelt, und es ist die im hinteren Laufflächenbereich angeordnete Keilfläche angestellt, während die im vorderen Bereich der Lauffläche angeordneten zweiten Keilflächen versenkt sind, so daß das Firstmesser 1 bei einem Vorwärtshub insgesamt um einen Winkel β bezüglich der Horizontalen a abgewinkelt ist

Die Aufwinkelung α gemäß Fig.2 bzw. die Abwinkelung β gemäß Fig.3 des Firstmessers 1 bewirkt, daß das Firstmesser 1 mit unterschiedlicher, exakt vorgebbarer Richtungsänderung in das Erdreich vortreibbar ist, wobei die Richtungsänderung keine

Zwängung des Messerschwanzes 6 gemäß F i g. I infolge des zw ischcngcschaltetcn Gelenkes 7 bewirkt.

Der in der Fig. 4 veranschaulichte Querschnittsbereich eines Messermantels zeigt ein zwischen Firstmesser 1 und Seitenmesser 5 (F i g. 6) angeordnetes Messer 2, aus der die Querschnittsform der Lauffläche 16 und der versenkbaren Keilflächen 17 entnehmbar ist. Für ein Anstellen der Keilflächen 17 werden die Imbusschrauben 19 verstellt.

Wie aus der F i g. 4 ferner ersichtlich ist, weist das Messer 2 an seiner einen Seitenfläche eine weitere Keilfläche 23 auf. deren Bedeutung nachfolgend im Zusammenhang mit den F i g. 5 und 6 beschrieben wird.

In der F i g. 6 ist der Querschnitt eines unterirdischen

1 lohlraumes mit einem Stützrahmen 18, einem Firstmesser 1, einem Seitenmesser 5 und einem dazwischen liegenden Messer 3 schematisch dargestellt. Der Bewegungsablauf der einzelnen Messer soll bei einer Rechtskurvenfahrt verdeutlicht werden. Der dem Kurvenradius für die Rechtsstetierung zugeordnete Verschiebungsvektor sei a. Während die Messerspitzen des Messers 1 und des Messers 5 während des Vortriebs direkt um den Vektor a verschoben werden können, setz.t sich die Bewegung des Messers 3 aus zwei Bewegungen zusammen, die vektoriell addiert den Verschiebungsvektor ergeben. Die vektorielle Zusammensetzung aus zwei zueinander senkrecht stehenden Bewegungen ist deshalb erforderlich, weil die Lagerungsbedingungen der Messer eine (schiefe) Biegung in Richtung des Vektors ;i nicht zulassen. Abgesehen von den Messern 1 und 5 müssen alle anderen Messer des in Fig. 6 dargestellten Querschnitts einmal in Richtung des Kurvenradius .-i'und zum anderen auf dem Umfang des Unterstützungsrahmens a"verschoben werden.

Die Steuerung des Seitenmessers 5 in Richtung a sowie die Steuerung des dazwischen liegenden Messers 3 in Richtung a'erfolgt in der Weise wie dies bei einem Firstmesser 1 für eine Abwärtsfahrt gemäß Fig. 3 vorstehend beschrieben worden ist.

Die Steuerung des Firstmessers 1 in Richtung a sowie die Steuerung des dazwischen liegenden Messers 3 gemäß F i g. 6 in Richtung des Vektors a"bedeutet eine Verschiebung des entsprechenden Messers auf dem Umfang des Stützrahmens 18. Für eine diesbezügliche Umfangssteuerung weist das Firstmesser 1 gemäß den Fig. 5 und 6 im Bereich der Messerspitze 15 beidseits Keilflächen 22 auf, und es ist bei den restlichen Messern

2 und 2'. 3 und 3' des Messermantels 10 gemäß F i g. 5 jeweils eine entsprechende seitliche Keilfläche 23 ausgebildet, die an der dem mittleren Firstmesser 1 abgewandten Seitenfläche angeordnet ist. Die dem mittleren Firstmesser 1 zugewandte Seitenfläche der restlichen Messer 2 und 2', 3 und 3' ist mit der gegenüberliegenden Keilfläche des Nachbarmessers zwecks einer Vorlaufsteuerung des Messermantels 10 in Umfangsrichtung in einen Eingriff bringbar. Weiterhin befinden sich zwischen den einzelnen Messern hydraulische Pressen oder mit Hilfe von Druckmedien expandierbare Leisten.

Im Betrieb in der geschlossenen Bauweise wird zunächst das Firstmesser 1 vorgeschoben. Sofort mit der Einleitung des Vorschubs erhält das Messer eine relative Bewegungsfreiheit zu den benachbarten Messern und kann nunmehr mit Hilfe von zwischen den Messern 1 und 2 befindlichen dauernd oder vorübergehend mit Messern 2 verbundenen hydraulischen Pressen oder expandierbaren Leisten auf dem Umfang des Stützrahmens 18 in der gewünschten Richtung verscho-

ben weiden.

Als nächstes wird beispielsweise zum Fahren einer Rechtskurve das Messer 2 gemäß F i g. 5 vorgetrieben, wobei die Messerspitze um einen der Lage des Messers entsprechenden Betrag zur Tunnelachse hin gemäß Fig. 3 eingew'inkelt ist. Gleichzeitig sind die zwischen den Laufflächen 16 des Messers befindlichen verstellbaren Keilflä^hen gemäß F i g. 3 im hinteren Teil des Messers entsprechend aufgestellt. Durch diese Maßnahmen wird die Messerspitze beim Vorschub um den der Lage des Messers entsprechenden Vektor a' verschoben. Die Verschiebung des Messers um den Vektor a" auf dem Umfang des Stützrahmens 18 geschieht durch Betätigung der druckgesteuerten Verstelleinrichtung 20 zwischen den Messern 2 und 3 bzw. durch entsprechende Expansionsleisten. In gleicher Weise werden alle Messer der linken Seite gemäß Fig. 5. gesehen in Vortriebsrichtung, entsprechend verschoben.

Analog den vorangegangenen Erläuterungen ist beim Vorschub des Messers 2' dessen Messerspitze von der Tunnelachse, wie in F i g. 3 veranschaulicht, abgewinkelt. Gleichzeitig sind die zwischen den Laufflächen im vorderen Teil des Messers befindlichen verstellbaren Keilflächen 17 gemäß Fig. 2 aufgestellt, so daß die Messerspitze beim Vorschub um den Vektor a' nach außen verschoben wird. Gleichzeitig wird das Messer durch das Auflaufen auf den Keil des Messers 1 um den Vektor a"auf dem Messerbogen verschoben.

Die erfindungsgemäße Steuerung gestattet demnach eine exakte, lagefixierbare Steuerung jedes einzelnen Messers sowohl in Radial- als auch in Umfangsrichuing bezüglich eines Tunnelbogens, wobei erfindungsgemäß die einzelnen Messer in Umfangsrichuing gegenseitig durch seitlich angebrachte Keilflächen gesteuert Ivw. geführt werden, wobei dem sogenannten Messerschloß keine Führungsfunktion mehr zukommt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnjngen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Vortriebsrichtung eines Messerschildes beim Einsatz sowohl in geschlossener als auch offener Bauweise, bei dem auf zumindest einige der auf einem Stützrahmen abgestützten, in vorbestimmter Reihenfolge einzeln vortreibbaren Messer während ihrer Vortriebsbewegung radial gerichtete, die Richtung der Messer-Iängsachse ändernde Kräfte ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Fahren einer Kurve die einzelnen Messer gleichzeitig auch in Umfangsrichtung (a") des Messermantels über jeweils zwischen ihnen und mindestens einem der \s ihnen unmittelbar benachbarten Messer (2 bzw. 2"; 1 bzw. 3) angeordnete Verstellmittel (20; 22; 23) in Abhängigkeit von der beabsichtigten Richtungsänderung verschoben werden, so daß auf jedes Messer während seiner Vortriebsbewegung eine sich aus einer radialen und einer in Umfangsrichtung wirkenden Komponente zusammengesetzte Kraft ausgeübt wird, und dadurch jede der Messerspitzen quer zur bisherigen Vortriebsrichtung um die gleiche Strecke in Richtung der zu fahrenden Kurve verschoben wird, wobei für die an der Kurveninnenseite und die an der Kurvenatißenseite angeordneten Messer die in Umfangsrichtung wirkende Komponente und für die gegen diese Messer um 90° versetzt angeordneten Messer die radiale Komponente in etwa gleich Null gewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Arbeitsspiel eines Vortreibhubes sämtlicher Messer (VS) durch das Firstmesser (1) eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vortreibende Messer (1) in Mantelumfangsrichtung (a") durch eine zwischen diesem und dem Nachbarmesser geschaltete Verstelleinrichtung (20) stufenlos gesteuert wird. «

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab- bzw. Aufwinkeln durch Einstellen einer in Radialrichtung schwenkbaren Messerspitze (12) des Messers vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab- bzw. Aufwinkeln durch Verstellen der Lauffläche (16) des Messers bezüglich des Stützrahmens (18) vorgenommen wird.

6. Messerschildvortriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der übrigen vorhergehenden Ansprüche, mit im vorderen Teil der Einrichtung angeordneten Mitteln zur radialen Beaufschlagung der Vortriebsmesser, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Vortriebsmesser (1) im Bereich des hinteren Endes seiner Lauffläche (16) gegen den Stützrahmen stufenlos ausstellbare Keilflächen (17) aufweist und daß in Umfangsrichtung des Messermantels gesehen an einem der mittleren Messer, insbesondere am Firstmesser (1), im Bereich der Messerspitze (15) beidseits Keilflächen (22) ausgebildet sind und die restlichen Messer (2, 2', 3, 3') des Messermantels (10) jeweils eine entsprechende seitliche Keilfläche (23) aufweisen, die an der dem mittleren Messer (I) abgewandten Seitenfläche angeordnet ist, daß die dem mittleren Messer (1) zugewandte Seitenfläche der restlichen Messer mit der gegenüberliegenden Keilfläche des Nachbarmessers zwecks (Vorlauf-)Steuerung des Messermantels (10) in Umfangsrichtung in Eingriff bringbar ist, und daß eine druckgesteuerte Verstelleinrichtung (20) zur (Nachlauf-)Steuerung des Messermantels in Umfangsriehtung jeweils zwischen benachbarten Seitenflächen zweier Messer vorgesehen ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurci gekennzeichnet, daß die druckgesteuerte Verstelleinrichtung (20) eine hydraulische Presse ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (20) eine druckfluidgesteuerte verschleißfeste Verstelleiste aufweist, die seitlich an jedem Messer angeordnet ist und mit der Nachbarseitenfläche eines Messers in Eingriff bringbar ist

9. Vortriebsmesser zur Verwendung in einer Messerschildvortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem am vorderen Messerteil eine im wesentlichen V-förmige Messerspitze zumindest radial verstellbar angelenkt ist, deren Schenkel das vordere Ende des Vortriebsmessers umschließen und deren radiale Verstellbarkeil gegenüber dem Vortriebsmesser durch zwischen dem und/oder den Schenkeln und dem vorderen Messerteil wirkende Verstellelemente erreichbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerspitze (12) an einem Schenkelende mit dem Vortriebsmeiiser gelenkig verbunden ist, daß die Außenfläche der Messerspitze (12) in nicht ausgestellter Stellung mit der Außenfläche des Vortriebsmessers fluchtet und daß das Vortriebsmesser (1; 2; 2'; 3; 3'; 5) im Bereich des vorderen und des hinteren Endes seiner Lauffläche (16) gegen den Stützrahmen stufenlos ausstellbare Keilflächen (17) aufweist

10. Vortriebsmesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerspitze (12) über hydraulische oder, wie an sich bekannt, über mechanische Verstellmittel — z. B. Winden — stufenlos verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei kardanischer Anlenkung der Messerspitze (12) diese einen Führungssporn auf der Auflauffläche des ersten Schenkels (14) aufweist.

12. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Keilfiächc zwischen ihr und dem übrigen Messerkörper versenkbare Stellschrauben (19), insbesondere Imbusschrauben, oder eine hydraulische Verstellvorrichtung vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (1) und der zugehörige Messerschwanz (6) in an sich bekannter Weise durch ein Gelenk (7) verbunden sind.