DE2760333C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Steuerung der Vortriebsrichtung eines Messerschildes beim Einsatz sowohl in geschlossener als auch offener Bauweise.

Bei einem bekannten Verfahren zur Steuerung der Vortriebsrichtung eines Messerschildes beim Einsatz sowohl in geschlossener als auch offener Bauweise (DE-PS 6 18 695) werden auf zumindest einige der auf Stützrahmen eines Schreitgestells abgestützten, in vorbestimmter Reihenfolge einzeln vortreibbaren Messer während ihrer Vortriebsbewegung radial zum Messermantel gerichtete, die Richtung der Messerlängsachse ändernde Kräfte ausgeübt, wobei zum Fahren einer Kurve in Abhängigkeit von der beabsichtigten Richtungsänderung die Messer zusätzlich in Umfangsrichtung des Messermantels verschoben werden.

Ein Nachteil des hierfür bekannten Vortriebsschildes besteht darin, daß Längsträger, die den Messern zugeordnet sind, einzeln über Keile oder Spindeln an dem Stützrahmen eingestellt werden müssen, wenn eine Richtungsänderung erfolgen soll. Da die dabei an den Längsträgern wirkenden Vektoren für jeden Längsträger verschieden sind, kompliziert sich der Einstellvorgang, so daß ein hohes Maß an Fachkönnen bei dem Bedienungspersonal erforderlich ist. Das mit der bekannten Vorrichtung durchführbare Verfahren ist darüber hinaus sehr zeitaufwendig und es ist eine aufwendige Mechanik erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der vorstehend geschilderten bekannten Art vorzuschlagen, das mit wesentlich geringerem maschinellem Aufwand ohne besonderes Fachkönnen des Bedienungspersonals durchgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es lediglich erforderlich, ein mittleres Messer, vorzugsweise das Firstmesser in der gewünschten Richtung über Pressen oder dergleichen eingestellt vorzutreiben. Dies ist ohne Schwierigkeiten möglich, da sich das zuerst vorgetriebene Messer unmittelbar beim Vortrieb aus der gegenseitigen Abstützung mit den benachbarten Messern löst, so daß es einen ausreichenden Bewegungsspielraum erhält. Die in Bezug auf das vorgetriebene mittlere Messer auf der Kurvenaußenseite liegenden Messer werden jeweils aufeinanderfolgend, und zwar immer das zum zuvor vorgetriebenen Messer benachbarte Messer vorgetrieben und während ihres Vortriebs an ihrer Längsseite in Richtung auf das zuvor vorgetriebene Messer mit Druck beaufschlagt, wodurch sie auf einfache Weise am Ende des Vortriebs parallel zu dem zuvor vorgetriebenen Messer ausgerichtet werden können.

Noch einfacher ist der Vortrieb der in Bezug auf das mittlere Messer auf der Kurveninnenseite liegende Messer. Wenn von diesen jeweils das zum zuvor vorgetriebenen Messer benachbarte Messer vorgetrieben wird, kann auf jegliche zusätzliche Druckausübung verzichtet werden, da sich jedes dieser Messer bei seinem Vortrieb im Bereich seiner Messerspitze am zuvor vorgetriebenen Messer abstützt und gegen Ende des Vortriebs entlang dem zugeordneten Stützteil des Nachbarmessers parallel zu diesem ausrichtet.

Bei der Anwendung des vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine gegenseitige Führung der einzelnen Messer, so daß den Messerschlössern keine Führungsfunktion mehr zukommt. Diese dienen nunmehr lediglich nur noch zur Überdeckung der einzelnen Messer, um einen Nachfall des Bodens zu verhindern. Die Überdeckung der einzelnen Messer im Bereich der Schlösser und somit das Schloßspiel können groß genug gewählt werden, um eine große Relativbeweglichkeit der einzelnen Messer in Umfangsrichtung des Messermantels zu gewährleisten, wie sie beispielsweise beim Kurvenfahren erforderlich sein kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine wesentliche Verringerung des maschinellen und personellen Aufwandes und stellt an das Können des Bedienungspersonals keine großen Anforderungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

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

Fig. 2 Längsschnitte des Firstmessers nach Fig. 1, das für eine Aufwärtsfahrt eingestellt ist, wobei dieses vor und nach einem Arbeitshub veranschaulicht ist,

Fig. 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,

Fig. 5 eine Draufsicht eines Bereichs eines Messermantels, wobei das Firstmesser mittig dargestellt ist, und

Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch den oberen Messermantel, in dem die Relativbewegungen einzelner Meser bei einer Rechtskurvenfahrt vektoriell dargestellt sind.

In der Fig. 1 ist im Längsschnitt das oberste Messer eines Messermantels 10, das sogenannte Firstmesser 1, gezeigt, das auf einem Stützrahmen 18 verschieblich abgestützt ist, der aus gewölbten Querstreben entsprechend des Tunnelquerschnitts gebildet ist. Das Firstmesser 1 weist stirnseitig eine im wesentlichen V-förmige Messerspitze 12 auf, deren einer Schenkel am vorderen Messerteil radial schwenkbar angelenkt ist, während der andere Schenkel 14 das vordere Ende 15 des Messers 1 umschließt. Die Außenfläche des angelenkten Schenkels 12 liegt in der Ebene der Außenfläche des Messers 1, so daß die schwenkbare Messerspitze 12 für eine Geradeaus-Fahrt eingestellt ist. Die Messerspitze 12 ist an ihrem Ort beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Presse, Winde usw. (nicht dargestellt) fixierbar. Die bodenseitige Lauffläche 16 des Firstmessers 1 weist in ihrem vorderen und in ihrem hinteren Bereich verschraubte Keilflächen 17 auf, die gemäß Fig. 1 in der Lauffläche 16 versenkt angeordnet und in dieser Lage für eine Geradeaus-Fahrt eingestellt sind. Ein 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 1. Das Firstmesser 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 Fig. 2 ist das Firstmesser 1 der Fig. 1 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 α bezüglich der Horizontalen a aufgewinkelt wird.

In der Fig. 3, die im wesentlichen der Fig. 2 entspricht, demgegenüber das Firstmesser 1 in entsprechender Weise für eine Abwärtsfahrt eingestellt. Die schwenkbare Messerspritze 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 Fig. 1 infolge des zwischengeschalteten Gelenkes 7 bewirkt.

Der in der Fig. 4 veranschaulichte Querschnittsbereich eines Messermantels zeigt ein zwischen Firstmesser 1 und Seitenmesser 5 (Fig. 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 Fig. 4 ferner ersichtlich ist, weist das Messer 2 an seiner einen Seitenfläche eine weitere Keilfläche 23 auf, deren Bedeutung nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben wird.

In der Fig. 6 ist der Querschnitt eines unterirdischen Hohlraumes 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 Rechtssteuerung 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, setzt 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 a nicht zulassen. Abgesehen von den Messern 1 und 5 müssen alle anderen Messer des in Fig. 6 dargestellten Querschnitts einmal in Richtung des Kurvenradius a′ 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 Fig. 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 Fig. 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 verschoben werden.

Als nächstes wird beispielsweise zum Fahren einer Rechtskurve das Messer 2 gemäß Fig. 5 vorgetrieben, wobei die Messerspitze um einen der Lage des Messers entsprechenden Betrag zur Tunnelachse hin gemäß Fig. 3 eingewinkelt ist. Gleichzeitig sind die zwischen den Laufflächen 16 des Messers befindliche verstellbaren Keilflächen gemäß Fig. 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 Fig. 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 Umfangsrichtung bezüglich eines Tunnelbogens, wobei erfindungsgemäß die einzelnen Messer in Umfangsrichtung gegenseitig durch seitlich angebrachte Keilflächen gesteuert bzw. geführt werden, wobei dem sogenannten Messerschloß keine Führungsfunktion mehr zukommt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung der Vortriebsrichtung eines Messerschildes mit auf Stützrahmen eines Schreitgestells abgestützten, in vorbestimmter Reihenfolge einzeln vortreibbaren Messern von denen ein mittleres Messer an beiden Seitenteilen und die übrigen Messer jeweils an einem gleichen, vom mittleren Messer weg gerichteten Seitenteil je ein keilförmiges Stützteil im Bereich ihrer Messerspitze aufweisen, bei welchem Verfahren sowohl in geschlossener als auch offener Bauweise auf zumindest einige der Messer während deren Vortriebsbewegung radial gerichtete, die Richtung der Messerlängsachse ändernde Kräfte ausgeübt werden, die Messer zum Fahren einer Kurve in Abhängigkeit von der beabsichtigten Richtungsänderung zusätzlich in Umfangsrichtung des Messermantels verschoben werden, das mittlere Messer unter Richtungseinstellung zuerst vorgetrieben und hierdurch die gegenseitige Stützung dieses Messers mit den benachbarten Messern gelöst wird, aufeinanderfolgend jeweils das in Bezug auf das mittlere Messer auf der Kurvenaußenseite benachbart liegende Messer vorgetrieben, während seines Vortriebs an seiner Längsseite in Richtung auf das zuvor vorgetriebene Messer mit Druck beaufschlagt und am Ende des Vortriebs entlang dem zugeordneten keilförmigen Stützteil parallel zu dem zuvor vorgetriebenen Messer ausgerichtet wird und aufeinanderfolgend jeweils das in Bezug auf das mittlere Messer auf der Kurveninnenseite benachbart liegende Messer vorgetrieben und entlang dem zugeordneten keilförmigen Stützteil parallel ausgerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Firstmesser als erstes Messer vorgetrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Richtungseinstellung beim Vortrieb der Messer stufenlos erfolgt.