DE2829053C3 - Bearing for the cutting wheel of an excavation shield working with compressed air or liquid-supported face - Google Patents
Bearing for the cutting wheel of an excavation shield working with compressed air or liquid-supported faceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Lagerung des Schneidrades einer mit druckluft- oder flüssigkeitsabgestützter Ortsbrust arbeitenden Schildvortriebsmaschine, bei der das Schneidrad drehbar innerhalb der bzw. einer der Schottwände gelagert ist, wobei die Lageranordnung zwei in der Schottwand verlagerte Außengehäusehälften aufweistThe invention relates to the mounting of the cutting wheel with a compressed air or liquid supported Working face shield tunneling machine in which the cutting wheel is rotatable within the or one of the Partition walls is mounted, the bearing arrangement having two outer housing halves displaced in the partition wall having
Bei dem in der DE-AS 15 34 605 beschriebenen Vortriebsschild wird die Beweglichkeit des Bohrkopfes dadurch erreicht, daß der Lagerkörper als plattenförmiger Jochträger ausgebildet ist und Armansätze aufweist, mit denen er in Aussparungen des Schildmantels längsverschieblich und kippbar gelagert ist, so daß eine Längsbewegung auch mit einer Kippbewegung kombiniert werden kann. Auf der rückwärtigen Seite des Jochträgers greifen hierbei hydraulische Pressen an, die sich gegen die Schottenwand abstützen, wobei die hydraulischen Pressen den Bewegungen des jochträgers folgen können. Mit einer derartigen Lagerung des Bohrkopfes kann eine vollständige Abdichtung bei voller Beweglichkeit in allen Richtungen nicht erreicht werden, weil der |ochträger an den Enden der Armansätze Kugelkalotten trägt, die eine sichere Abdichtung nicht ermöglichen. In der DE-AS 15 34 688 ist eine Tunnelbohrmaschine beschrieben, bei der die Drehachse des drehbaren Fräsers zwecks Änderung der Bohrrichtung gegenüber der Schildlängsachse verschwenkbar ist. Die Verbesserung der Verschwenkung der Fräserdrehachse wird dadurch erreicht, daß das demIn the propulsion shield described in DE-AS 15 34 605, the mobility of the drill head is achieved in that the bearing body is designed as a plate-shaped yoke beam and has arm attachments with which it is longitudinally displaceable and tiltable in recesses in the shield jacket, so that a longitudinal movement can be combined with a tilting movement. Hydraulic presses act on the rear side of the main girder and are supported against the bulkhead wall, the hydraulic presses being able to follow the movements of the main girder. With such a mounting of the drill head, a complete seal with full mobility in all directions cannot be achieved because the tube carrier carries spherical caps at the ends of the arm attachments, which do not allow a secure seal. In DE-AS 15 34 688 a tunnel boring machine is described in which the axis of rotation of the rotatable milling cutter can be pivoted relative to the longitudinal axis of the shield in order to change the drilling direction. The improvement of the pivoting of the milling cutter axis of rotation is achieved in that the dem
ί Fräser benachbarte Lager der Fräserwelle im Schild außermittig verlagerbar ist, wobei Justierglieder für eine relativ zur Schildlängsachse radiale Verstellung der vorderen Lagerung der Fräserwelle vorgesehen sind. Die Verstellung erfolgt dabei durch Stellschrauben undί Milling cutter shaft adjacent bearings in the shield Can be displaced off-center, adjusting members for a radial adjustment of the relative to the longitudinal axis of the shield front storage of the cutter shaft are provided. The adjustment is made by adjusting screws and
ίο stufenweise Einlagerung von Zwischenscheiben. Jedoch sind bei einer derartigen Anordnung Voraussetzungen gleichzeitig für eine Steuerung des Schneidrades und eine sichere Abdichtung zwischen vorderem Druckraum und Tunnelraum nicht gegeben. In der DE-ASίο Gradual storage of spacers. However are prerequisites for a control of the cutting wheel and at the same time in such an arrangement a secure seal between the front pressure space and the tunnel space is not given. In the DE-AS
i: 25 04 370 ist eine Vortriebsmaschine beschrieben, bei der die Einstellbarkeit des Bohrkopfes dadurch erreicht wird, daß Schwenklager vorgesehen sind, die gleichzeitig höhenversetzbar und in verschiedenen Höheneinstellungen feststellbar sind. Diese Art von Verschwenkbarkeit läßt eine sichere Abdichtung gegen den Innenraum der Vortriebsmaschine nicht zu. In der DE-OS 22 34965 ist eine Schüdvortriebsmaschine beschrieben, bei der Kardangelenke vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, daß der Lagerkörper des Bohrkopfes mit Führungsorganen verbunden ist Auch diese Anordnung läßt neben der Verstellbarkeit eine sichere Abdichtung des Inneren der Vortriebsmaschine nicht zu. In der DE-OS 26 15 264 ist eine Vortriebseinrichtung für das Auffahren von Tunneln, Stollen u. dgl.i: 25 04 370 a tunneling machine is described in the adjustability of the drill head is achieved in that pivot bearings are provided, which at the same time adjustable in height and can be locked in different height settings. This kind of pivotability does not allow a secure seal against the interior of the tunneling machine. In the DE-OS 22 34 965 describes a tunneling machine in which cardan joints are provided, which are arranged in such a way that the bearing body of the drill head is connected to guide members, too this arrangement allows, in addition to the adjustability, a secure sealing of the interior of the tunneling machine not to. In DE-OS 26 15 264 a propulsion device for driving tunnels, tunnels and the like.
beschrieben, bei der zur Richtungssteuerung des Schildes über den Schildumfang verteilt mehrere ausstellbare Spreizorgane vorgesehen sind, die gegenüber der vertikalen und horizontalen Längsmittelebene des Schildes unter einem spitzen Winkel in Umfangsrichtung versetzt an dem Schild angeordnet sind. Mittels dieser Spreizorgane ist zwar eine Richtungssteuerung des Bohrkopfes möglich, jedoch bietet diese Anordnung keine geeigneten Voraussetzungen für die Ausbildung einer sicheren Abdichtung gegen das Innere derdescribed, in the case of the direction control of the shield distributed over the circumference of the shield several expandable spreading members are provided, which are opposite to the vertical and horizontal longitudinal center plane of the shield are arranged offset on the shield at an acute angle in the circumferential direction. Means Although these spreading members allow directional control of the drill head, this arrangement offers no suitable conditions for the formation of a secure seal against the interior of the
■»o Vortriebsmaschine. Allen bekannte? Anordnungen zur Richtungssteuerung des Vortriebsschildes ist gemeinsam, daß es sich nicht um Hydroschilde handelt und daher die Aufgabe nicht besteht, neben den Mitteln zur Richtungssteuerung zusätzlich Mittel zur sicheren■ »o tunneling machine. Known to all? Arrangements for Direction control of the propulsion shield has in common that it is not a question of hydroshields and therefore the task does not exist, in addition to the means for direction control, in addition means for safe
■»5 Abdichtung vorzusehen. Auch sind die vorgesehenen Mittel zur Richtungssteurung in ihrem konstruktiven Aufbau von der angemeldeten Erfindung derart verschieden, daß sie die Erfindung nicht nahelegen.■ »5 Sealing to be provided. They are also provided Means for direction control in their structural design of the pending invention in such a way different that they do not suggest the invention.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, für einen Hydroschild mit einer druckluft- oder flüssigkeitsabgestützten Ortsbrust für das Schneidrad eine Lagerung zu entwickeln, die eine weitgehende Richtungssteuerung des Schneidrades möglich macht und eine vollständige und wirksame Abdichtung zwischen vorderem Druckraum und Tunnelraum gewährleistet, wobei auf eine Lagerung und Führung des Bohrkopfes der DE-AS 15 34 605 zu verzichten war, weil die dort vorgesehene Kugelkalotte auf kleiner Fläche Abstützdrücke erzeugt, die eine sichere Abdichtung nicht gewährleisten.The invention is based on the task of a hydroshield with a compressed air or liquid supported Developing a face for the cutting wheel that allows extensive directional control of the cutting wheel makes possible and a complete and effective seal between the front pressure chamber and tunnel space guaranteed, with a storage and guidance of the drill head of the DE-AS 15 34 605 was to be waived because the one provided there The spherical cap generates support pressures on a small area that do not guarantee a secure seal.
Die Erfindung besteht darin, daß die beiden Außengehäusehälften der Lageranordnung eine Ausnehmung aufweisen, in die, die sie umgebende Schottwand mit an ihr ausgebildeten Gleitflächen in radialer Richtung gleitbeweglich eingreift, daß sie mit kugelkalottenartig ausgebildeter Innenfläche in Richtung der Drehachse des Schneidrades kippbeweglich auf kugelförmigen Gleitflächcn eines sich auf dem Getriebegehäuse abstützenden Lagerringes gelagertThe invention consists in that the two outer housing halves of the bearing arrangement have a recess have, in the, the bulkhead wall surrounding it with sliding surfaces formed on it in engages slidably in the radial direction that it engages with a spherical cap-like inner surface in the direction the axis of rotation of the cutting wheel is tiltable on spherical sliding surfaces of one on the Gear housing supporting bearing ring stored
sind, der in seinem mittleren Bereich eine Ausnehmung aufweist, in die ein mit den beiden Außengehäusehälften verbundener Verbindungsring mit Spiel eingreift, dessen innere, sich am Lagerring abstützende Auflagerflache eine die Kippbewegung zwischen Lagerring und Lageraußengehäuse ermöglichende Ausbildung aufweist, wobei die Außengehäusehälften gegen die Schottwandgleitflächen Ober eine der Lagerring gegen das Getriebegehäuse beidseitig der Schottwand über je eine stopfbuchsenartig nachstellbare Dichtung abgedichtet sind.are, which has a recess in its central area, into which one with the two outer housing halves connected connecting ring engages with play, the inner bearing surface of which is supported on the bearing ring has a design that enables the tilting movement between the bearing ring and the bearing outer housing, the outer housing halves against the bulkhead sliding surfaces above one of the bearing rings the gear housing is sealed on both sides of the bulkhead by a seal that can be adjusted like a stuffing box are.
Der technische Fortschritt der Erfindung besteht darin, daß bei Aufrechterhaltung des Vorteils eines atmosphärischen Luftdruckes im Schildinnenraum, nämlich hinter der Schottwand, die Steuerbarkeit des Schildes dadurch erheblich verbessert ist, daß die Lageranordnung, die das Getriebegehäuse bzw. die Getriebefälle führt, drei Bewegungen möglich macht, nämlich eine Radialbewegung, eine Längsverschiebung und schließlich eine Kippbewegung des Schneidrades, und daß bei allen Bewegungen gleichzeitig die erforderliche Dichtwirkung vorhanden ist und auch dann erhalten bleibt, wenn Teile der Dichtung nach längerer Benutzung erneuert werden müssen.The technical advance of the invention is that while maintaining the benefit of a atmospheric air pressure in the shield interior, namely behind the bulkhead, the controllability of the Shield is significantly improved in that the bearing assembly that the gear housing or the Gear case leads, makes three movements possible, namely a radial movement, a longitudinal displacement and finally a tilting movement of the cutting wheel, and that with all movements simultaneously the The required sealing effect is present and is retained even if parts of the seal are after need to be renewed after prolonged use.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Außenlagergehäuse mit Abstützplatten versehen, zwischen die und die gegenüberliegenden Teile der Schottwand zur Radialverstellbarkeit und Justierung des Lagergehäuses innerhalb der Schottwand Führungsleisten von unterschiedlicher Stärke einschiebbar sind. Diese Ausbildung bietet die Möglichkeit, die Position des Lagergehäuses zu justieren zwecks einer radialen Verstellung der Lageranordnung in bezug aul den Mantel des Gehäuses.In a further embodiment of the invention, the outer bearing housing is provided with support plates, between the and the opposite parts of the bulkhead for radial adjustability and adjustment of the bearing housing within the bulkhead guide strips of different thicknesses can be inserted are. This training offers the opportunity to adjust the position of the bearing housing for the purpose of a radial adjustment of the bearing arrangement in relation to the casing of the housing.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung und als Vertikal-Schnitt den vorderen Teil eines Schildes für einen mechanischen Tunnelvortrieb mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust;F i g. 1 shows in a schematic representation and as a vertical section the front part of a shield for a mechanical tunnel drive with a liquid-supported face;
F i g. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den mittleren Teil von F i g. 1 mit dem Schneidrad mit Lagerung und Getriebe;F i g. 2 shows the middle one in an enlarged representation Part of Fig. 1 with the cutting wheel with bearing and gear;
Fig.3 zeigt eine Schnittdarstellung der kompletten Lageranordnung für das Getriebegehäuse bzw. die Getriebewelle;3 shows a sectional view of the complete Bearing arrangement for the gear housing or the gear shaft;
F i g. 4 2.eigt eine Vorderansicht tier Lageranordnung gemäß Pfeil 99 in Fig.3 mit der Darstellung der Elemente für die radiale Verschiebbarkeit der Lageranordnung. F i g. Figure 4 shows a front view of the bearing assembly according to arrow 99 in Figure 3 with the representation of the elements for the radial displaceability of the bearing arrangement.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 ist der Schildmantel mit 40, die vordere Schneidkante des Schildmauels mit 41 und das Schneidrad mit 42 bezeichnet; 43 ist die Schottwand, die das Schildinnere gegen den Überdruckbereich abdichtet, der mit 44 bezeichnet ist. 45 sind die Druckzylinder, mit deren Hilfe sich der Schild gegen die Tübbings 46 abstützt. Das Schneidrad 42 ist auf einer Antriebswelle 50 befestigt.In the illustration according to FIGS. 1 and 2, the shield jacket is 40, the front cutting edge of the Schildmauels with 41 and the cutting wheel with 42; 43 is the bulkhead that is the inside of the shield seals against the overpressure area, which is denoted by 44. 45 are the pressure cylinders, with their help the shield is supported against the segments 46. The cutting wheel 42 is attached to a drive shaft 50.
Mit 48 ist in F i g. 1 diejenige Zone hinter der Schottwand V bezeichnet, in der bereits atmosphärischer Druck vorhanden ist, womit das Arbeiten innerhalb des Vortriebsschildes erleichtert wird und auch Drucklufterkrankungen verhindert werden.At 48 in FIG. 1 denotes the zone behind the bulkhead V in which atmospheric pressure is already present, which makes working within the jacking shield easier and also prevents compressed air diseases.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den mittleren Teil des Schneidrades 42 mit der Lagerausbildung, deren Einzelheiten sich aus der Darstellung in Fig.3 ergeben. Gemäß der Darstellung in Fi g. 2 befindet sich hinter dem erfindungsgemäßen Lager das Getriebe til,Fig. 2 shows an enlarged view of the middle Part of the cutting wheel 42 with the bearing training, the details of which can be found in the illustration in FIG result. According to the illustration in Fi g. 2 is located behind the bearing according to the invention the transmission til,
dessen Umrisse lediglich angedeutet wurden, weil Getriebeausbildungen zum Antrieb des Schneidrades im wesentlichen bekannt sind.the outlines of which were only hinted at because gear trainings for driving the cutting wheel in essential are known.
Wie F i g. 3 erkennen läßt, sind die beiden Außengehäusehälften 3 derart ausgebildet, daß sie eineLike F i g. 3 shows the two outer housing halves 3 designed such that they have a
in Ausnehmung aufweisen. In diese Ausnehmung greift die Schottwand Γ mit Gleitführungen 1 in radialer Richtung ein. Durch diese Ausbildung entsteht eine Verbindung zwischen der Schottwand Γ und den anschließenden Teilen einerseits und der Lageranordnung andererseits, die in radialer Richtung gleitbeweglich ist Außerdem sind die Außengehäusehälfxen, die auf der Innenseite die Form einer Kugelkalotte haben, auf dem Lagerring 2 gelagert, dessen Oberfläche der Form der Kugelkalotte angepaßt ist. Durch eine Relativbewegung zwischen den Außengehäusehälften 3 und dem Lagerring 2 kann die Antriebswelle 50 mittels der kugelförmigen Gleitflächen 32 eine Kippbewegung ausführen. Der Lagerring 2 weist im mittleren Bereich eine Ausnehmung 33 auf, in die ein mit den beiden Außengehäusehälften verbundener Verbindungsring 4 mit Spiel eingreift, wodurch die Kippbewegung in beiden Richtungen, nämlich nach vorn und nach rückwärts, eine Begrenzung erhält. Hierbei sind die Außengehäusehälften 3 gegen die Schottwandleitführungen 1 über Dichtungen 19,20 und der Lagerring 2 gegen das Getriebegehäuse 47 beidseitig der Schottwand Γ über je eine Dichtung 18, 20' abgedichtet, wobei besonders vorteilhaft ist, daß die erwähnten Dichtungen durch Stopfbuchsen jederzeit nachstellbar und auswechselbar sind. Das Getriebegehäuse 47 ist Iängsverschieblich gelagert In Aussparungen des Lagerringes 2 sind Stopfbuchsen 5 vorgesehen, deren Nachstellung durch Stellschrauben 23 erfolgt Die Dichtungen 19 und 20 sind gesichert durch Stopfbuchsen 6, die durch Befestigungsmittel 26 und 28have in recess. The engages in this recess Partition wall Γ with sliding guides 1 in the radial direction. This training creates a connection between the bulkhead Γ and the adjoining parts on the one hand and the bearing arrangement on the other, which is slidable in the radial direction In addition, the outer housing halves, which are on the inside Have the shape of a spherical cap, mounted on the bearing ring 2, the surface of which has the shape of the spherical cap is adapted. By a relative movement between the outer housing halves 3 and the bearing ring 2, the Drive shaft 50 perform a tilting movement by means of spherical sliding surfaces 32. The bearing ring 2 has in the middle area a recess 33 into which one connected to the two outer housing halves Connecting ring 4 engages with play, whereby the tilting movement in both directions, namely after forward and backward, a limit is given. Here are the outer housing halves 3 against the Bulkhead guide guides 1 via seals 19, 20 and the bearing ring 2 against the gear housing 47 on both sides of the bulkhead Γ via a seal 18 each, 20 'sealed, it being particularly advantageous that the mentioned seals can be readjusted and exchanged at any time by means of stuffing boxes. The gearbox 47 is longitudinally displaceable. Stuffing boxes 5 are provided in recesses in the bearing ring 2, they are readjusted by means of adjusting screws 23. The seals 19 and 20 are secured by stuffing boxes 6 secured by fasteners 26 and 28
■w nachgestellt werden können. Neben den bereits erwähnten Dichtungen sind auch noch statisch wirkende Dichtungen 22 in der Gleitfläche 32 vorgesehen. 29 ist eine Befestigungsschraube mit Dichtungen 21 zur Sicherung des Verbindungsringes 4. Ferner ist zwecks Sicherung der Gleitfläche 32 ein Haltering 7 vorgesehen, der sich auf der Innenseite gegen statische Dichtungen T anlegt Dieser Haltering 7 ist gesichert durch Stellschrauben 24 mit Unterlagsscheibe 15. Mit 17 ist ein Schmiernippel für die Fettschmierung bezeichnet.■ w can be adjusted. In addition to the seals already mentioned, statically acting seals 22 are also provided in the sliding surface 32. 29 is a fastening screw with seals 21 to secure the connecting ring 4. Furthermore, a retaining ring 7 is provided for the purpose of securing the sliding surface 32, which rests on the inside against static seals T. This retaining ring 7 is secured by adjusting screws 24 with washers 15 called a grease nipple for grease lubrication.
so Mit 8 ist ein Organ zur Abstützung bezeichnet, das an den Außengehäusehälften 3 mittels Kopfschrauben 25 mit Unterlagsscheiben 16 befestigt ist8 with a support member is referred to, which is attached to the outer housing halves 3 by means of cap screws 25 is attached with washers 16
Fig,4 zeigt entsprechend der Pfeilrichtung 99 in F i g. 3 die grundsätzliche Anordnung der Lageranordnung in der Schottwand in der Vorderansicht. Mit 60 sind Führungsleisten bezeichnet, die durch unterschiedlich wählbare Dicken zur Positionierung der Lageranordnung im Verhältnis zu den Achsen des Schildes benutzt werden können, d. h. um die radiale Verschiebbarkeit zu ermöglichen und nach der Einstellung zu justieren. Die Darstellung zeigt die Ausbildung des Äbstützungsorgans 8 mit den Kopfschrauben 23 und den Kopfschrauben 23.FIG. 4 shows in accordance with the direction of arrow 99 in FIG F i g. 3 shows the basic arrangement of the bearing arrangement in the bulkhead in the front view. At 60 are guide strips denoted by different selectable thicknesses for positioning the bearing arrangement can be used in relation to the axes of the shield, d. H. about the radial displaceability to enable and to adjust after setting. The illustration shows the formation of the Support member 8 with head screws 23 and head screws 23.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: VOEST-ALPINE AG, LINZ, AT |
|
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: WEBER, O., DIPL.-PHYS. HEIM, H., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: VOEST-ALPINE BERGTECHNIK GES.M.B.H., ZELTWEG, AT |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |