DE2851742A1 - Vortriebsschild mit darin verlagerter vortriebsmaschine - Google Patents

Description

• Titel: Vortriebssohild mit darin verlagerter
• Vortriebsmaschine Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild mit darin verlagerter Vortriebsmaschine, insbesondere einer Vollschnittmaschine.
• Für den Vortrieb von Tunneln, Stollen uçdglo sind Schildvortriebseinrichtungen in verschiedenen Ausführungen bekannt, bei welchen die Vortriebsmaschine im Inneren eins zylindrischen Schildes gelagert ist, der mittels Vorschubpressen in Vortriebsrichtung vorpreBbar ist (US-PS 24 66 700, DE-AS 15 34 605). Es ist auch bekannt, Vollschnittmaschinen mit gegen die Ausbruchswandung abspreizbaren Schild- und Abspannvorrichtungen auszurüsten, um die Maschine während der Vortriebsarbeit festzulegen.
• Ferner ist es nicht mehr neu9 einen zylindrischen Schild in seiner Längsrichtung in mehrere, gegeneinander bewegliche Schildabsohnitte zu unterteilen, um die Richtungssteuerung des Vortriebsschildes zu verbessern (DE-AS 12 61 813, DE-PS 12 03 300). Dabei ist es auch sohon bekanntgeworden, den hinteren Schildabschnitt mit gegen die Ausbruohswandung abspreizbaren Krallen od.dgl. zu versehen (DE-PS 20 20 320) odor aber den Scbneidkopf eines Schildes in einzelne Schneidsegmente zu unterteilen, die unabhängig voneinander verstellbar sind (DE-OS 16 34 232).
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen, vorzugsweise als Zylinderschild ausgebildeten Vortriebsschild so auszubilden, daß eine zuverlässige Verspannung des Schildes innerhalb des Ausbruchsraumes erreichbar ist und zugleich die Steuerbarkeit des Schildes verbessert wird0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als Spreizschild ausgebildete Schild aus einem die Verlagerung der Vortriebsmaschine bildenden Bodensegment und zwei beiderseits mit dem Bodensegment gelenkig verbundenen, im Firstbereich zu dem Schild geschlossenen und mittels einer Spreizvorrichtung abspreizbaren Spreizsegmenten besteht.
• Diese Ausgestaltung des Vortriebsschildes ermöglicht es, den Schild duroh Abspreizen seiner Spreizsegmente innerhalb des Ausbruchsquerschnittes fest zu verspannen oder aber beim Schildvorschub die Verspannung soweit auf zu heben, daß der Schild als Baueinheit mittels der ihm zugeordneten Vorschubvorrichtung auch in Kurvenbereichen ohne weiteres vorgepreßt werden kann. Die durch die Spreizbarkeit gegebene Veränderung des Schildquerschnittes begünstigt das Durchfahren von Kurven, woduroh auch die Richtungssteuerung verbessert wird, Duroh die Spreizbarkeit des Vortriebsachildes wird die Verlagerung der Vortriebsmaschine nicht beeinflußt, da sioh die Verlagerung an dem auf der Sohle abstützenden Bodensegment befindet.
• Um unabhängig von dem Spreizzustand des Vortriebsschildes einen geschlossenen Schild zu erhalten, empfiehlt es sich, die Spreizsegmente so auszubilden, daß sie an ihren oberen Enden miteinander kämmen, Die Spreizsegmente weisen hierbei zweckmäßig Jeweils mehrere einander über-und untergreifende verJüngte kammartige 5 egmentfortsätz e auf. Andererseits ist es aber auch möglich, zwischen den oberen Enden der Spreizsegmente mindestens ein den Schild im Firstbereich schließendes Abdecksegment od.dgl. anzuordnen. Das Abdecksegment ist vorteilhafterweise um eine in Vortriebsrichtung weisende Gelenkachse schwenkbar mit einer Halterung od.dglO verbunden, die an den freien Enden der Spreizsegmento verschiebbar angeordnet ist, so daß bei der Spreizbewegung der Spreizsegmente das Abdecksegment seine Lage an der Firste beibehält, Die Spreizsegmente werden zweckmäßig mittels hydraulischer Spreizzylindervorrichtungen gespreizt, die vorzugsweise im Firstbereich zwischen den Spreizsegmenten angeordnet sind.
• In weiterer Ausgestaltung des erlindungsgemäßen Vortriebsschildes sind die Spreizsegmente in Vortriebsrichtung mindestens einmal unterteil, wobei die Spreizsegmentteile unabhängig voneinander spreizbar sind, Die Unterteilung der Spreizsegnente in Längsrichtung des Schildes ermöglicht insbesondere in Kurvensituationen eine zuverlässige Schildverspannung.
• Die Verlagerung der Vortriebsmaschine wird vorzugsweise von einem am Bodensegment angeordneten Lagersegment od.dgl.
• gebildet, welches über die die Spreizsegmente mit dem Bodensegment verbindenden Anschluß gel enke auf ragt, wobei zwischen den Spreizsegmenten und dem Lagersegment ein das Einspreizmaß begrenzendes Spiel vorhanden ist0 Bei Erschöpfung des Einspreizmaßes können sich daher die Spreizsegmente gegen das innenliegende Lagersegment abstützen, Die Vortriebsmaschine wird vorzugsweise im Inneren des Vortriebsschildes allseitig begrenzt schwenkbar verlagert. Es empfiehlt sich, an der Verlagerung des Bodensegmentes etwa auf halber Höhe des Schildes zwei diametral gegenüberliegende i?Uhrungsschi enen schwenkbar anzuordnen, welche die Vortriebsmaschine tragen, Die beiden Führungsschienen sind dabei zweckmäßig mit tels Steuerzylinder allseitig begrenzt schwenkbar im Schild gelagert0 Der Maschinenkörper der Vortriebsmaschine kann in Vortriebsrichtung verschiebbar an den beiden Führungsschienen gelagert sein.
• Der Vortriebsschild mit der darin verlagerten Vortriebsmaschine läßt sich als Baueinheit in Vortriebsrichtung vorpressen. Vorzugsweise wird der Vortriebsschild über eine Vorschubvorrichtung mit einem gegen die AusDruchswandung abspreizbaren Nachs chleppwiderlager verbunden.
• Die Vorschubvorrichtung weist zweckmäßig mehrere hydraulasche Vorschubpressen auf, die mit dem Vortriebsschild und dem Nachschleppwiderlager raumgelenkig verbunden sind, so daß durch gesteuerte Druckbeaufschlagung der verschiedenen Vorschubpressen die Vorschubrichtung des Schildes zum Zwecke der Richtungssteuerung oder der Richtungskorrektur unterstützt wird0 In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiei der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Vortriebsschild im vertikalen Längaschnitt; Fig. 2 den Vortriebsschild im Querschnitt, wobei in der rechten Bildhälfte ein Schnitt nach Linie IIa-IIa und in der linken Bildhälfte ein Schnitt nach Linie IIb-IIb der Fig. 1 gezeigt ist; Fig. 3 im Querschnitt eine geänderte Ausfuhrungs form des Vortriebsschildes, wobei die Vortriebsmaschine und deren Verlagerung fortgelassen sind.
• Die dargestellte Sohildvortriebseinrichtung dient zum Vortrieb von Tunneln, Stollen oder untertägigen Strecken u.dgl. im Gebirge oder im Erdreich. Sie weist einen zylindrischen Vortriebsschild 10 auf, in welchem eine als Vollschnittmaschine ausgebildete Vortriebsmaschine 11 verlagert ist. Der Vortriebsschild 10 wird gebildet von einem Bodensegaent 12 und zwei den Ausbruchsquersohnitt im Stoß- und Firstbereich sichernden Spreizsegmenten 13 und 14, die über Anschlußgelenke 15 mit den Enden des Bodensegmentes 12 verbunden sind. Die Gelenkachsen der Anschlußgelenke 15 verlaufen in Vortriebsrichtung. Die Sohildteile 12, 13 und 14 bestehen Jeweils aus einem Zylindersegment; sie können gleiche Bogenlängen von jeweils etwa 1200 aufweisen0 Statt dessen kann das Bodensegment 12 aber auch eine gegenüber den Spreizsegmenten 13 und 14 größere Bogenlänge aufweisen, wobei die Bogenlänge der Spreizsegmente 13 und 14 gleich groß ist.
• Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Spreizsegmente 13 und 14 so ausgebildet, daß sie an ihren oberen Enden, doh.
• im Firstbereich des Ausbruchsquerschnittes, miteinander kgmmenç Die Spreizsegmente 13 und 14 weisen zu diesem Zweck an ihren oberen Enden Jeweils verjüngte kammartige Segmentfortsätze 13a, 13b bzw. 14a, 14b auf, die in Längsrichtung des Schildes nebeneinander angeordnet sind. Die Segmentfortsatze 13a und 14a sind in radialer Richtung etwa um das Maß der Wandstärke der Segmentfortsätze 1 3b, 14b nach innen eingezogen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die inneren Segmentfortsätze 13a des Spreizsegmentes 13 die Segmentfortsätze 14b des Spreizsegmentes 14 untergreifen. Entsprechend untergreifen die Segmentfortsätze 14a des Spreizsegmentes 14 die äußeren Segmentfortsätze 13b des Spreizsegmentes 13. Die Spreizsegmente 13 und 14 sind daher innerhalb des Überdeckungsmaßes der Segmentfortsätze unter Verschwenkung um die Anschlußgelenke 15 gegeneinander verspreizbar, ohne daß hierbei der zylindrische Schild im Firstbereich geöffnet wird.
• Zwischen den Spreizsegmenten 13 und 14 sind Spreizvorridhtungen 16 angeordnet. Diese bestehen aus Spreizzylindergruppen mit gelenkig zwischen den beiden freien Enden der Spreizsegmente 13 und 14 eingeschalteten hydraulischen Spreizzylindern 17. Durch Ausschub der Spreizzylinder 17 lassen sich daher die Spreizsegmente 13 und 14 gegen die Ausbruchswandung 18 ausspreizen, wodurch eine feste Verspannung des Vortriebsschildes innerhalb des Ausbruchsquerschnittes erreicht wird. Andererseits können die Spreizsegmente 13 und 14 durch Einschub der Spreizzylinder 17 nach innen eingespreizt werden, wodurch die Verspannung des Schildes gelöst und der Schildquerschnitt vermindert wird. Damit ist es möglich, den Vortriebsschild auch bei hoher Auflast in Vortriebsrichtung V vorzupressen und den Schild auch beim Durchfahren von Kurven zuverlässig gegen das umgebende Gebirge oder Erdreich abzuspannen.
• An dem Bodensegment 12 ist die Vortriebsmaschine 11 verlagert. Das Bodensegment 12 weist im vorderen Schildbereich ein mit ihm starr und einstückig verbundenes Lagersegment 19 auf, welches ebenso wie das Bodensegment aus einem formsteifen Kastenprofil besteht Wie Fig. 2 zeigt, ragt das Lagersegment 19 mit seinen Segmentenden 19' über die Anschlußgelenke 15 nach oben bis über die Schildmitte auf0 In Nähe der oberen Enden des Lagersegmentes sind in dessen vorderen Bereich Führungsschienen 20 allseitig begrenzt schwenkbar gelagert0 Die Verlagerung erfolgt mittels balliger oder kardanischer Gelenkstücke 21, die in Pfannenlagern 22 des Lagersegmentes 19 in der Horizontalebene des Schildes schwenkbar gelagert sind und die Gelenkzapfen 23 aufweisen, welche in Gelenköffnungen der Führungsschienen 20 eingreifen0 Die Anordnung ist so getroffen, daß die beiden FUhrungsschienen 20 sowohl in der Horizontalebene als auch in der Vertikalebene begrenzt gelenkig an dem Lagersegment 19 aufgehängt sind0 An den beiden parallelen FUhrungsschienen 20 ist der Maschinenkörper 24 in Vorschubriohtung und in Gegenrichtung verschiebbar geführt, der zu diesem Zweck die Führungsschienen 20 umgreifende Lager-und Führungsflächen 25 auf seinen beiden diametral gegenüberliegenden Seiten aufweist0 Der Maschinenkörper 24 trägt etwa in kreisförmiger Anordnung mehrere Antriebsmotoren 26 für den Antrieb des rotierenden Bohrkopfes 27, der mit Bohrwerkzeugen, zoBo Rollenmeißeln 28, bestückt ist.
• Im Abstand hinter den Gelenken 21 bis 23 der FUhrungsschienen 20 sind hydraulische Steuerzylinder 29 und 30 zwischen dem Lagersegment 19 und den Führungsschienen 20 vorgesehen0 Mit Hilfe der Steuerzylinder 30 lassen sich die beiden parallelen Führungsschienen 20 nebst Vortriebsmaschine 11 in der Horizontalebene verschwenken, wihrend zur Verschwenkung der Führungsschienen 20 und der Vortriebsmaschine 11 in der Vertikalebene die Steuerzylinder 29 dienen. Mit Hilfe der Steuerzylinder 29 und 30 kann daher die Vortriebsmaschine 11 in allen Rauarichtungen begrenzt gegenüber dem Vortriebsschild verschwenkt werden, Zwischen dem Bodensegment 12 oder einem Anbauteil des selben und dem Maschinenkörper 24 der Vortriebsmaschine 11 sind vier hydraulische Vorschubzylinder 31 gelenkig eingeschaltet, mit welchen sich die gesamte Vortriebsmaschine 11 an den Führungsschienen 20 geführt in Vortriebsrichtung V gegen die Ortsbrust 32 vorschieben und anpressen läßt.
• Der Maschinenkörper 24 der Vortriebsmaschine 11 weist eine zentrale Durchbrechung 33 für einen Bodenförderer 34 auf, der als Gurtbandförderer ausgebildet ist und sich in der Schildachse etwa vom Bohrkopf 27 bis zu einer hinter dem Schild liegenden Abwurfstelle erstreckt, an der das Bodenmaterial auf einen nachgeschalteten, ansteigenden Förderer 35 abgeworfen wird. Der Förderer 35 befindet sich an einem Nachläufer 36, welcher dem Vortriebsschild nachgefUhrt wird und der mit einer Setzvorrichtung für den Einbau des Ausbaus 37 versehen sein kann, der hier aus einem ringförmigen Rahmenausbau besteht. tber den Förderer 35 wird das Haufwerk z.B. in Förderwagen 38 abgeworfen, die auf Schienen 39 laufen.
• Der Vorschub des Vortriebsschildes 10 erfolgt mittels doppelwirkender hydraulischer Vorschubpressen 40, die, wie Figo 1 zeigt zwischen dem Sohild und einem Nachschleppwiderlager 41, mit beiden Teilen raumgelenkig verbunden, eingeschaltet sind, so daß durch gesteuerte Druckbeaufschlagung der Vorschubpressen 40 auch eine Richtungssteuerung des Schildes unterstützt wird. Das Nachschleppwiderlager 41 besteht aus Schildteilen 42, die sich mittels hydraulischer Spreizzylinder 43 und 44 gegen die Ausbruchswandung 18 verspannen lassen, so daß sie ein festes Widerlager für die Vorschubpressen 40 bilden. Nach dem Vorschub des Vortriebsschildes um den Hub der Vorschubpressen 40 kann das Nachschleppwiderlager 41 nach Druckentlastung der Spreizzylinder 43, 44 nachgeholt werden.
• Wie Fige 2 zeigt, ist zwischen den aufragenden Teilen 19' des Lagersegmentes 19 und den Spreizsegmenten 13 und 14 ein das Einspreizmaß begrenzendes Spiel X vorhanden0 Die beiden Spreizsegmente 13 und 14 des Vortriebsschildes sind vorzugsweise in Schildlängsrichtung auch ein- oder mehrmals unterteilt, wobei sich die Spreizsegmentteile gemeinsam oder auch unabhängig voneinander aus- und einspreizen lassen, Hierdurch wird die Kurvengängigkeit des Vortriebsschildes sowie seine Verspannung insbesondere beim Kurvendurchgang noch verbessert; In Fig. 1 ist bei S eine Trennlinie angedeutet, an welcher die Spreizsegmente 13 und 14 unterteilt sein könnten, so daß jedes Spreizsegment 13 und 14 von zwei Segmentteilen gebildet wird, Anstelle der kommenden Anordnung der Spreizsegmente im Firstbereich kann gemäß Figo 3 zur Abdeckung des Spaltes zwischen den oberen Enden der Spreizsegmente 13 und 14 ein besonderes Abdecksegment 49 vorgesehen werden, welches über Gelenke 45 mit einer Halterung 46 verbunden ist, die in Öffnungen 47 der Spreizsegmente 13 und 14 verschiebbar ist0 Das Abdecksegment 49 deckt somit den Spalt zwischen den freien Enden der Spreizsegmente 13 und 14 unabhängig von dessen jeweiligem Spreizzustand ab. Die Gelenkverbindung 45 ermöglicht eine Anpassung des Abdecksegmentes 49 an den jeweiligen Ausbruchsquerschnitt. Die Gelenkachse des Gelenks 45 verläuft in Vortriebsrichtung.
• Die Gelenkverbindung und auch die kammartige Verbindung der beiden Spreizsegmente bewirken die Führung dieser beiden Spreizsegmente, damit sie gleichmäßig ausfahren und keine unkontrollierten Bewegungen ausführen.
• Das zylindrische Abdecksegment 49 kann ebenfalls in Längsrichtung unterteilt sein; es weist beiderseits des Gelenks 45 an der Unterseite Abstützflächen 48 auf, mit denen es sich an den nach innen eingezogenen freien Enden der Spreizsegmente 13 und 14 abstützt.

Claims (1)

1. Titel: Vortriebsschild mit darin verlagerter Vortriebsmaschine Ansprühe: lo Vortriebsschild mit darin verlagerter Vortriebsmaschine, insbesondere einer Vollschnittmaschine, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der als Spreizschild ausgebildete Schild (10) aus einem die Verlagerung der Vortriebsmaschine bildenden Bodensegment (12) und zwei beiderseits mit dem Bodensegment gelenkig verbundenen, im Firstbereich zu dem Schild geschlossenen und mittels einer Spreizvorrichtung (16) abspreizbaren Spreizsegmenten (13, 14) besteht.

   2. Vortriebsschild nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t , daß die Spreizsegmente (13, 14) an ihren oberen Enden miteinander kämmen.

   3O Vortriebsschild nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß die Spreizsegmente (13, 14) Jeweils mehrere einander über und untergreif ende verjüngte kammartige Segmentfortsätze (13a, 13b, 14a, 14b) aufweisen.

   4O Vortriebsschild nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den oberen Enden der Spreizsegmente (13, 14) mindestens ein den Schild (10) im Firstbereich schließendes Abdecksegment (49) angeordnet ist, 50 Vortriebsschild nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Abdecksegment (49) um eine in Vortriebsrichtung weisende Gelenkachse schwenkbar mit einer an den freien Enden der Spreizsegmente (13, 14) verschiebbar angeordneten Halterung (46) verbunden ist.

   6. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spreizsegmente (13, 14) in Vortriebsriohtung (V) mindestens einmal unterteilt sind, wobei die Spreizsegmentteile unabhängig voneinander spreizbar sind.

   70 Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spreizsegmente (13, 14) mittels hydraulischer Spreizzylindervorrichtungen (17) spreizbar sind, die im Firstbereich zwischen den Spreizsegmente angeordnet sind0 8. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verlagerung der Vortriebsmaschine (11) von einem am Bodensegment (12) angeordneten Lagersegment (19) gebildet ist, welches über die die Spreizsegmente (13, 14) mit dem Bodensegment (12) verbindenden Anschlußgelenke (15) aufragt, wobei gegebenenfalls zwischen den Spreizsegmenten und dem Lagersegment ein das Einspreizmaß begrenzendes Spiel (X) vorhanden ist0 90 Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem Bodensegment (12) bzw. dessen Lagersegment (19) auf halber Höhe des Schildes zwei diametral gegenüberliegende Führungsschienen (20) schwenkbar gelagert sind, welche die Vortriebsmaschine (11) tragen, 100 Vortriebsschild nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Führungsschienen (20) mittels Steuerzylinder (29, 30) allseitig begrenzt schwenkbar im Schild gelagert sind.

   11o Vortriebsschild nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Maschinenkörper (24) der Vortriebsmaschine (11) in Vortriebsrichtung verschiebbar an den beiden Führungsschienen (20) gelagert ist0 12. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er über eine Vorschubvorrichtung mit einem gegen die Ausbruchswandung absp reizbaren Nachschleppwiderlager (41) verbunden ist, wobei die Vorschubvorrichtung aus mit dem Vortriebsschild und dem Nachschleppwiderlager raumgelenkig verbundenen Vorschubpressen (40) besteht.