DE2907768A1 - Vortriebsschild - Google Patents

Description

Dipi.-Ing. H. MITSCHERLSCH D-8000 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.nct. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> *²⁹⁶⁶⁸⁴

Dipl.-Ing. J.SCHMiDT-EVERS 28. Februar 1979

PATENTANWÄLTE "~ ~ Gu/So

Philipp Holzmann Aktiengesellschaft Saunusanlage 1, 6000 Frankfurt 1

Vortriebsschild

Die Erfindung betrifft einen Vortriebsschild mit einer im Schildvorderteil durch eine Querwand nach hinten abgedichteten,, nach vorn durch die Ortsbrust begrenzten Abbaukammer und einer in dieser angeordneten, zum Abbau des an der Ortsbrust anstehenden Bodenmaterials dienenden Schneidvorrichtung, die bei ihrem Betrieb in einem in der Abbauhammer enthaltenen, unter Brück stehenden Stütamedium bewegbar ist, wobei das abgebaute Bodenmaterial mittels einer Fördereinrichtung aus der Abbaukammer heraus nach hinten in den druckfreien Bereich des Schildes gelangt.

Ein solcher Tortriebsschild ist durch die DE-PS 24 31 bekannt« Bei der Anwendung dieses bekannten Schildes hat es sich gezeigt, daß es erforderlich werden kann, die Abbaukammer zu betreten, sofern z.B. Hinternisse im Bodenmaterial auftreten, die nicht ohne weiteres mit dem Schneidwerkzeug der Schneidvorrichtung freigeschnitten und z.B. durch eine Schleuse in den druckfreien Bereich des Schildes bzw. in den lunnelraum hereingeholt werden können. Derartige Hindernisse können z.B. große Steine, Baumstümpfe oder leile von alten Pfahlgründungen sein. Bisher war es dann notwendig, das Stützmedium, z.B. thixotrope Flüssigkeit abzulassen. Die Abbaukammer mußte dann wegen des abgelassenen Stützmediums ohne Sicherung der Ortsbrust betreten werden, was die Gefahr in sich birgt, daß während des manuellen Jjösens der

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Hindernisse,Einbrüche in der Ortsbrust erfolgen und die Bedienungsmannschaften zu Schaden kommen können.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ^inen Vortriebsschild der eingangs genannten Art zu se "en, bei dem ohne Gefahr von Einbrüchen der Ortsbrust die Abbaukammer betreten und Arbeiten zum Entfernen von Hinternissen durchgeführt werden können.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß beim Auftreten eines Hindernisses im Bodenmaterial lediglich die Versatzelemente, z.B. im wesentlichen horizontal bewegbare Versatzstempel,in ihre Arbeitsstellung gebracht zu werden brauchen, in der sie stützend an der Ortsbrust anliegen, wodurch die Gefahr von Einbrüchen der OrtsbruBt vermieden ist. Die Abbaukammer kann nun z.B.

durch eine in der Querwand des Vortriebssohildes vorgesehene Durchtrittsschleuse gefahrlos betreten werden, wobei zuvor der Druck des Stützmediums vermindert bzw. - falls das Stützmedium thixotrope Flüssigkeit ist - die thixotrope Flüssigkeit zweckmäßig etwa bis zur halben Höhe der Abbaukammer abgesenkt worden ist. Die sich nun in der Abbaukammer befindliche Bedienungsmannschaft kann jetzt das Hindernis ausfindig machen. Das sich im Bereich des Hindernisses befindliehe Versatzelement wird nach der Ortung des Hindernisses wieder zurückbewegt, so daß das Hindernis, ohne daß das genannte Versatzelement im Wege ist, in einem Stück oder nach Zerkleinerung in mehreren Stücken zweckmäßig durch eine besondere in der Querwand vorgesehene Material- oder Steinschleuse entfernt und beseitigt werden kann. Selbstverständlich

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Ι wird währenddessen die Sehneidvorriehtung außer Betrieb gesetzt und wenn, erforderlich in eine nicht störende Ruhestellung bewegt. Der übrige leil der Ortsbrust bleibt dabei mit Hilfe der anderen Versatzelemente abgestützt. Auf die genannte Weise können auch Reparaturen aller Art im Abbauraum,, z.B. Reparaturen des Schneidwerkzeuges der SehneidVorrichtung, ohne daß letztere in umständlicher Weise ausgebaut werden muß, durchgeführt werden«
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den vorstehend nicht behandelten TJnteransprüehen und der nachstehenden Erläuterung der Zeichnung.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen in schematischer Darstellungι

!ig. 1 den Vortriebsschild im Längsschnitt nach der

linie I-I in Pig. 2,

Fig. 2 den Tortriebsschild in Ansicht auf die Querwand v©m druckfreien Bereich aus,

Hg. 3 den Vortriebsschild entlang der linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 den Vortriebsschild in Ansicht auf die Querwand von der Abbaukammer aus bei in die Ruhestellung zurückgezogenen Versatzelementen, Fig. 5 den Vortriebsschild nach Fig. 4 bei in die Arbeitsstellung ausgefahrenen Versatzelementen

und

Fig. 6 einen Ausschnitt des Vortriebsschildes in weggebrochener Ansicht auf ein vor der Querwand

angeordnetes Versatzelement. 35

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-8-Der Schildmantel 2 des Vortriebsschildes S ist als Doppelmantel mit vorderer Schildschneide 1 ausgebildet und umschließt im Schildvorderteil eine als Schottwand ausgebildete Querwand 7» die eine vordere Abbaukammer 44 unter Abdichtung von dem hinter ihr liegenden Bereich abtrennt. Die Abbaukammer 44 reicht nach vorn bis zur Ortsbrust 41 des anstehenden Bodenmaterials und ist beim Betrieb einer in der Abbaukammer angeordneten Schneidvorrichtung 46 mit einem Stützmedium, z.B.

einer thixotropen Flüssigkeit, gefüllt, für die im oberen Teil der Querwand 7 ein Zulauf 45 angeordnet ist. Die Stützflüssigkeit wird in der Abbaukammer 44 unter einem bestimmten Druck gehalten und der Menge nach durch Zupumpen frischer Stützflüssigkeit über den Zulauf 45 konstant gehalten.

Die Schneidvorrichtung 46 dient zum Abbau bzw. Lösen des an der Ortsbrust 41 anstehenden Bodenmaterials und besteht aus einem in der Abbaukammer 44 beweglich angeordneten Abbauarm 47» der an seinem vorderen Ende ein als um die Längsachse des Abbauarms drehbarer Schneidkopf ausgebildetes Schneidwerkzeug 11 besitzt und am mittleren Bereich der Querwand 7 mittels einer Universalgelenkanordnung allseitig schwenkbar gelagert ist.

Zur Ermöglichung der genannten Drehbarkeit ist der das Schneidwerkzeug 11 bildende Schneidkopf mittels einer Antriebswelle 13 in einer vorderen und einer hinteren mit Vorgelege versehenen Lagerung 12 bzw. 14 im Abbauarm 47 gelagert. Der Antrieb der Welle 13 erfolgt durch einen Hydromotor 15. Gemäß Fig. 1 besitzt die Universalgelenkanordnung eine Dichtungskalotte 9 und eine mit dieser zusammenwirkende Dichtung 10.

Zwischen einem Tübbingverbau 6 des Tunnels und dem hinteren Ende des Schildmantels 2 ist noch eine Schildschwanzdichtung 5 angeordnet. Im oberen Teil der Fig. 1 ist der linke Tübbing 6 während des Einbaus

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kurz vor Einnahme seiner endgültigen Stellung dargestellt. Der Schild S wird mit Hilfe von in dem als Doppelmantel ausgebildeten Sehildmantel 2 angeordneten hydraulischen oder pneumatischen Yortriebspressen3 vorgetriebenj, die sich mit ihrem vorderen Snde gegen einem in der Hähe der Schildschneide 1 angeordneten Sadialanschlag 48 des Schildmantels 2 und mit ihrem hinteren lade gegen einen vor dem vordersten fübbing angeordneten Druckring 4 abstützen.

Mittels dea üniversalgelenks ist der Abbauarm 47 ähnlich wie bei dem Vortriebsschild nach der genannten DE-PS 24 31 512 derart schwenkbar gelagert-, daß der das Schneidwerkzeug 11 bildende Schneidkopf über die gesamte Ortsbrust 41 hinwegbewegt werden kann· Hierzu ist der Abbauarm 47 mit Hilfe eines Zylinder-" röhres 17, eines Kolbenrohres 18 und eines Torschubzylinders 19 naeh Art eines leleskops in der länge veränderbar* Der Abbauarm 47 weist außerdem ein das Zylinderrohr 17 umhüllendes Schutsrohr 16 auf» Weiterhin ist noch zur Ermöglichung des durch das Schneidwerkzeug 11 erfolgenden BeStreichens der gesamten Ortsbrust 41 eine die Horizontal-Sehwankung des Abbauarms 47 ermöglichende lagerung 22, ein die Horizontal-Schwenkung bewirkendes Zylinder-Kolben-Aggregat 23, eine die Yertikal-Schwenkung des Abbauarms 47 ermöglichende as der Querwand 7 vorgesehene lagerung 25, ein Tertikal-Sohwenkrahmen 24 und ein die Yertikal-SchwenkuBg bewirkendes Zylinder-Kolben-Aggregat 26 vorgesehen«. Die Zylinder-Kolben-Aggregate 23 und 26 können hydraulisch oder pneumatisch ein- und ausfahrbar sein und werden von einem hinter der Querwand 7 im druckfreien Bereich des Vortriebsschildes S angeordneten nicht dargestellten Bedienungsstand aus gesteuert.

Im unmittelbaren Anschluß an den das Schneidwerkzeug 11 bildenden Schneidkopf ist in oder an dem Abbauarm 47 ein vorderes Austragsrohr 20 angeordnet, das sich

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-ΙΟΙ in einem hinteren Austragsrohr 21 fortsetzt. Hierdurch wird das abgebaute Bodenmaterial zusammen mit Stützflüssigkeit unmittelbar an der Abbau- bzw. Schnittstelle aufgenommen und über eine im druckfreien hinteren Bereich des Vortriebsschildes S angeordnete, nicht dargestellte Fördereinrichtung abgeführt. Die Austragsrohre 20 bzw. 21 sind so angeordnet und ausgebildet, daß eine Bewegung des Abbauarms 47 nicht gestört wird.

Auf der Vorderseite der Querwand 7 sind am Vortriebsschild S gelagerie, vor- und zurückbewegbare Versatzelemente V angeordnet, die sich in ihrer Ruhestellung in zurückgezogener, nicht an der Ortsbrust 41 anliegender lage und in ihrer Arbeitsstellung in ausgefahrener an der Ortsbrust anliegender, letztere abstützender Lage befinden. Die Ruhestellung der Versatzelemente V wird bei Betrieb des Sohneidwerkzeuges 11 und die Arbeitsstellung im allgemeinen bei Stillstand des Schneidwerkzeuges 11 eingenommen.

Die Versatzelemente V sind durch Versatzplatten gebildet, die ihrerseits zweiteilig ausgebildet sind, wobei die eine !Eeilplatte (27) sich quer zur Längsachse (A) des zylindrischen Schildmantels (2) erstreckt und in Richtung der genannten längsachse (A) verschiebbar angeordnet ist, und wobei die zweite Teilplatte (28) um eine Schwenkachse (37) in die Ebene der ersten Teilplatte (27) ausschwenkbar gelenkig mit der ersten Teilplatte (27) verbunden ist. Fach dem Vorschub der ersten Teilplatte 27 bis zum Wirksamwerden eines Schiebeanschlags setzt das Ausschwenken der zweiten Teilplatte 28 ein, das solange anhält, bis letztere durch das Wirksamwerden eines Schwenkanschlags 42 gestoppt wird und sichln der Ebene der ersten Teilplatte 27, d.h. die gesamte Versatzplatte sich in Arbeitsstellung befindet.

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Wie insbesondere aus Fig. 1 im Zusammenhang mit Fig β hervorgeht, bilden die beiden bei ausgeschwenkter zweiter Teilplatte (28) in der gleichen* durch den Sehildquerschnitt definierten Radialebene befindlichen, jeweils eine Versatzplatte bildenden Ceilplatten (.211, 28) zusammen einen Kreisausschnitt»

In den meisten Fällen kann man sich damit begnügen, ■wenn die Versatzelemente (Y) nur auf der oberen Hälfte

IQ des Schildquerschnitts angeordnet sind, weil im Bereich der unteren Hälfte sich oft Haufwerk-Ablagerungen befinden, die einerseits Einbrüchen der Ortsbrust in diesem Bereich entgegenwirken und andererseits Bewegungen von Versatzelementen in diesem Bereich

jg hemmen wurden.

Is hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn gemäß Fig. 4 und 5 im Bereich der oberen Hälfte des Schildquerachnitts vier zweckmäßig gleichgroße Versatzplatten angeordnet sind, wobei die zwischen den beiden 2eilplatten (27, 28) jeder Versatzplatte angeordnete Schwenkachse (37) entlang einer Sekante des Schildquerschnitts verläuft. Weiterhin geht aus Fig. 4 und 5 hervor, daß die eine, d.h. die in Richtung der Längsachse (A) des Schildmantels (2) verschiebbare Teilplatte (27) die Form eines abgewandtelten Kreisringstückes mit geradliniger innerer Begrenzungskante aufweist, entlang welcher die Schwenkachse (37) verläuft, wobei die zweite, d.h. die um die Schwenkachse

(37) schwenkbare leilplatte (28) im wesentlichen die Form eines im ausgeschwenkten Zustand (Fig. 5) mit der Spitze in das Zentrum des Schildquerschnitts weisenden Dreiecks besitzt , das im eingeschwenkten Zustand (Fig. 4) zum Schildhinterteil weist.

Die Funktion der die Versatzplatten bildenden 33eilplatten, insbesondere bezüglich der Bewegung zur Ortsbrust hin und von dieser zurück, gestaltet sich

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besonders einfach, wenn gemäß Pig. 6 die -_- eine, d.h. die verschiebbare Teilplatte (27) mittels Führungsnocken (38) mit sich parallel zur Längsachse (A) des Scüildmantels (2) erstreckenden Führungsschienen (39) in Eingriff steht. Statt dessen oder zusätzlich können dieser einen, d.h. der verschiebbaren Teilplatte (27) Seitenführungen (40) zugeordnet sein. Weiterhin ist es vor allem wegen einer optimalen Abstützung der Ortsbrust vorteilhaft, wenn gemäß Pig. 6 zwischen dem Vortriebsschild (S) und der zweiten, d.h. der um die Schwenkachse (37) schwenkbaren Teilplatte (28) eine Kolben-Zylinder-Einrichtung (29) angeordnet ist, welche gemäß Fig. 3 mit ihrem einen Ende an einem innenringartigen Bauteil des Schildmantels 2 und mit ihrem anderen Ende nahe der Schwenkachse (37) an der Teilplatte (28) angelenkt ist. Dabei verlaufen die Gelenkachsen (43) der Anlenkstellen der Kolben-Zylinder-Einrichtung (29) parallel zur Schwenkachse. Das nach dem Ausfahren der Kolbenstange 33 des Kolben-Zylinder-Aggregats 29 erfolgende Anstoßen des in Fig. 3 linken Endes der Kolbenstange an das rechte Ende des Kolbens 50 bildet den erwähnten Schiebeanschlag für das Ausschwenken der Teilplatte 28.

Aus Fig. 5 geht hervor, daß die Anordnung der die Versatzplatten bildenden Teilplatten 27, 28 so getroffen ist, daß die Versatzplatten bei jeweils bis zum Anschlag (42) voll ausgeschwenkter zweiter Teilplatte (28) die obere Hälfte des Schildquerschnitts abdecken.

Im oberen Teil der Querwand 7 ist noch eine Durchtrittsschleuse 8 zum Betreten des Abbauraums 44 nach Ausfahren der Versatzelemente V und nach Verminderung bzw. Abbau des in der Abbaukammer herrechenden Druckes angeordnet. Im unteren Teil der Querwand 7 befindet sich eine Materialschleuse 30.

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Zweckmäßig auf ihrer Hinterseite sind die Teilplatten (27, 28} 3eder Yersatzplatte mit Versteifungsrippen (34, 35) verseilen.

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Der Patentanwalt

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Leerseite

Claims (17)

Dipi.-Ing. H. MiTSCHERUCH D-8000 MÜNCHEN 22 Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10 Dr. rer. „at. W. KÖRBER « (089) «29 66 84 Dipl.-Ing.J.SCHMIDT-EVERS 28_ Pebruar 1979 PATENTANWÄLTE „ ' ,„ Gu/So Philipp Holzmann Aktiengesellschaft Taunusanlage 1, 6000 Frankfurt 1 Ans prüohe

1. Vortriebsschild mit einer im Schildvorderteil durch eine Querwand nach unten abgedichteten, nach vorn durch die Ortsbrust begrenzten Abbaukammer und einer in dieser angeordneten, zum Abbau des an der Ortsbrust anstehenden Bodenmaterials dienenden Schneidvorrichtung, die bei ihrem Betrieb in einem in der Abbaukammer enthaltenen, unter Druck stehenden Stützmedium bewegbar ist, wobei das abgebaute Bodenmaterial mittels einer Fördereinrichtung aus der Abbaukammer heraus nach hinten in den druckfreien Bereich des Schildes gelangt,

gekennzeichnet durch auf der Vorderseite der Querwand (7) angeordnete, am Vortriebsschild (S) gelagerte Versatzelemente (V), die aus einer die Ortsbrust (41) freigebenden Ruhestellung in eine die Ortsbrust abstützende Arbeitsstellung bewegbar sind.

2. Vortriebsschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versatzelemente (V) durch Versatzplatten gebildet sind.

3. Vortriebsschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versatzplatten zweiteilig ausgebildet sind,und die eine leilplatte (27) sich quer zur Längsachse (A) des zylindrischen Schildmantels (2) erstreckt und in Richtung der genannten Längsachse (A) verschiebbar ange-

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ordnet ist, wobei die zweite Teilplatte (28) um eine Schwenkachse (37) in die Ebene der ersten Teilplatte (27) ausschwenkbar gelenkig mit der ersten Teilplatte (27) verbunden ist.
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4. Vortriebsschild nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zv* te Teilplatte (28) bis zum Wirksamwerden eines Schv. akanschlags (42) ausschwenkbar ist.

5. Vortriebsschild nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ausgeschwenkter zweiter Teilplatte (28) in der gleichen durch den Schildquerschnitt definierten Radialebene befindlichen, jeweils eine Versatzplatte bildenden Teilplatten (27, 28) zusammen einen Kreisausschnitt bilden (Pig. 5).

6. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereatzelemente

(V) nur auf der oberen Hälfte des Schildquerschnitts angeordnet sind (Fig. 4 und 5).

7. Vortriebsschild nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der oberen Hälfte des Schildquerschnitts vier Versatzplatten angeordnet sind, wobei die zwischen den beiden Teilplatten (27, 28) jeder Versatzplatte angeordnete Schwenkachse (37) entlang einer Sekante des Schildquerschnitts verläuft.

8. Vortriebsschild nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine, d.h. die in Richtung der Längsachse (A) des Schildmantels (2) verschiebbare Teilplatte (27) die Form eines abgewandelten Kreisringstückes mit geradliniger innerer Begrenzungskante aufweist, entlang welcher die Schwenkachse (37) verläuft, wobei die zweite, d.h. die um die Schwenkachse (37) schwenkbare Teilplatte (28) im wesentli-

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chen die form eines im ausgeschwenkten Zustand (Fig. 5) mit der Spitze in das Zentrum des Schildquerschnitts weisenden Dreiecks besitzt, das im eingeschwenkten Zustand (Fig. 4) zum Schildhinterteil weist.

9. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die <_: , eine, d.h. die verschiebbare keilplatte (27) mittels Führungsnocken (38) mit sich parallel zur Längsachse (A) des Schildmantels (2) erstreckenden Führungsschienen (39) in Eingriff steht.

10. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der einen, d.h. der verschiebbaren !eilplatte (27) Seitenführungen (40) zugeordnet sind.

11. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vortriebsschild (S) und der zweiten, d.h. der um die Schwenkachse (37) schwenkbaren !Deilplatte (28) eine Kolben-Zylinder-linrichtung (29) angeordnet ist.

12. Vortriebsschild nach Anspruch 11, dadurch gekenn- . zeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einriehtung (29) mit ihrem einen Ende am Schildmantel (2) und mit ihrem anderen Ende nahe der Schwenkachse (37) an der keilplatte (28) angelenkt ist.

13. Vortriebsschild nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachsen (43) der Anlenkstellen der Kolben-Zylinder-Einrichtung (29) parallel zur

Schwenkachse (37) verlaufen.
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14. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Versatzplatten bei jeweils bis zum Anschlag (42) voll ausgeschwenkter

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1 zweiter Teilplatte (28) die obere Hälfte des Schildquerschnittes abdecken.

15. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 14, 5 dadurch gekennzeichnet, daß in der Querwand (7) eine Durchtrittsschleuse (8) angeordnet ist.

16. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Querwand (7)

10 eine Materialschleuse (30) angeordnet ist.

17. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilplatten (27, 28) jeder Versatzplatte mit Versteifungsrippen (34,

15 35) versehen sind.

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