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Titel: Messerschild
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Die Erfindung betrifft einen Masserschild mit an einem nachführbaren
Stützrahmen geführten, profilierten Vortriebsmessern, die mittels am Stützrahmen
abgestützter Pressen einzeln oder gruppenweise vorpreßbar sind.
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Solche Messerschilde werden für den Vortrieb von Tunneln, Stollen,
offenen Gräben oder sonstigen Hohlräumen im Erdreich eingesetzt (DE-OS 25 55 524,
DE-OS 26 05 740, DE-AS 16 58 744). Insbesondere beim Einsatz der bekannten Messerschilde
in leckeren, nicht standfesten Böden, wie vor allen in Fließsandschichten u.dgl.,
besteht die Gefahr, daß sich Bodenmaterial, welches von außen in den Schild eintritt,
im Sohlbereich des Messerschildes ansammelt. Es ist üblich, am Boden des Stützrahmens
eine Abdeckung vorzusehen, welche die Sohlenmesser des Schildes und deren Pressen
abdeckt und zugleich eine Plattform bilden kann. In dem engen Schildraum zwischen
der Bodenabdeckung und den Sohlenmessern kommt es dabei zu den genannten Anhäufungen
und Steuerungen des Bodenmaterials, da dieses nicht aus dem Schildraum abfließen
kann.
Das in den Sohlbereich des Messerschildes eingedrungene Bodenmaterial wird durch
die hier angeordneten Pressen der Sohlenmesser verfestigt und unter Umständen so
stark brikettiert, daß es zu einer Blockierung und ggf. zu Beschädigungen der Pressen
kommen kann. Die Vortriebsarbeit muß dann unterbrochen werden, um in mühsamer Handarbeit
das eingedrungene und ggf. stark verfestigte Bodenmaterial zu entfernen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, wirksame und einfache Maßnahmen zu treffen,
um der Ansammlung, Stauung und Brikettierung des Bodenmaterials im Sohlbereich des
Messerschildes entgegenzuwirken.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sohlenmesser
in ihrer Breite derart verjüngt sind, daß zwischen den benachbarten Messern unabgedeckte
Spalträume gebildet werden. Vorzugsweise weisen die Sohlenmesser einem Kopfabschnitt
konstanter Breite auf, an den sich die verjUngten Messerabachnitte anschließen.
Dabei können die Sohlenmesser hinter den Kopfabschnitten in der Breite stufenförmig
verzeigt sein oder aber sich von ihren Kopfabschnitten zu ihren rUckwärtigen Enden
hin in der Breite konisch verjUngen.
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Erfindungsgemäß sind also die an der Sohle angeordneten Vortriebsmesser
so ausgebildet, daß zwischen den Längskanten der benachbarten Schlenmesser zum Erdreich
hin offene Spalträume gebildet werten, durch die hindurch etwaiges eingedrungenes
Bodenmaterial beim Nachziehen des Stützrahmens nach hinten aus d«s Schildraum austreten
kann. Es empfiehlt sich, das Haß der Verjüngung der Sohlenmesser so zu b«aessen9
daß die Spalträume zwischen den benachbarten Sohlenmessern eine Breite von mindestens
etwa 100 mm, vorzugsweiso 100 - 200 fl, aufweisen. Es versteht sich, daß nur die
Sohleniesser des Messerschildes in ihrer Breite verjüngt sind. Die übrigen Vortriebsmesser
erhalten in üblicher Weise
eine solche Breite, daß unter Berücksichtigung
des erforderlichen FUhrungsspiels der Vortriebmesser diese einen im wesentlichen
geschlossenen Schildmantel bilden, Mit der erfindungsgemäßen Verjüngung der Sohlenmesser
wird eine Selbstreinigung des Schildes erzielt und verhindert, daß es im Sohlbereich
des Messerschildes zu größeren Ansammlungen und Stauungen des Bodenmaterials und
vor allem zu den gefährlichen Brikettierungen des Bodenmaterials kommen kann0 In
bevorzugter Ausführung sind die Sohlenmesser so gestaltet, daß der in der Breite
verjüngte Längenabschnitt der Messer eine größere Länge hat als der uzwerjüngte
Kopfabschnitt, der in seiner Länge zweckmäßig so bemessen wird, daß der breitere
Kopfabschnitt bei voll ausgefahrenem Sohlenmesser bis angenähert zur Hinterkante
des vorderen Stützrahmenteils reicht.
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Der verjüngte Längenabsohnitt des Sohlenmessers erstreckt sior dann
von einer Stelle, die in der Nähe des vorderen Stützrahmenteils liegt, über den
hinteren Stützrahmenteil hinweg bis zum Messerende. Die den Sohlmessern zugeordneten
Pressen liegen normalerweise unterhalb einer ei Sttttzrahien angeordneten Abdeckung,
die zugleich eine Plattform bilden kann.
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Die gestellte Aufgabe kann erfindungsgeiäß aber auch dadurch gelöst
werden, daß im Sohlbereich des Messerschildes lit Druckwasser und/oder Druckluft
betriebene Strahldüsen vorgesehen werden, die das sich hier ansaaelnde Bodenmaterial
losen und zur Rückseite des Schildes hinspüllen. Es empfiehlt sich, die Strahldüsen
so anzuordnen, daß der Strahl des Reinigungsmediums in diejenigen Bereiche austritt,
in denen in besonderem Maße die Gefahr der Ansammlung und Brikettierung das Bodenmaterials
besteht. Die Strahldüsen werden zweckmä-Big unterhalb der genannten Abdeckung vorgesehen.
B empfiehlt sich, eine selbsttätige Steuerung der Strahldüsen vorzusehen, die in
Ibbängigkeit von des Betriebszustand der den Sohlenmessern zugeordneten hydraulischen
fressen arbeitet,
vorzugsweise derart, daß die Strahldüsen jeweils
beim Nachholen des Stützrahmens eingeschaltet und nach erfolgtem Nachziehen des
Stützrahmens wieder abgeschaltet werden.
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Besonders wirksam ist der Reinigungseffekt, wenn die Strahldüsen zugleich
mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Verjüngung der Sohlenneßser zul Einsatz gelangen.
Andererseits können die Strahldüsen aber auch dann vorgesehen werden, wenn auf die
Verjüngung der Sohlenmesser verzichtet wird. Bei Verwendung von Druckwasser als
Spüliediui kann das entstehende Wasser-Boden-Gemisch entweder in hierfür vorgesehene
Spülkästen einlaufen und aus diesen abgesaugt werden oder es kann unmittelbar aus
den bedüsten Räumen im Bodenbereich des Messerschildes abgesaugt werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigte Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Messerschild im Längsschnitt; Fig. 2 in
größerem Maßstab den Sohlbereich des in Fig. 1 gezeigten Messerschildes; Fig. 3
und 4 jeweils eine Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete Sohlermesser; Fig.
5 einen Schmitt nach Linie V-V der Fig. 3.
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Der Fig. 1 dargestellte Messerschild besteht, wie bekannt, aus einzelnen
Vortriebsmessern 10 und 11, die gemeinsam einen z.B. zylindrischen Schildmantel
bilden. welcher den Ausbruchsquerschnitt in Vortriebsbereich m der Ortsbrust siehert.
Die Vortriebsmesser 11 sind die Sohlenmesser, während der Schild mantel auf dem
übrigen Umfangsbereich durch die Messer 10 gebildet wird. Die etwa parallel nebeneinander
angeordneten Messer 10 und 11 stützen sich auf einem gemeinsamen Stützrahmen
12
ab, der aus zwei in Vortriebsrichtung V im Abstand hintereinander angeordneten Stützrahmenteilen
13 und 14 besteht, die in bekannter Weise über (nicht dargestellte) Längs- und Diagonalstreben
zu einem starren Rahmengestell verbunden sind. Zwischen den einzelnen Vortriebsmessern
10, 11 und dem rückwärtigen StUtzrahmenteil 14 des Stützrahmens 12 ist jeweils eine
doppelt wirkende hydraulische Presse 15 gelenkig eingeschaltet. In Fig. 1 ist lediglich
eine einzige Presse 15, die dem Sohlenmesser 11 zugeordnet ist, dargestellt.
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Durch Druckbeaufschlagung der Pressen 15 lassen sich die Vortriebemesser
10 und 11 einzeln oder auch gruppenweise in Vortriebsrichtung V vorpressen, wobei
sich die Pressen an dem gemeinsamen Stutzrahmen 12 und letzterer durch Reibungsschluß
über die stehenden Vortriebsmesser gegen das umgebende Erdreich abstützen. Sobald
sämtliche Vortriebsmesser 10, 11 vorgepreßt sind, kann der Stützrabien 12 durch
entgegengesetzte Druckbeaufschlagung sltlicher Pressen 15 in einem Schritt nachgeholt
werden. Hierbei stUtzen sich die Pressen 15 an den stehenden Messern 10 und 11 ab,
die ihrerseits reibungsachlüssig am Erdreich anliegen.
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Die profilierten Messer 10 und 11 sind mittels einer Nut-Feder-FUhrung
16 an den beiden Stützrahmenteilen 13 und 14 formschlüssig geführt. Die Sohlenmesser
11 weisen innenseitig jeweils einen Lagerbock 17 auf, an welchem die zugeordnete
Presse 15 mit ihrer Kolbenstange 18 im Gelenk 19 angreift.
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Die Verbindung der übrigen Vortriebmesser 10 nit ihren Pressen 15
kann in gleicher Weise mit Hilfe von Lagerb8cken 17 erfolgen.
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Der Stützrabien weist im Sohlbereich eine Abdeckung 20 auf, welche
zugleich eine Plattform bildet. Die den einzelnen Sohlenmessern 11 zugeordneten
Pressen 15 liegen zusammen mit den Lagerböcken 17 unterhalb der Abdeckung 20 in
dem hier befindlichen engen Raum 210
An dem Stützrahmen 12 des
Messerschildes ist in bekannter Weise eine Vortriebsmaschine 22 gelagert, die mit
einem schwenkbaren Schneidarm 23 ausgerUstet ist.
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Die Vortriebemesser 10 sind mit dem erforderlichen Führungsspiel in
den Führungen 16 des Stützrahmens 12 geführt0 Im Betrieb ist es unvermeidbar, daß
vor allem durch die engen Spalte zwischen den Längskanten der benachbarten Vortriebsmesser
10 Bodenmaterial in den Schild eintritt, welches im Schild nach unten wandert und
sich im Sohlbereich ansammelt, Entsprechend kann Bodenmaterial von der Sohle her
in den Raum 21 unterhalb der Abdeckung 20 eintreten, Das Bodenmaterial sammelt sich
in dem Raum 21, in welchem sich beim Vorfahren der Sohlenmesser 11 die Lagerböcke
17 nach vorne schieben, Dabei kann es zu erheblichen Verfestigungen und zu Brikettierungen
des Bodenmaterials innerhalb des Raumes 21 kommen, Um dieser Gefahr zu begegnen,
sind bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 3 die Sohlenmesser 11 über den größten
Teil ihrer Länge, doho von ihrem rUckwärtigen Ende 11' bis zu dem vorderen Kopfabschnitt
11" in der Breite verjüngt, wobei zwischen dem verjüngten Längenabschnitt 11'''
und dem breiteren Kopfabschnitt 11 eine Absetzung bzw. Stufe 24 gebildet wird0 Infolgedessen
sind zwischen den benachbarten Sohlenmessern 11 Spalträume 25 vorhanden, deren Breite
vorzugsweise etwa 100 - 200 mm beträgt. In Fig. 3 sind die Sohlenmesser in voll
ausgefahrenem Zustand dargestellt. Die breiteren Kopfabschnitte 11" weisen eine
solche Länge auf, daß im ausgefahrenen Zustand die Sohlenmesser sich mit den Kopiabschnitten
noch auf dem vorderen Stützrabienteil 13 abstützen. Die verjüngten Längenabschnittell"'
erstrecken sich angenähert von dem vorderen Stützrahmenteil 13 bis hinter das rückwärtige
Stützrahmenteil 14. Das gleiche gilt für die Spalträume 25. Aufgrund dieser Spalträume
25 zwischen den benachbarten Sohlenmessern 11 kann das in den Bodenraum 21 des Messerschildes
gelangende
Bodenmaterial beim Nachziehen des Stützrahmens 12 nach
hinten aus dem Messerschild austreten, Beim Vorziehen des Stützrahmens 12 bleibt
das mit der geschnittenen Sohle im Reibkontakt stehende Bodenmaterial auf der Sohle
liegen; es kann dann, falls erforderlich, hinter den Enden der Sohlenmesser entfernt
werden0 Fig. 5 zeigt mehrere parallel nebeneinanderliegende Sohlenmesser 11 mit
den zwischen ihren verjüngten Messerabschnitten befindlichen Spalträumen 25, durch
die hindurch das Bodenmaterial aus dem Bodenraum 21 des Messerschildes austritt.
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Bei dem Ausfüurungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Sohlenmesser 11 so
ausgebildet, daß sie sich von ihrem breiteren Kopfabschnitt 11", der hier ebenfalls
in der Nähe des vorderen Stützrahmenteils 13 endet, bis zu ihrem rückwärtigen Ende
11' hin in der Breite verjüngen. Infolgedessen werden hier Spalträume 25 gebildet,
die sich zu den Messerenden hin verbreitere, Die Wirkung ist im übrigen dieselbe
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3o Gemäß Fig. 2 sind mehrere Strahldüsen
26 im Sohlbereich des Messerschildes bzwo seines Stützrahmens 12 vorgesehen, die
z.Bo an der Bodenabdeckung 20 befestigt sind und so ausgerichtet sind, daß der austretende
Strahl in diejenigen Bereiche des Bodenraumes 21 gerichtet ist, in denen sich bevorzugt
das Bodenmaterial anlagert und festsetzt. Vorzugsweise werden die Strahldüsen 26
mit Druckwasser betrieben, obwohl auch Druckluft als Reinigungs- oder Spülmedium
verwendbar ist. Mit Hilfe der Strahldüsen 26 wird das in den Bodenraum 21 eingedrungene
Bodenmaterial aus dem Bodenraum ausgespült. Das Bodenmaterial kann, wie durch Pfeile
angegeben, zur Rückseite des Messerschildes hingespült werden0
Fig.
2 zeigt, daß die Lagerböcke 17 der Sohlenmesser seitliche Durchbrechungen 27 aufweisen,
welche Schmutzaustrittsöffnungen bilden, Das von den Strahldüsen gelöste Bodenmaterial
kann durch die Schmutzaustrittsöffnungen 27 hindurchgespült werden.
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Die beschriebene Strahldüsenanordnung läßt sich mit besonderem Vorteil
vorsehen, wenn die Sohlenmesser 11, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, mit die Spalträume
25 bildenden VerjUngungen versehen sind0 Der sich durch das Spülwasser bildende
Schlamm kann in (nicht dargestellten) Spülkästen aufgefangen und von dort abgesaugt
werden0 Er kann aber auch unmittelbar aus dem bedüsten Raum abgesaugt werden. Die
Strahldüsen 26 werden vorzugsweise automatisch ein- und ausgeschaltet, und zwar
zweckmäßig in Abhängigkeit von den Arbeitsbewegungen des Messerschildes, derart,
daß jeweils beim Nachziehen des Stützrabiens 12 die Düsen 26 eingeschaltet und nach
einer bestimmten Zeitspanne abgeschaltet werden, wenn der StUtzrahmen sich in seiner
neuen Position befindet.