DE2936067A1 - Messerschild - Google Patents

Description

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Anm.: Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia 4670 Lünen

Titel: Messerschild

Die Erfindung betrifft einen Messerschild zum Auffahren unterirdischer Hohlräume, wie vor allem Tunnel , Stollen Gesteinsstrecken u.dgl., mit an einem nachfUhrbaren Stützrahmen abgestützten, einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Vortriebsmessern, die zumindest teilweise mit gelenkbeweglich angeschlossenen Nachlaufmessern versehen sind, welche gemeinsam eine Schildschwanzhaube bilden.

Bei den bekannten Messerschilden dieser Art werden in die gewölbte Schildschwanzhaube der Nachlauf messer Ausbauelemente, wie z.B. Ausbaurahmen, Ausbautübbings u.dgl. eingebracht, um den Ausbruchsraum im Schildschwanzbereich wirksam zu sichern. Dabei ist es auch bekannt, Spreizvorrichtungen vorzusehen, mit welchen sich die gelenkig an den Vortriebsmessern angehängten Nachlaufmesser gegen die Ausbruchswandung anpressen lassen, um schädliche Erdsetzungen zu verhindern (DE-OS 25 53 248).

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Die Spreizvorrichtungen sind entweder den in die Schildschwanzhaube eingebrachten Ausbauelementen zugeordnet oder aber am Stützrahmen des Messerschildes gelagert.

Zum Stand der Technik gehören auch Messerschilde, bei welchen den einzelnen Vortriebsmessern hydraulische Spreizzylinder zugeordnet sind, die sich gegen den gemeinsamen Stützrahmen abstützen, welcher auch das Widerlager für die die Vortriebsmesser vorpressenden hydraulischen Pressen bildet. Mit Hilfe der Spreizzylinder lassen sich die Vortriebsmesser relativ zu dem Stützrahmen gegen die Ausbruchswandung abspreizen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, durch Abspreizen oder durch Einfahren der Vortriebsmesser Steuerbewegungen auszuführen, wie sie für die Richtungskorrektur des Messerschildes oder für das Auffahren von Kurven erforderlich sind. Es versteht sich, daß die Zuordnung von Spreizzylindern zu den einzelnen Vortriebsmessern einen nicht unerheblichen Aufwand erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Messerschild der eingangs genannten Art, bei welchem zweckmäßig zwischen dem Stützrahmen und den hieran abgestützten und geführten Vortriebsmessern jeweils eine Presse gelenkig eingeschaltet ist, mit verhältnismäßig geringem Aufwand so auszubilden, daß insbesondere die Richtungssteuerung des Schildes im Sinne einer Tauch- oder Kletterbewegung verbessert wird,

Erfindungsgemäß ruhen die unteren Nachlaufmesser der Schildschwanzhaube auf einer Hubstütze, die an dem Stützrahmen heb- und senkbar angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Hubstützen mittels hydraulischer Hubzylinder heb- und senkbar.

Bei dieser Ausgestaltung des Messerschildes läßt sich also die gesamte Schildschwanzhaube mit Hilfe der sie an

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der Unterseite, d.h. an den beiden unteren Nachlaufmessern abstutzenden Hubstützen in gewissem Umfang heben oder senken, wodurch sich eine wesentliche Verbesserung der Vertikalsteuerung des Messerschildes erreichen läßt. Durch Senken der Hubstützen kann die gesamte Schildschwanzhaube etwas abgesenkt werden, so daß sich zwischen den Nachlauf messern und der Ausbruchswandung ein Spalt öffnet, der die Steuerung des Messerschildes im Sinne einer Tauchbewegung begünstigt. Umgekehrt läßt sich die Schildschwanzhaube mit Hilfe der Hubstützen als Einheit geringfügig anheben, wobei die Reaktionskräfte der Hubzylinder so auf das rückwärtige Ende des Stützrahmens abgesetzt werden, daß diesem eine Kipptendenz im Sinne einer Kletterbewegung des Messerschildes erteilt wird. Außerdem wird das Einbringen des Ausbaus begünstigt, weil die Schildschwanzhaube an der Ausbruchs wandung anliegt. Die Möglichkeit, die Schildschwanzhaube anzuheben oder im Firstbereich in fester Anlage an der Ausbruchswandung zu halten, kann im Bedarfsfall auch dazu ausgenutzt werden, schädlichen Erdsetzungen zu unterdrücken. Das Maß, um welches die Schildschwanzhaube zur Verbesserung der Vertikalsteuerung des Schildes heb- und senkbar sein muß, ist verhältnismäßig gering und beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 60 mm. Es versteht sich, daß die Verbindung der die Schildschwanzhaube bildenden Nachlaufmesser mit ihren Vortriebsmessern so beschaffen sein muß, daß die Schildschwanzhaube die genannten Hubbewegungen ausführen kann. Vorzugsweise werden die Nachlauf messer raumgelenkig mit ihren Vortriebsmessern gekoppelt, wobei die Gelenkverbindungen ein für die Durchführung der Hubbewegungen ausreichendes Bewegungsspiel aufweisen.

Da die Schildschwanzhaube nur mit ihren beiden unteren Nachlaufmessern abgestützt wird, ergibt sich insgesamt auch eine vergleichsweise einfache und raumsparende Bauweise der Hubvorrichtung. Vorzugsweise bestehen die Hubstützen aus Hubtaschen bzw. Hubkonsolen, die an Lagerkon

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solen des Stützrahmens hubbeweglich geführt sind. Die Führung erfolgt zweckmäßig mittels Gleitführungen, insbesondere T-NutfUhrungen. Die Anordnung wird vorzugsweise so getroffen, daß die die unteren Nachlaufmesser tragenden Auflageflächen der Hubstützen sich auf einer Bewegungsbahn bewegen, welche unter einem spitzen Winkel zur Vertikalen geneigt ist und zumindest angenähert in Richtung der Querachse der zugeordneten unteren Nachlaufmesser verläuft. Bei der Hubbewegung der Hubstützen werden daher die sich aus dem notwendigen Spiel ergebenden Spalte zwischen den einzelnen Nachlaufmessern geschlossen, bevor die Schildschwanzhaube als Einheit um das gewünschte Maß angehoben wird. Um bei den Hubbewegungen ein Ubereinanderschieben oder aber ein Auseinanderklappen der in Parallellage zueinander angeordneten Nachlaufmesser zu verhindern, empfiehlt es sich, die Nach laufmesser an ihren einander zugewandten Längsseiten mittels einer Nut-Federführung od.dgl. aneinander zu führen.

Der erfindungsgemäße Messerschild ist sowohl für Vortriebsarbeiten in lockeren oder bindigen Böden als auch für den Vortrieb von Gesteinsstrecken z.B. in Bergbau-Untertagebetrieben einsetzbar. Im letztgenannten Fall haben die Vortriebsmesser selbstverständlich keine Schneidfunktion.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert, In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Messerschild im vertikalen Axialschnitt;

Fig. 2 den Messerschild gemäß Fig. 1 in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1, wobei nur die eine Schildhälfte dargestellt ist;

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Fig. 3 einen Querschnitt durch mehrere Nachlaufmesser des Messerschildes gemäß der Fig. 1 und 2.

Der dargestellte Messerschild besteht aus einzelnen Vortriebsmessern 10 und 11, die einen geschlossenen Schildmantel bilden und sich an einem gemeinsamen Stützrahmen 12 abstützen, der aus zwei geschlossenen, bogenförmigen Rahmenteilen 13 und 14 besteht, die über Längsstreben 15 und Diagonalstreben 16 zu einem starren Rahmengestell verbunden sind. Die Vortriebsmesser 11 bilden die Sohlenmesser; sie sind mittels T-Nutführungen 17 an den Rahmenteilen 13 und 14 des Stützrahmens 12 geführt, wie dies Fig. 2 erkennen läßt. Die den gewölbten Schildmantel bildenden Vortriebsmesser 10 sind zweckmäßig ebenfalls mittels T-Nutführungen am Stützrahmen 12 zwangsgeführt. Zwischen den einzelnen Vortriebsmessern 10 und 11 und dem gemeinsamen Stützrahmen 12 ist jeweils ein doppelt wirkender hydraulischer Preßzylinder 18 gelenkig eingeschaltet. In Fig. 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei solcher Preßzylinder 18 dargestellt.

Mit Hilfe der hydraulischen Preßzylinder 18 können demgemäß die Vortriebsmesser 10 und 11 einzeln oder auch gruppenweise in Vortriebsrichtung V vorgepreßt werden, wobei sich die Preßzylinder 18 an dem Stützrahmen 12 abstützen, der seinerseits durch den Reibungsschluß mit den stehenden Vortriebsmessern gehalten ist. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10 und 11 vorgeureßt sind, kann durch entgegengesetzte Druckbeaufschlagung sämtlicher Preßzylinder 18 der Stützrahmen 12 nachgeholt werden. Hierbei bilden die im Reibungsschluß mit der umgebenden Ausbruchswandung stehenden Vortriebsmesser 10, 11 das Widerlager für die einfahrenden Preßzylinder 18.

Ein Teil der Vortriebsmesser 10, welche die Ausbruchswandung im Firstbereich und im oberen Bereich der Seiten-

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stoße unterfangen, ist jeweils mit einem Nachlaufmesser 19 versehen, welches mit dem zugehörigen Vortriebsmesser 10 über ein Gelenk 20 verbunden ist. Während die Vortriebsmesser 10 und 11 von kräftigen, profilierten Messerbohlen gebildet werden, bestehen die Nachlaufmesser aus unprofilierten Platten oder Blechen, wie dies bekannt ist. Die in Parallellage zueinander angeordneten Nachlaufmesser 19 bilden gemeinsam eine Schildschwanzhaube, die den kritischen Bereich des Ausbruchsquerschnitts hinter dem eigentlichen Messerschild bzw. des Stützrahmens 12 unterfängt. Beim Vortrieb des unterirdischen Vortriebsbauwerkes werden in die Schildschwanzhaube Ausbauelemente, z.B. mehrteilige Ausbaubögen eingebracht, wie dies in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Der im Schildschwanz stehende Ausbaubogen 21 bildet ein Auflager für die Nachlaufmesser 19» er stützt sich seinerseits gegen die Sohle 22 ab. Beim Vorpressen der Vortriebsmesser 10 werden die Naehlaufaesser 19 aus dem Spalt zwischen dem Ausbaubogen 21 und der Ausbruchswandung herausgezogen; die Ausbaubögen 21 werden im Zuge der Vortriebsarbeit so in die Schildschwanzhaube eingebracht, daß diese jederzeit von mindestens einem Ausbaubogen unterstützt wird.

Die von den Nachlaufmessern 19 gebildete gewölbte Schildschwanzhaube S ist als Einheit gegenüber dem eigentlichen Messersehild, d„h, gegenüber dem Stützrahmen 12 und den Vortriebsmessern 10, 11 geringfügig heb- und senkbar, Zu diesem Zweck sind an dem rückwärtigen Rahmenteil 14 des Stützrahmens 12 in symmetrischer Anordnung beiderseits der vertikalen Längsmittelebene M Hubstützen 23 angeordnet, Diese bestehen aus Hubtaschen bzw» Hubkonsolen 24, die jeweils an einer Lagerkonsole 25 heb- und senkbar geführt sind, Die beiden Lagerkonsolen 25 sind am rückwärtigen Ende des Stützrahmens 12, gegenüber diesem nach hinten auskragend, befestigt» 13ie Führung der Hubkonsolen 24 an den Lagerkonsolen 25 erfolgt mittels einer Gleitfüh-

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rung, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer T-NutfUhrung 26 besteht. Zwischen der festen Lagerkonsole 25 und der Hubkonsole 24 ist jeweils ein hydraulischer Hubzylinder 27 gelenkig eingeschaltet, der sich mit seinem unteren Ende 28 an der Lagerkonsole abstützt und dessen Kolbenstange bei 29 an der Hubkonsole angreift. Die Hubkonsolen 24 der beiden Hubstützen weisen jeweils eine Auflage 30 auf, an der sich das untere Nachlaufmesser 19' der Schildschwanzhaube S mit seiner unteren Längskante abstützt, wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist.

Die gesamte Schildschwanzhaube S wird daher mit ihren beiden unteren Nachlaufmessern 19' durch die Hubkonsolen 24 der beiden Hubstützen 23 abgestützt. Beim Ein- und Ausfahren der hydraulischen Hubzylinder 27 bewegen sich die Hubkonsolen 24 auf einer geradlinigen oder leicht gekrümmten Bewegungsbahn, die unter einem spitzen Winkel zur Vertikalen geneigt ist, derart, daß sich die Auflage 30 zumindest angenähert in Richtung der Querachse, d.h. etwa Oarallel zur Pfeilrichtung H bewegt. Beim Ausschub der beiden Hubzylinder 27 werden daher die unteren Nachlaufmesser 19' in Pfeilrichtung H angehoben, wobei sie nach Erschöpfung des Spiels die darüber befindlichen Nachlaufmesser 19 anheben. Auf diese Weise läßt sich die Schildschwanzhaube S als Einheit um ein gewisses Maß heben und senken, was zur Schildsteuerung ausgenutzt werden kann.

Wie Fig. 3 zeigt, sind die Nachlaufmesser 19 der Schildschwanzhaube S an ihren einander zugewandten Längskanten über eine Nut-Federführung 31» die ein verhältnismäßig großes Bewegungsspiel hat, so verbunden, daß sich die Nachlaufmesser beim Absenken oder auch beim Anheben nicht übereinanderschieben können. Die Heb- und Senkbarkeit der Schildschwanzhaube S verbessert insbesondere die

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Vertikalsteuerung des MesserSchildes. Durch Einfahren der Hubzylinder 27 der beiden Hubstützen 23 läßt sich die Schildschwanzhaube S etwas von der Ausbruchswandung abheben, wodurch insbesondere die Tauchbewegung des Messerschildes verbessert wird. Beim Ausschub der Hubzylinder 27 und bei der Anpressung der Schildschwanzhaube S gegen die Ausbruchswandung werden die Reaktionskräfte der Hubzylinder über die Lagerkonsolen 25 auf das rückwärtige Ende des Stützrahmens 12 abgesetzt, wodurch dem Stützrahmen eine gewisse Kipptendenz im Sinne einer Kletterbewegung des gesamten Messerschildes erteilt wird. Die Richtungssteuerung des Messerschildes kann im übrigen in bekannter Weise dadurch erfolgen, daß mit Hilfe der hydraulischen Preßzylinder 18 einzelne Vortriebsmesser oder Messergruppen vorrangig vorgefahren werden, wobei die Preßzylinder dieser vorfahrenden Vortriebsmesser auf den Stützrahmen 12 einseitig wirkende, zu leichten Rahmenverkantungen führende Kräfte übertragen, welche die Richtungsänderung hervorrufen.

Die Hubzylinder 27 der beiden Hubstützen 23 sind zweckmäßig jeweils gesondert mittels eines Handventils steuerbar. Die Druckkraft der Hubzylinder wird zweckmäßig mittels Druckbegrenzungsventile eingestellt. In Fig. 1 sind die Anschlußgelenke 20 der Nachlaufmesser 19 lediglich schematisch dargestellt. Vorzugsweise bestehen die Gelenke 20 aus Raumgelenken, die ein für die vorgenannten Hubbewegungen der Schildschwanzhaube ausreichendes Bewegungsspiel aufweisen. Die Nachlaufmesser 19 bestehen, wie erwähnt, aus einfachen Deckblechen, in deren Schutz die Ausbaubögen 21 oder sonstige Ausbauelemente, z.B. Tübbingringe gesetzt werden.

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Claims (6)

Ansprüche

1. Messerschild zum Auffahren unterirdischer Hohlräume, wie vor allem Tunnel , Stollen , Gesteinsstrecken u.dgl., mit an einem nachführbaren Stützrahmen abgestutzten, einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Vortriebsmessern, die zumindest teilweise mit gelenkbeweglich angeschlossenen Nachlaufmessern versehen sind, welche gemeinsam eine Schildschwanzhaube bilden, dadurch gekennzeich net, daß die unteren Nachlaufmesser (19') der Schildschwanzhaube (S) auf einer Hubstütze (23) ruhen, die an dem rückwärtigen Ende des Stützrahmens (12) heb- und senkbar angeordnet ist.

2. Messerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hubstützen (23) mittels hydraulischer Hubzylinder (27) heb- und

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ORIGINAL INSPECTED

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senkbar sind.

3. Messerschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hubstützen (23) aus Hubkonsolen (24) bestehen, die mittels Gleitführungen, insbesondere T-Nutführungen (26) an Lagerkonsolen (25) des Stützrahmens (12) geführt sind.

4. Messerschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die unteren Nachlaufmesser (19') tragenden Auflagen (30) der Hubstützen (23) auf einer Bewegungsbahn bewegbar sind, welche unter einem spitzen Winkel zur Vertikalen geneigt ist und zumindest angenähert in Richtung der Querachse des zugeordneten unteren Nachlaufmessers (19') verläuft.

5. Messerschild nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufbesser (19) an ihren einander zugewandten Längsseiten mittels einer Nut-Federführung <31) od. dgl. aneinandergeführt sind.

6. Messerschild nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufmesser (19) raumgelenkig mit ausreichendem Führungsspiel für die Hubbewegungen an den Vortriebsmessern (10) angeschlossen sind.

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