DE3015580A1

DE3015580A1 - Vortriebsschild

Info

Publication number: DE3015580A1
Application number: DE19803015580
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Nußbaumer
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1981-10-29
Also published as: ATA183981A; US4368924A; FR2481360B1; CH650557A5; DE3015580C2; FR2481360A1; AT374247B; JPS56167097A

Description

Patentanwalt
Dipl.-lng. W. Jackisch - - , « _1Qfin

Menzelstr. 40, 7000 Stuttgart 1 ££. Ημί" I30U

Ed. Züblin A 36 791 - Ii

Aktiengesellschaft

Jägerstr. .22

7000 Stuttgart 1

Vortriebschild

Die ixfindung betrifft einen Vortriebschild entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Vortriebschild dieser Art (DE-PS 2431512) wird durch die Druckmittelzuführung in den Abbauraum eine Slüssigkeit eingeleitet, die unter Überdruck den Abbauraum ausfüllt und somit auch gegen die Ortsbrust wirkt. Das durch das Abtragungswerkzeug von der Ortsbrust gelöste Räümmaterial wird mit Hilfe der im Abbauraum befindlichen Stützflüssigkeit durch Austrittsleitungen abgezogen. Hierbei ist es nachteilig, daß während der Arbeitsdurchführung der gesamte Abbauraum aufgrund der verunreinigten Stützflüssigkeit völlig undurchsichtig ist, so daß eine Beobachtung der Ortsbrust während der Abtragungsarbeiten nicht möglich ist und der Vortrieb somit praktisch blind erfolgt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Abbauarm mit seinem kompliziert ausgebildeten Schwenkmechanismus stets der umgebenden Stützflüssigkeit ausgesetzt ist, die wegen ihrer Verschmutzung besonders aggressiv ist, wodurch insbesondere die beweglich geführten Teile einer erhöhten Reibungsbeanspruchung ausgesetzt sind und somit auch

1300U/0231

einem vorzeitigen Verschleiß unterliegen.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Vortriebschild der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß eine flüssigkeitsfreie Durchsichtmediumabstützung mit verschleißschonender Abbauarmumgebung und eine hohe Ortsbrustabdichtung mit dem Abtragungswerkzeug unmittelbar nachfolgender Diciitungserneuerung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Vortriebarbeiten an der Ortsbrust ständig genau beobachtet werden können, da sich keinerlei verunreinigte Stützflüssigkeit im Abbauraum befindet, sondern der Stützdruck im Abbauraum ausschließlich durch Druckluftzuführung aufrecht erhalten wird, die durch die Pneumatikleitung in den Abbaurauin eingeleitet wird. Durch die so ermöglichte Sicht bearbeitung kann der Abtrag der Ortsbrust gezielt durchgeführt werden, wobei insbesondere sofort auf etwa vorhandene Hindernisse, wie Steine, Findlinge oder dergleichen, unmittelbar reagiert werden kann, so daß Beschädigungen der Abtragwerkzeuge oder der sonstigen Einrichtungen vermieden werden, wodurch Reparaturarbeiten weitgehend ausgeschaltet sind und eine Einsparung an Ersatzteilkosten und Arbeitslohn erzielt wird. Der Abbau der Ortsbrust

130t)U/0231

erfolgt unter Berücksichtigung der gegebenen Geologie ganz individuell entsprechend den jeweils gegebenen Bodenverhältnissen, wobei bereits nur eine einzige Person ohne weiteres den Abbau beobachten und steuern kann. Dabei können die Bodenverhältnisse laufend überprüft und kontrolliert werden, so daß auch sofort Rückschlüsse für den weiteren Ausbau des Tunnels gezogen werden können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß zum Beispiel bei eventuellen Pflegearbeiten bzw. einem Austausch des Abtragungswerkzeugs nicht wie bisher die gesamte Stützflüssigkeit völlig aus dem Abbauraum entfernt werden mu3, was arbeits- und zeitaufwendig ist. Vielmehr kann bei der erfindungsgemäßen Lösung nach dem Öffnen einer Schleuse oder dergleichen die erforderliche Arbeit ohne weiteres an Ort und Stelle durchgeführt werden, ohne daß der Stützdruck vermindert oder gar völlig abgebaut werden muß. Außerdem wird der Vorteil erreicht, daß der Abnutzungsgrad der Abbauwerkzeuge, wie zum Beispiel der Verschleiß an den Schneidzähnen des Abtragungswerkzeugs, genau beobachtet werden kann, so daß zum richtigen Zeitpunkt das Abtragungswerkzeug ersetzt werden kann. Auch beim Auftreffen auf einen Findling muß bei der bekannten Einrichtung die Stützflüssigkeit ganz abgelassen werden, damit eine Bedienungsperson in den Abbauraum gehen kann, um dort das Hindernis manuell zu beseitigen. Demgegenüber kann bei dem erfindungsgemäßen Vortriebschild ein Findling sofort ohne Stützdruckreduzierung von der Bedienungsperson beseitigt werden, wobei zudem mit Hilfe des sichtbar gesteuerten Abbauarmes ein in der Ortsbrust auftauchender Findling exakt herausgeschält werden kann, ohne daß dabei das Abtragungswerkzeug beschädigt wird.

Zudem wird mit der Erfindung der Vorteil erreicht, daß die

130044/0231

Ortsbrust bis auf einen kleinen Bearbeitungsbereich fast vollständig durch eine membranartige Dichtmittelschicht abgedichtet ist. Dadurch werden Stützmittelverluste weitgehend reduziert und es wird eine hohe Stützdruckkonstanz erzielt, so daß nur äußerst geringe Nachspeisungen durch die Pneumatikleitung einzuleiten sind. Da die Dichtmittelaustragvorrichtung mit dem Abbauarm zwangsgesteuert ist und die Austragdüse das Dichtmittel beim Abbau der Ortsbrust dicht neben dem Abtragungswerkzeug auf die Ortsbrüst aufbringt, wird beim Weiterführen des Abbauarmes die jeweils gerade bearbeitete Stelle der Ortsbrust unverzüglich wieder dicht verschlossen. Da bei dem erfindungsgemäßen Vortriebschild auf die Verwendung·einer kostenintensiven Stützflüssigkeit verzichtet wird, tritt somit auch an den Abbauarmaggregaten keine durch Schmutzzusätze geförderte Elüssigkeitsbeeinträchtigung auf, so daß eine lange und wartungsfreie Purktionstüchtigkeit gegeben ist. Das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgearbeitete Räummaterial wird über die im Bodenbereich des Schildmantels angeordnete Austrittsleitung aus dem Abbauraum heraus nach außen abgeführt. Es sei noch erwähnt, daß die erfindungsgemäße Pneumatikdruckdurchführung ebenfalls mit zur hohen Stützdruckkonstanz im Abbauraum beiträgt, so daß auch in diesem Bereich der Querwand, in dem der Abbauarm nach außen herausgeführt ist, keine Druckluft entweichen kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben, durch deren Anwendung in vorteilhafter Weise insbesondere eine zweckmäßige Dichtmittelaustragung sowie günstige Lager- und' Bewegungsmöglichkeiten am Austeilarm erzielt werden und wobei vorteilhafte Beobachtungsmaßnahmen für den Ortsbrustabbau sowie eine weitgehend staubfreie Abführung des Räummaterials erreicht werden.

— 9 —

130044/0231

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung in einer einzigen Figur eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt.

Der in der Zeichnung dargestellte Vortriebschild 1 befindet sich in einem Tunnel 2, der durch Abbau einer Ortsbrust 3 voran getrieben wird. Der Vortriebschild 1 weist einen Schildmantel 4 auf, der mit der Ortsbrust 3. zugewandten Schildschneiden 5 versehen ist. Der Vortriebschild 1 ist über Vortriebpressen 6 verlagerbar, die am Schildmantel 4 angreifen. Im Schildmantel 4 ist in einem Abstand von den Schildschneiden 5 eine Querwand 7 angeordnet. Durch die Querwand 7, den Schildmantel 4 und die Ortsbrust 3 ist somit ein Abbauraum 8 begrenzt.

Am Bodenbereich des Schildmantels 4 ist eine Austrittsleitung 9 angeordnet, die die Querwand 7 durchsetzt und mit einem Ansaugende 10 in den Abbauraum 8 ragt. Die Austrittsleitung 9 weist ein Fördersteuerventil 11 auf.

Das Ansaugende 10 der Austrittsleitung 9 befindet sich im Bereich eines Förderkastens 12, der eine Öffnung 13 besitzt. Im Förderkasten 12 ist eine Spüleinrichtung 14 angeordnet, die sich vor dem Ansaugende 10 der Austrittsleitung 9 befindet und über eine Leitung 15, die die Querwand 7 durchsetzt und ein Ventil 16 besitzt, gespeist wird.

Oben unter dem Schildmantel 4 ist eine Pneumatikleitung 17 angeordnet, die die Querwand 7 durchsetzt und in den Abbauraum 8 ragt, so daß in den Abbauraum 8 Druckluft eingeleitet werden kann, die zum Aufbau eines konstanten Stützdrucks im Abbauraum

- 10 -

130Ό44/0231

über ein Stutzdruckregelventil 18 steuerbar ist.

Unter der Pneumatikleitung 17 ist in der Querwand 7 eine Sichtscheibe 19 angeordnet, durch die die Bedienungsperson von außen in den Abbauraum 8 einsehen kann. Damit insbesondere die gesamte Ortsbrust 3 ungehindert beobachtet werden kann, sind an der Querwand 7 am Umfangsbereich der Sichtscheibe 19 Sichtschrägen 20 ausgebildet, so' daß ein größerer Freiraum bzw. Blickwinkel für die Einsichtnahme gegeben ist.

Unmittelbar unter der Sichtscheibe 19 ist etwa im Mittenbereich der Querwand 7 eine Pneumatikdruckdurchführung 21 angeordnet, durch die ein Abbauarm 22 hindurchgeführt ist. Der Abbauarm ist um einen Achsbolzen 23 schwenkbar, der in einem Mihrungsteil 24 gelagert isx. Dieser Iführungsteil 24 ist wiederum in einem Drehkranz 25 gelagert, der die Pneumatikdruckdurchführung 21 außen begrenzt, in der Querwand 7 drehbar gelagert ist und durch einen Antriebsmotor 26 verdreht werden kann. Damit die Pneumatikdruekdurchführung 21 im Mittenbereich der Querwand 7 eine hohe Sicherheit gegen Druckluftlecks besitzt, ist zusätzlich eine Dichtmanschette 27 am Abbauarm 22 im Bereich des Drehkranzes 25 und des Führungsteils 24 angeordnet.

Der Abbauarm 22 wird über ein Hubelement 28 verschwenkt, das über eine Steuerleitung 29 von einem Aggregat 30 gespeist wird und das mit dem einen Ende am Abbauarm 22 und mit dem anderen Ende an einer Montagekonsole 31 schwenkbar angelenkt ist, die am Drehkranz 25 befestigt ist.

Der Abbauarm 22 besitzt ein Zylinderrohr 32, in dem eine Kolbenstange 33 gelagert ist, die in Richtung der Längsachse 34 aus- und einfahrbar ist, was ebenfalls vom Aggregat 30 aus gesteuert werden kann. Am freien Ende der Kolbenstange 33 befindet sich

- 11 130044/0231

ein als Fräskopf aucgebi !doles Abtragungswerk:;eug 35, welches das Material an der Ortsbrust 3 abarbeitet.

Am freien Endbereich des Zylinderrohres 32 ist eine Dichtmittelaustragvorrichtung 36 angeordnet. Diese Dichtmittelaustragvorrichtung 36 ist so befestigt, daß sie bei Bedarf um die Längsachse 34 des Abbauarmes 22 gedreht und gleichzeitig in dem Gelenk 42 gekippt werden kann. Die Dichtmittelaustragvorrichtung 36 ist als Spritzeinrichtung ausgebildet, deren Austragdüsen 37 so gerichtet nind, daß herausspritzende Dichtmittel 38 direkt neben dem freien Ende des Abtragungswerkzeugs 35 auf die Ortsbrust 3 trifft, wodurch gewährleistet ist, daß sofort nach dem Weiterschwenken des Abbauarms 22 die bearbeitete Stelle der Ortsbrust 3 zwangsläufig unmittelbar wieder abgedichtet wird, so daß eine vorteilhaft aus Peinkornfraktion oder Bentonitsuspension bestehende Dichtungsmembrane 39 stets fast die gesamte Oberfläche der Ortsbrust 3 abdeckt. Die Dichtmittelaustragvorrichtung 36 wird über eine Zuführleitung 40 versorgt, die entlang dem Zylinderrohr 32 verläuft und durch die Pneumatikdruckdurchführung 21 nach außen geführt ist, so daß sie hier außerhalb des Abbauraums 8 mit dem jeweils zweckmäßigen Dichtmittel 38 beschickt werden kann.

Der Zeichnung ist eindeutig zu entnehmen, daß mit dem erfindungsgemäßen Vortriebschild ein exaktes Arbeiten unter genauer und ständiger Beobachtung der Arbeitsstelle möglich ist. Die Beobachtung der Arbeitsstelle muß nicht unbedingt direkt durch die Sichtscheibe 19 erfolgen, sondern es kann auch nach einer bevorzugten Ausführung beispielsweise im Zusammenhang mit einer ferngesteuerten Bedienung eine Sichtüberwachung über einen Monitor erfolgen, wobei eine entsprechende Aufnahmekamera entweder an der dem Abbauraum 8 zugewandten Innenseite der Querwand 7 oder dem Schildmantel 4 angeordnet ist, oder aber außen

- 12 -DA'

BAD ORIGINAL

130OUJ/0231

hinter der Sichtscheibe 19 installiert ist. Das mit dem Abtragungswerkzeug 35 von der Ortsbrust 3 abgearbeitete Räummaterial 41 gelangt durch die Öffnung 13 in den Förderkasten 12, wird hier durch die Spüleinrichtimg 14 benetzt bzw. aufgeschwemmt und anschließend durch das Ansaugende 10 der Austrittsleitung 9 nach außen abgezogen. Dabei ist es möglich, die Feinbestandteile des Räummaterials 41 wieder aufzubereiten und dem Dichtmittel 38 zur Erneuerung der Dichtungsmembrane 39 zuzumisehen.

130044/0231

Claims

Patentanwalt

Dlpl.-Ing. W. Jacklech 2 2 Αρπ'ί Ν8Π

Menzelstr. 40, 7000 Stuttgart 1 c L. wn I3ÖU

Ed. Züblin A 36 791 - Ii

Aktiengesellschaft

Jägerstr. 22

Stuttgart 1

Vortri ebs child

Patentansprüche

1, Yortriebschild mit einem Schildmantel und einer Querwand zur Abgrenzung eines Abbauraumes, mit einem an der Querwand schwenkbar gelagerten Abbauarm, der ein Abtragungswerkzeug zum Abbau einer den Abbauraum mitbegrenzenden Ortsbrust aufweist, mit einer Druckmittelzuführung zur Erzielung eines Stützdrucks im Abbauraum, und mit einer im wesentlichen am Bodenbereich des Schildmantels angeordneten Austrittsleitung zur Abführung des von der Ortsbrust abgearbeiteten Räummaterials, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbauarm (22) an der Querwand (7) in einer Pneumatikdruckdurchführung (21) gelagert ist, daß die Druckmittelzuführung als Pneumatikleitung (17) ausgebildet ist und daß dem Abbauarm (22)- eine Dichtmittelaus tragvorrichtung (36) bewegungsgekoppelt zugeordnet ist, deren Austragdüse (37) auf den direkten Umgebungsbereich am freien Ende des Abtragungswerkzeugs (35) gerichtet ist.
2. Vortriebschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— 2 —

1300U/0231

daß die Dichtmittelaustragvorrichtung (36) an einem Zylinderrohr (32) des Abbauarmes (22) angeordnet ist.
3. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittelaustragvorrichtung (36) am Abbauarm (22) befestigt und nach' Bedarf allseitig schwenkbar ist.
4. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragungswerkzeug (35) an einer im Zylinderrohr (32) gelagerten, ausschiebbaren Kolbenstange (33) angeordnet ist.
5. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtmittelaustragvorrichtung (36) eine Zuführleitung (40) zugeordnet ist, die die Pneumatikdruckdurchführung (21) im Bereich des Abbauarmes (22) durchsetzt.
6. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbauarm (22) im Bereich der Pneumatikdruckdurchführung (21) in einem Drehkranz (25) gelagert ist.
7. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbauarm (22) an einem im Drehkranz (25) gelagerten Führungsteil (24) um einen Achsbolzen (23) schwenkbar angeordnet ist.
8. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikdruckdurchführung (21) am Abbauarm (22) im Bereich des Drehkranzes (25) und des lührungsteils (24) eine Dichtmanschette (27) aufweist.

— 3 —

1300U/0231
9. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehkranz (25) ein Antriebsmotor (26) zugeordnet ist.
10. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehkranz (25) eine Montagekonsole (31) eines den Abbauarm (22) νerschwenkbaren Hubelementes (28) angeordnet ist.
11. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatikleitung (17) ein Stützdruckregelventil (18) zugeordnet ist.
12. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Querwand (7) eine Sichtscheibe (19) angeordnet ist.
13. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtscheibe (19) über der Pneumatikdruckdurchführung (21) in der Querwand (7) angeordnet ist.
14. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (7) am Umfangsbereich der Sichtscheibe (19) Sichtschrägen (20) aufweist.
15. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Si chtiiberwachung ein Monitor mit einer an der Querwand (7) oder dem Schildmantel (4) angeordneten, in den Abbauraum (8) gerichteten Aufnahmekamera zugeordnet ist.
16. VortriebschiId nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch

130044/0231

gekennzeichnet, daß das Ansaugende (10) der Austrittsleitung (9) in einem Förderkasten (12) angeordnet ist.
17. Vortriebschild nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Förderkasten (12) vor dem Ansaugende (10) der Austrittsleitung (9) eine Spüleinrichtung (14) angeordnet ist.

- 5 130Ό4Α/0231