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Titel: Vortriebsschild, insbesondere Messerschild, mit
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einer darin gelagerten Vollschnittmaschine Die Erfindung betrifft
einen Vortriebsschild, insbesondere einen Messerschild, mit einer im Schild gelagerten
Vollschnittmaschine, deren gegen die Ortsbrust vorschiebbarer Schneidkopf das Profil
vor dem ortsbrustseltigen Schild ende schneidet.
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Vortriebs- und Messerschilde werden für den Vortrieb unterirdischer
oder untertägiger Bauwerke, wie Tunnels, Stollen, Untertagestrecken u.dgl. eingesetzt.
Dabei ist es bekannt, im Inneren des Schildes eine Vollschnittmaschine zu lagern,
deren eine Drehbewegung oder eine Drehpendelbewegung ausführender, von einem Bohrkopf
oder einer Schürfscheibe od.
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dgl. gebildeter Schneidkopf vor dem Schild das kreisfEri6e Profil
schneidet und im Zuge der Vortriebsarbeit zunehmend weiter aus der Schild ausgefahren
wird, bis der Hub der Vorschubzylinder od.dgl. erschft ist (DE-OS 22 59 249, DE-AS
25 14 150).
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Bei solchen Schildvortriebseinrichtungen entsteht hinter dem sich
vorschiebenden Schneidkopf, d.h. zwischen der Rückseite des Schneidkopfes und dem
Schildmantel ein Umfangsipalt, der sich mit zunehmendem Vorschub des Schneidkopfes
bei stehendem Schild entsprechend vergrößert. Es besteht die Gefahr, daß in diesen
vom Schild nicht Uberdeck ten und gesicherten Spaltbereich Gestein oder Bodenmaterial
von außen eindringt, welches sich zwischen dem rückwärtigen Teil des angetriebenen
Schneidkopfes und dem Schildmantel festsetzt und auf diese Weise den Vorschub des
Schildes bzw.
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seiner Vortriebsmesser erschwert oder sogar blockiert. Außerdem kann
das in den Schild hineinlaufende Boden- oder Gesteinsiaterial zu einer beträchtlichen
Verschmutzung des Arbeitsraumes im Inneren des Schildes führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schildvortriebseinrichtung
der genannten Art, insbesondere einen Messerschild so auszugestalten, daß die genannte
Spaltbildung mit einfachen und zuverlässigen Mitteln verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest im
Firstbereich zwischen dem ortibruitseitigen Schildende und dem Schneidkopf eine
der Vorschubbewegung des Schneidkopfes selbsttätig folgende Spaltabdichtung vorgesehen
ist.
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Die erfindungsgemäße Spaltabdichtung ist demgemäß so ausgebildet,
daß sie den sich beim Vorschub des Schneidkopfes bildenden Uifangsspalt zumindest
im Firstbereich, ggfls.
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auch auf ganzem Unfang, 3ederzeit, d.h. unabhängig von der jeweiligen
Vorsohubposition des Schneidkopfes gegenüber dem Schild abdeckt, ohne hierbei aber
den Vorschub des Schildes bzw. der Vortriebsmesser zu behindern. Die Spaltabdichtung
folgt selbsttätig dem vorschiebenden Schneidkopf und hält auf diese Weise stets
den Anschluß an die entsprechende
rückwärtige Schneidkopf-Gegenfläche
im Bereich des Schneidkopfumfanges, so daß kein Gesteins- oder Bodenmaterial in
den Raum zwischen der Rückseite des Schneidkopfes und den Schildmantel gelangen
kann.
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Die Spaltabdichtung könnte von mindestens einem Schlauch, von Kissen
od.dgl. gebildet werden, welcher bzw. welche durch Innendruck, z.B. durch Einleiten
von Druckluft oder eines sonstigen Druckmediums aufweitbar ist bzw. sind, so daß
sie durch Aufweiten der Vorschubbewegung des Schneidkopfes zu folgen vermögen. In
diesem Fall werden der Schlauch bzw. die Kissen zweckmäßig aus einem verschleißfesten
elastischen Material gebildet oder mit verschleißfesten Abdeckungen versehen.
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Vorzugsweise wird als Spaltdichtung aber eine Schiebedichtung vorgesehen,
die as ortsbrustseitigen Schildende in Richtung auf die Ortsbrust ausfahrbar am
Schildumfang angeordnet ist und vorteilhafterweise aus mehreren ausfahrbaren Dichtungssegmenten
besteht. Als Ausschubvorrichtungen für den Vorschub der Schiebedichtung bzw. ihrer
Dichtungssegnente können einfache Federvorrichtungen oder auch pneumatische oder
hydraulische Schubkolbengetriebe u.dgl. verwendet werden, welche die Schiebedichtung
bzw. ihre Dichtungssegmente beim Vorschub des Schneidkopfes stets in Dichtanlage
an diesei halten und zugleich den Vorschub des Vortriebsschildes bzw. der Vortriebsmesser
des Messerschildes gestatten.
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Für die ein- oder mehrteilige Schiebedichtung werden zweckmäßig metallene
Abdecksegmente verwendet, die am Schildmantel bzw. an den Vortriebsiessern verschiebbar
geführt werden können und eine metallische Abdichtung gegenüber dem Schneidkopf
bewirken. Letzterer weist zweckmäßig rückseitig eine konische Umfangsfläche auf,
gegen die sich die ein-oder mehrteilige Schiebedichtung bzw0 die genannten Abdecksegmente
mit
entsprechender konischer Dichtfläche legt bzw.
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legen.
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Bei einem Messerschild wird die Anordnung vorzugsweise so getroffen,
daß zumindest die im Firstbereich angeordneten Vortriebsmesser jeweils mit einem
gegen die rückseitige Umfangsfläche des Schneidkopfes ausfahrbaren Dichtsegment
versehen sind, welches zweckmäßig teleskopartig aus dem betreffenden Vortriebsmesser
ausfahrbar ist. Im Inneren der profilierten Vortriebsmesser können die genannten
Ausschubvorrichtungen geschützt untergebracht werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutern0 In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 einen Messerschild im Vertikalschnitt mit einer darin gelagerten Vollschnittmaschine
und einer am Schildmantel bzw. an den Vortriebsmessern angeordneten Spaltabdichtung
gemäß der Erfindung; Fig. 2 im Schnitt die an einem einzelnen Vortriebsmesser angeordnete
Spaltabdichtung gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab; Fig. 3 ein geändertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt.
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Die dargestellte Schildvortriebseinrichtung besteht aus einem Messerschild,
dessen Vortriebsmesser 10 den zylindrischen Schildmantel bilden und einzeln oder
gruppenweise mittels hydraulischer Pressen 11 in Vortriebsrichtung V vorpreßbar
sind. Die einzelnen Vortriebsmesser 10 sind in bekannter Weise auf einem (nicht
dargestellten) gemeinsamen Stützrahmen abgestützt und geführt, an dem sich auch
die den einzelnen Vortriebsmessern 10 zugeordneten hydraulischen
Fressen
11 abstützen. Im Zuge der Vortriebsarbeit können daher die Vortriebsmesser 10 einzeln
oder gruppenweise mit Hilfe ihrer hydraulischen Pressen 11 in Vortriebsrichtung
V vorgepreßt werden, wobei sich die druckbeaufschlagten Pressen 11 an dem gemeinsamen
Stützrahmen abstützen. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10 vorgepreßt sind, wird
der Stützrahmen nachgeholt, was dadurch geschieht, daß sämtliche hydraulischen Pressen
11 in Einschubrichtung druckbeaufschlagt wird. Beim Nachholen des Stützrahmens bilden
die reibungsschlüssig an der Ausbruchswandung anliegenden Vortriebsmesser das gemeinsame
Widerlager für die den StUtzrahmen nachziehenden Pressen 11.
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Messerschilde dieser Art sind bekannt, so daß sich eine eingehende
Beschreibung erübrigen kann.
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In dem Messerschild ist, wieebenfalls bekannt, eine Vollschnittmaschine
12 gelagert, deren angetriebener Schneidkopf 13 das kreisförmige Tunnel- bzw. Streckenproffl
schneidet und mittels hydraulischer Vorschubzylinder 14 in Vortriebsrichtung V vorschiebbar
ist. Die Vorschubzylinder 14 können sich an dem gemeinsamen Stützrahmen des Messerschildes
oder an einem sonstigen Widerlager abstützen.
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Im Inneren des Messerschildes ist außerdem eine Ladevorrichtung mit
einem Ladeförderer 15 angeordnet, die das von dem Schneidkopf 13 geschnittene Boden-
oder Gesteinsmaterial abfördert.
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Der Schneidkopf 13 arbeitet vor dem ortsbrustseitigen Ende des Messerschildes.
Er wird im Zuge der Vortriebsarbeit mit Hilfe der Vorschubzylinder 14 gegenüber
dem stehenden Schild vorgeschoben. Sobald der Hub der Vorschubzylinder 14 erschöpft
ist, wird der Schild nachgeholt, was durch Vorpressen der Vortriebsmesser 10 mittels
der Fressen 11 geschieht.
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Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10 vorgeschoben sind, wird der Stützrahmen
des Messerschildes in der beschriebenen Weise nachgeholt.
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Es ist erkennbar, daß sich beim Vorschub des Schneidkopfes 13 zwischen
dem stehenden Messerschild, doh. zwischen den vorderen Enden der Vortriebsmesser
10 und der Rückseite des Schneidkopfes 13 ein Spalt öffnet, der sich mit zunehmendern
Vorschub des Schneidkopfes 13 vergrößert und der durch die stehenden Vortriebsmesser
10 nicht gegenüber der Ausbruchswandung abgedeckt wird. In diesen Spalt könnte Gesteins-oder
Bodenmaterial eindringen, welches das spätere Vorschieben der Vortriebsmesser 10
erschwert oder blockiert.
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Um diese Schwierigkeiten zu beheben ist an dem von den Vortriebsmessern
10 gebildeten Schildmantel zumindest im Firstbereich eine als Schiebedichtung ausgebildete
Spaltabdichtung vorgesehen. Zu diesem Zweck weisen zumindest die im Firstbereich
angeordneten Vortriebsmesser 10 an ihren vorderen Enden Dichtsegmente 16 auf, die
von teleskopartig aus den Vortriebsmessern 10 ausfahrbaren metallenen Abdecksegmenten
gebildet werden, weiche, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, kastenförmig profiliert sind
und sich in den ebenfalls kasternförmig profilierten Vortriebsmessern 10 fuhren.
Jedem Dichtsegment 16 ist dabei eine im Inneren des Vortriebsmesserin 10 angeordnete
Vorschubvorrichtung, bestehend aus einem Federzylinder oder einem hydraulischen
Zylinder 17 zugeordnet, dessen Kolbenstange 18 in einem Gelenk 19 mit dem zugeordneten
Diohtsegment 16 verbunden ist und der sich in einem Gelenk 20 gegen das Vortriebsmesser
10 abstützt. Die Vorschubvorriohtungen 17 sind so ausgebildet, daß sie das zugeordnete
Dichtsegment 16 beim Vorschub des Schneidkopfes 13 ständig in Vorschubrichtung belasten,
so daß das Dichtsegiont der Vorschubbewegung des Schneidkopfes 13 zu folgen vermag
und sich in ständiger Dichtanlage an einer rückseitigen
Umfangsfläche
21 befindet. Auf diese Weise wird der Umfangsspalt zwischen dem Schneidkopf 13 und
den vorderen Enden der Vortriebsmesser 10 abgedeckt, so daß kein Gesteins oder Bodenmaterial
in den Spalt eindringen kann.
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Beim Vorpressen der Vortriebsmesser 10 schieben die Dichtsegmente
16 selbsttätig in die Vortriebsmesser 10 ein, wobei ihre Dichtanlage an der Umfangsfläche
21 des Schneidkopfes 13 3 erhalten bleibt. Sind die Vorschubvorrichtungen 17 als
hydraulische Zylinder ausgebildet, so wird die hydraulische Steuerung der Vorschubmesser
so ausgebildet, daß bei Druckbeaufschlagung der hydraulischen Pressen 11 in Ausschubrichtung
gleichzeitig die Zylinder 17 auf der Kolbenseite entlastet werden und dadurch den
Einschub der Dichtsegmente 16 zulassen. Werden die Vorschubvorrichtungen 17 als
Federzylinder oder sonstige Federvorrichtungen ausgebildet, so ist eine besondere
Steuerung dagegen nicht erforderlich.
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Das AustUhrungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen
nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die an der Rückseite des angetriebenen
Schneidkopfei 13 angeordnete Dichtfläche 21 konisch ausgebildet ist. Entsprechend
sind die metallenen Dichtsegmente 16 an ihren vorderen Enden 16 konisch bzw. keilförmig
ausgebildet, so daß sie sich flächig gegen die konische Umfangsfläche 21 des Schneidkopfes
13 legen. Anstelle von Zylindern sind hier Federvorrichtungen 17' als Ausschubvorrichtungen
vorgesehen.
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Die Dichtsegmente 16 sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
vollständig in die Vortriebsmesser 10 einfahrbar, so daß die Vortriebsmesser 10
mit Hilfe ihrer Pressen 11 bis dicht an den Schneidkopf 13 vorgeschoben werden können.
Das Maß X, um welches sich die Dichtsegsente 16 aus den Vortriebsiessern 10 ausschieben
lassen, entspricht dem Maß, um welches der Schneidkopf 13 gegenüber den vorderen
Enden der
Vortriebsmesser 10 vorgeschoben werden kann.
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Die erfindungsgemäße Spaltabdichtung läßt sich auch dann verwirklichen,
wenn anstelle eines Messerschildes ein ein-oder mehrteiliger Vortriebsschild bekannter
Ausführung vorgesehen wird. Auch in diesem Fall läßt sich am Schildmantel eine ausfahrbare,
dem Schneidkopf 13 folgende Spaltabdichtung anordnen, die zweckmäßig aus mehreren
Dicht- bzw. Abdecksegmenten besteht.
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