DE3033480C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollkorrektureinrichtung für einen Vortriebsschild, insbesondere einen Messerschild, entsprechend der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebe­ nen Art.

Beim Schildvortrieb von Tunnels, Stollen oder sonstigen unterirdischen Bauwerken erfolgt die Sicherung des Aus­ bruchsquerschnittes im Bereich der Ortsbrust mittels eines zylindrischen Vortriebsschildes oder eines Messerschildes, dessen Schildmantel von einer Vielzahl an Vortriebsmessern gebildet ist, die mittels am gemeinsamen Stützrahmen ab­ gestützter Preßzylinder einzeln oder gruppenweise in Vor­ triebsrichtung vorpreßbar sind. Im Inneren des Schildes befinden sich die für den Vortrieb erforderlichen Ein­ richtungen, zumeist eine Vortriebsmaschine, eine Förder­ einrichtung für die Abförderung des Haufwerks u. dgl. Bei einem Messerschild wird der die Vortriebsmesser führende Stützrahmen mittels der den einzelnen Vortriebsmessern zugeordneten Preßzylinder nachgezogen, nachdem sämtliche Vortriebsmesser vorgepreßt worden sind.

Es ist aus der Praxis bekannt, daß während des Schildvor­ triebs der Schild nicht selten unerwünschte Roll- bzw. Drehbewegungen um seine Achse ausführt, was zu erheblichen betrieblichen Schwierigkeiten führen kann, zumal sich hier­ bei die gesamten im Schild angeordneten Maschineneinrich­ tungen schrägstellen. Außerdem können solche Rollbewegungen zu einer Versteuerung des Schildes und damit der gesamten Vortriebseinrichtung führen.

Um einen Messerschild gegenüber der Rolltendenz zu stabili­ sieren, ist es aus der DE-AS 24 61 241 bekannt, den Schild mit mindestens einem unabhängig vortreibbaren Vortriebs­ messer auszurüsten, welches gegenüber dem Umfang des zylindrischen Schildmantels im Sohlbereich radial nach außen versetzt ist, so daß es an der Sohle eine Rinne schneidet. Das in dieser Rinne liegende Vortriebsmesser bildet eine radiale Führungsleiste, die, ähnlich einer Stabilisierungsflosse, den zylindrischen Schildmantel gegen Rollbewegungen stabilisiert. Um gewisse Steuer- oder Ausgleichsbewegungen durchführen zu können, ist das radial über den Schildmantel vorspringende Vortriebsmes­ ser gegenüber der Längsachsen des Schildmantels winkel­ einstellbar, was mit Hilfe eines Schwenkzylinders od. dgl. erfolgen kann.

Zur Vermeidung der genannten Rollbewegungen bei einem zylindrischen Vortriebsschild ist es aus der CH-PS 4 53 414 bekannt, im Inneren des Schildes einen Druckring anzuord­ nen, gegen den sich die Vortriebspressen des Schildes ge­ lenkig abstützen und der mittels gesonderter hydraulischer Korrekturpressen um seine Achse drehbar ist, um die Vor­ triebspressen in eine solch geneigte Stellung zu bringen, daß sie bei ihrer Druckbeaufschlagung dem Schild eine zur Rollbewegung gegenläufige Drehbewegung erteilen. Der Bau­ aufwand solcher Schildsteuerungen ist verhältnismäßig groß.

Schließlich ist aus der DE-OS 26 21 421 eine Rollkorrektur­ einrichtung bekannt, bei der die unkontrollierte Drehung des Vortriebsschildes um seine Achse mit Hilfe einer Dreh­ momentenabstützung vermieden wird, die aus einer z. B. an einem Nachlaufschild befestigten Drehmomentenstütze und einer am Schild angeordneten Stützenführung besteht. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Drehmomentenstütze und ihre Stützenführung in einer Schräglage zueinander eingestellt sind, so daß dem Schild beim Vorpressen eine gezielte Drehbewegung aufgezwungen wird, welche der Roll­ bewegung entgegenwirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine baulich und steuerungs­ technisch besonders einfache Rollkorrektureinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der sich den genann­ ten Rollbewegungen des Schildes, insbesondere eines Messer­ schildes, zuverlässig entgegenwirken läßt.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Rollkorrektureinrichtung gelingt es, ohne Verwendung zusätzlicher Steuer- oder Korrektur­ pressen allein mit Hilfe der den Vortriebsschild bzw. den Stützrahmen eines Messerschildes vordrückenden Pressen der Rolltendenz des Schildes, sei es in der einen oder in der anderen Drehrichtung, entgegenzuwirken, indem entsprechend entweder die in der einen Drehrichtung schräggestellten Pressen oder aber die in der anderen Drehrichtung geneigten Pressen gemeinsam in Ausschubrichtung beaufschlagt werden, so daß sie dem Schild bzw. dem Stützrahmen eine zur Rollbewegung gegenläufige Drehtendenz erteilen. Hat der Schild die Tendenz, sich im Uhrzeigersinn um seine Achse zu drehen, so läßt sich durch die im Gegenuhrzeigersinn auf den Schild bzw. den Stützrahmen wirkenden Pressen ein Gegenmoment erzeugen, so daß der Schild seine Drehlage beibehält oder sich in seiner Drehlage gezielt korregieren läßt.

Vorzugsweise sind die genannten Pressen in Umfangsrichtung in wechselnder Folge gegenläufig geneigt, derart, daß jeweils eine in der einen Richtung geneigte Presse zwischen zwei in der Gegenrichtung geneigten Pressen liegt. Hierbei gelingt es, die Drehkräfte gleichmäßig über den Umfang zur Wirkung zu bringen, gleichgültig, welche Pressengruppe vom Druck beaufschlagt wird.

Mit besonderem Vorteil läßt sich die Erfindung bei einem Messerschild verwirklichen, bei dem sich die den Schildmantel bildenden Vortriebsmesser in bekannter Weise auf einem ge­ meinsamen Stützrahmen abstützen und in Nut-, Federführungen formschlüssig am Stützrahmen geführt werden, wobei zwischen jedem einzelnen Vortriebsmesser und dem Stützrahmen ein doppeltwirkender hydraulischer Preßzylinder gelenkig ein­ geschaltet ist. Bei einem solchen Messerschild kann durch die Druckbeaufschlagung der einen oder der anderen Pressengruppe auf den Stützrahmen eine entsprechende Drehbewegung in der einen oder anderen Drehrichtung ausgeübt werden. Hierbei dreht sich der Stützrahmen gegenüber den im Reibkontakt mit der Ausbruchswandung stehenden Vortriebsmessern soweit, bis das Spiel in den genannten Messerführungen des Stützrahmens er­ schöpft ist. Dabei kann eine gewisse Drehvorspannung in den Stützrahmen eingeleitet werden. Werden anschließend die Vor­ triebsmesser mit Hilfe der ihnen zugeordneten Preßzylinder in Vortriebsrichtung gegenüber dem stehenden Stützrahmen vor­ gepreßt, so weichen diese im Rahmen des vorhandenen Spiels der Messerführungen geringfügig von der bisherigen Vor­ triebsrichtung ab, d. h. sie versetzen sich geringfügig in Umfangsrichtung, so daß allmählich der gesamte von den Vortriebsmessern gebildete Schildmantel eine Drehbewegung in Umfangsrichtung ausführt.

Das genannte nachführbare Widerlager besteht vorzugsweise aus einem Nachlaufring, der außer seiner Widerlagerfunktion für die Pressen noch weitere Funktionen, insbesondere die Funktion eines Nachlaufschlitzes haben kann, in dessen Schutz sich der Aufbau des Tunnels oder dergleichen einbringen läßt. Bei einem Ortbetonausbau kann der Nachlaufschild in bekannter Weise die Außenschaltung für den in den Schalungsraum einzu­ bringenden Ortbeton bilden. Der Nachlaufring kann sich un­ mittelbar oder mittelbar gegen den eingebrachten Ausbau ab­ stützen. Er könnte aber auch als Spreizrahmen ausgebildet sein, welcher mittels Spreizvorrichtungen gegen die Ausbruchswandung abspreizbar ist. Eine vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn der Nachlaufring mit entsprechend der Neigung der Pressen schräg zur Vortriebsrichtung verlaufender Öffnungen versehen wird, durch welche die Pressen mit ausreichend großem radialen Bewegungsspiel hindurchfassen. Die Pressen können hierbei an der Rückseite des Nachlaufringes in Gelenken angeschlossen werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch im Vertikalschnitt einen Messer­ schild mit einem als Nachlaufschild ausge­ bildeten Nachlaufring;

Fig. 2 ebenfalls im Schnitt und in einer Teil-Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 die An­ ordnung der Pressen zwischen dem Stützrahmen des Messerschildes und dem Nachlaufring.

Der dargestellte Messerschild weist, wie bekannt, eine Vielzahl an Vortriebsmessern 10 auf, die gemeinsam einen zylindrischen Schildmantel bilden und sich gegen einen gemeinsamen Stützrahmen 11 abstützen. Die Vortriebsmesser 10 sind mittels doppeltwirkender hydraulischer Preßzylinder 12 in Vortriebsrichtung A einzeln oder gruppenweise vorpreßbar. Dabei ist jedem Vortriebsmesser 10 ein eigener Preßzylinder 12 zugeordnet, der zwischen dem betreffenden Vortriebsmesser und dem gemeinsamen Stützrahmen 11 gelenkig eingeschaltet ist. In Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein einziger Preßzylinder 12 dargestellt.

Der Stützrahmen 11 weist am Außenumfang (nicht dargestellte) Messerführungen auf, die z. B. aus T-Nutführungen bestehen, in denen die einzelnen Vortriebsmesser 10 in Vortriebsrichtung A mit dem erforderlichen Spiel geführt sind. Außerdem sind die Vortriebs­ messer 10 mit flachen rückwärtigen Verlängerungen, sogenannten Messerschwänzen 13 versehen, wie dies ebenfalls bekannt ist.

Im Betrieb werden die Vortriebsmesser 10 mittels der hydrau­ lischen Preßzylinder 12 einzeln oder gruppenweise in Vor­ triebsrichtung A vorgepreßt, wobei sich die Preßzylinder 12 rückseitig gegen den Stützrahmen 11 abstützen, der seinerseits im Reibkontakt mit den stehenden Vortriebsmessern steht. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 10 vorgepreßt sind, wird der Stützrahmen 11 nachgezogen. Dies geschieht mit Hilfe der Preßzylinder 12, die hierbei in Einschubrichtung von dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt werden. Beim Nachziehen des Stützrahmens 11 bilden die zuvor vorgepreßten und reibungsschlüssig am umgebenden Erdreich anliegenden Vor­ triebsmesser 10 das Widerlager für die Preßzylinder 12.

Hinter dem Stützrahmen 11 des Messerschildes ist im Bereich des von den Messerschwänzen 13 gebildeten zylindrischen Schild­ mantels ein Nachlaufring 14 vorgesehen, gegen den sich die Messerschwänze 13 abstützen und der ebenfalls mit einem zylindrischen Schildmantel 15 versehen ist, in dessen Schutz der (nicht dargestellt) Ausbau des Tunnels od. dgl. eingebracht werden kann, wie dies an sich bekannt ist. Bei einem Ortbetonausbau kann der Mantel 15 des Nach­ laufringes 14 auch die Außenschalung des den Ortbeton auf­ nehmenden Schalungsraumes bilden.

Zwischen dem Nachlaufring 14 und dem Stützrahmen 11 des Messerschildes sind Pressen 16 gelenkig eingeschaltet, die aus doppeltwirkenden hydraulischen Schubkolbengetrieben bestehen, deren Kolbenstangen 17 in Gelenken 18 am rückwärtigen Ende des Stützrahmens 11 angeschlossen sind. In Fig. 1 sind nur zwei hydraulische Pressen 16 dargestellt. In Wirklichkeit ist über den Umfang des Nachlaufringes 14 verteilt eine Vielzahl solcher Pressen 16 angeordnet. Die genaue Anordnung dieser Pressen ist der Fig. 2 zu entnehmen. Es ist erkennbar, daß die mit 16′ und 16′′ bezeichneten Pressen, in Umfangs­ richtung des Nachlaufringes gesehen, spitzwinklig zur eigent­ lichen Vortriebsrichtung A geneigt sind, wobei die einen Pressen 16′ in der einen Richtung (nach rechts) und die anderen Pressen 16′′ in der anderen Richtung (nach links) geneigt sind. Dabei liegt jeweils zwischen zwei Pressen 16′ eine Presse 16′′ und umgekehrt. Die Pressen 16′ und 16′′ sind also in Umfangsrichtung wechselnd gegenläufig geneigt.

Die Pressen 16′ bilden eine erste Pressengruppe und sind mittels (nicht dargestellter) Ventilvorrichtungen gemeinsam in Ausschubrichtung vom hydraulischen Druckmedium beauf­ schlagbar. Die anderen Pressen 16′′ bilden eine zweite Pressengruppe und sind ebenfalls durch Betätigen einer Steuerventilvorrichtung gemeinsam in Ausschubrichtung be­ aufschlagbar. Werden die Pressen 16′ gemeinsam in Ausschub­ richtung beaufschlagt, so üben sie auf den Stützrahmen 11 nicht nur eine in Pfeilrichtung A wirkende Kraft aus, sondern zugleich eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft. Das gleiche gilt für die Pressen 16′′, die in gegenläufig zu dem Drehmoment der Pressen 16′ wirkendes Drehmoment auf den Stützrahmen 11 ausüben.

Werden z. B. die Pressen 16′ in Ausschubrichtung hydraulisch beaufschlagt, so wird dem Stützrahmen 11 eine geringfügige Drehbewegung im Uhrzeigersinn aufgezwungen, und zwar um ein Maß, welches im wesentlichen dem Spiel der Vortriebsmesser 10 innerhalb der Messerführungen des Stützrahmens 11 entspricht. Zugleich kann hierbei dem Stützrahmen 11 eine gewisse Dreh­ vorspannung erteilt werden. Werden anschließend die Vortriebs­ messer 10 mit Hilfe ihrer Pressen 12 vorgepreßt, so stellen sich die Vortriebsmesser geringfügig in die geänderte Dreh­ lage des Stützrahmens 11 ein, wodurch letztlich dem gesamten Messerschild eine Drehbewegung erteilt wird.

Eine Drehbewegung in der entgegengesetzten Drehrichtung kann durch Druckbeaufschlagung der anderen Preßzylinder 16′′ in gleicher Weise erreicht werden.

Die Preßzylinder 16′, 16′′ können zugleich zum Vorschub des Stützrahmens 11, zweckmäßig im Zusammenwirken mit den Preßzylindern 12, herangezogen werden. Beim Vorschub des Stützrahmens 11 und beim Nachholen des Nachlaufringes 14 können sämtliche Preßzylinder 16′, 16′′ gleichzeitig vom Druckmedium beaufschlagt werden, so daß sich die tangential wirkenden Kräfte der beiden Preßzylindergruppen 16′, 16′′ gegeneinander aufheben.

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß der stabile Nachlaufring 14 hülsenförmige Öffnungen 19 aufweist, die von den Pressen 16′, 16′′ mit radialem Spiel durchfaßt werden und die entsprechend den Pressen schräg verlaufen. Die Pressen 16′ sind an der Rückseite des Nachlaufringes 14 in Gelenken 20 am Nachlaufring angeschlossen.

Claims (5)

1. Rollkorrektureinrichtung für einen Vortriebsschild, insbesondere Messerschild, mit am Schild bzw. am starren Stützrahmen angreifenden, gegen ein nach­ führbares Widerlager abgestützten und über den Um­ fang verteilt gelenkig angeordneten hydraulischen Pressen, dadurch gekennzeich­ net, daß die hydraulischen Pressen (16) zur Vortriebsrichtung (A) spitzwinklig verlaufend an­ geordnet sind, wobei eine Gruppe (16′) der Pressen in Schildumfangsrichtung nach links und eine andere Gruppe (16′′) der Pressen in Schildumfangsrichtung nach rechts geneigt ist, und daß die Pressen der einen Gruppe (16′) unabhängig von denen der anderen Gruppe (16′′) mit Druck beaufschlagbar sind.

2. Rollkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung die Pressen (16) in wechselnder Folge gegenläufig geneigt angeordnet sind.

3. Rollkorrektureinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager aus einem Nachlaufring (14) besteht.

4. Rollkorrektureinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufring (14) aus einem mit einem Schildmantel (15) versehenen Nach­ laufschild besteht.

5. Rollkorrektureinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pres­ sen (16) entsprechend schräg zur Vortriebsrichtung (A) verlaufende Öffnungen (19) des Nachlaufringes (14) mit radialem Spiel durchfassen und an der Rückseite des Nachlaufringes in Gelenken (20) angeschlossen sind.