DE3037788C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verspanneinrichtung für einen Messerschild nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Messerschilden bilden bekanntlich die vorgetriebenen Messer aufgrund der Reibung zwischen ihnen und dem Erdreich das zum Nachziehen des Stützrahmens notwendige Widerlager. Es gibt Einsatzfälle, wo die Messer beim Nachziehen des Stütz­ rahmens aufgrund mangelnder Reibung mit der Ausbruchswandung kein ausreichendes Widerlager bilden, d. h., die Messer werden beim Vorziehen des Rahmens zurückgezogen, ohne daß der Rahmen vorbewegt wird.

Schwierigkeiten dieser Art können z. B. infolge einer besonderen Beschaffenheit des Erdreiches oder auch dann auftreten, wenn dem Messerschild ein mit Überschnitt arbeitendes Lösewerkzeug zugeordnet ist.

Zur Vergrößerung der Reibung zwischen den Vortriebsmessern und der Ausbruchswandung ist man dazu übergegangen, Teile des Messerschildes gegen die Ausbruchswandung zu spreizen. In der DE-OS 25 13 679 ist ein Messerschild mit Spannpratzen beschrieben und dargestellt, die den im unteren Bereich des Messerschildes angeordneten Vortriebsmessern zugeordnet sind und in der gespreizten Arbeitsstellung eine Verkrallung der Vortriebsmesser mit der Ausbruchswandung herbeiführen.

Eine solche Bauart hat sich in der Praxis als brauchbar er­ wiesen, jedoch haftet den Spannpratzen folgender Nachteil an:

Im Betrieb ist für die Spannpratze keine definierte Auflage gewährleistet und die Spannpratze unterliegt somit Biege­ spannungen, die vom Anschlußgelenk zwischen der Spannpratze und dem Vortriebsmesser aufgenommen werden muß. Insbesondere bei Böden hoher oder wechselnder Festigkeit, z. B. bei Gesteinseinschlüssen, kann es entweder zu Verbiegungen der Spannpratze oder des Anschlußgelenkes, z. B. der Gelenkachse, kommen. Dieser Schwierigkeit könnte zwar durch eine ent­ sprechende Bemessung der Spannpratze und des Anschlußgelenks begegnet werden, jedoch würde eine solche Maßnahme nicht nur den Querschnitt des Vortriebsmessers schwächen, sondern es müßten auch Vortriebsmesser erheblich größeren Querschnitts vorgesehen werden, d. h., die Vortriebsmesser wären für ihre eigentliche Aufgabe überdimensioniert.

Darüber hinaus werden die vorbeschriebenen Biegespannungen über das Anschlußgelenk auf das betreffende Vortriebsmesser übertragen, was zu einer Querbelastung des Vortriebsmessers und zu einem größeren Verschleiß aufgrund größerer Reibung in den Messerführungen führt.

Durch die DE-OS 23 35 984 ist weiter eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der bei einem Messerschild die Messerbohlen mehrteilig ausgebildet sind und ein gegen die Ausbruchswand ausspreizbares und von dieser zurückstellbares Spreizstück aufweisen. Diese Vorrichtung dient zum richtungsgenauen Steuern des Messerschildes; auch hierbei werden die von dem ausspreizbaren Teil der Messerbohlen auf den Messerschild aus­ geübten Kräfte unmittelbar in die Sohlenmesser übertragen.

Weiter gehört eine Schreitwerksanordnung für einen Messer­ schild zum Stand der Technik, bei der senkrecht zur Ausbruchs­ wandung wirkende, mittels Konsolen an den Rahmen des Messer­ schildes abgestützte Zylinder die Schreitwerke nach außen gegen die Sohle abstützen (DE-OS 28 44 585).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messerschild der eingangs bezeichneten Bauart derart auszugestalten, daß beim Spreizen der Spannpratze zum Zwecke der rückwärtigen Ab­ stützung des Messerschildrahmens das Anschlußgelenk und das Vortriebsmesser weitestgehend unbelastet bleiben. Dabei soll der Rahmen des Messerschildes vorbewegt werden können, ohne daß die Verspannung zwischen den Spannpratzen und dem um­ gebenden Erdreich, d. h. die zuverlässige Abstützung der Messer an dem umgebenden Erdreich, aufgehoben wird.

Diese Aufgabe wird nach der Lehre des Anspruches 1 gelöst.

Bei der Lehre nach Anspruch 1 ist die Spannpratze frei schwenk­ bar und höhenverstellbar an einem Verbindungsglied gehalten, das mit dem Vortriebsmesser gelenkig verbunden ist. Die Spann­ pratze vermag sich somit sowohl unterschiedlichen Schräg­ stellungen als auch unterschiedlichen Höhenstellungen der Sohle anzupassen, so daß sie ganzflächig auf die Sohle aufzusetzen vermag und die Spannkräfte unmittelbar an der Sohle abgesetzt werden, ohne daß das Verbindungsglied und somit das Anschluß­ gelenk und das Vortriebsmesser belastet werden. Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Dabei ist gemäß Anspruch 2 gewährleistet, daß die Spannpratze das Verbindungsglied nicht vollends durchtauchen und somit außer Verbindung mit dem Verbindungsglied kommen kann.

Bei der bekannten Bauart nach DE-OS 25 13 679 ist die Spann­ pratze in etwa in der Mitte des Vortriebsmessers zwischen den beiden Stützrahmenteilen angeordnet. Dies ist nicht nur deshalb nachteilig, weil an dieser Stelle wenig Platz für das Stellglied vorhanden ist, sondern das Anschlußgelenk befindet sich an einer Stelle, wo es den Querschnitt des Vortriebs­ messers und somit dessen Festigkeit erheblich schwächt. Diese Nachteile werden beim Anmeldungsgegenstand beseitigt. Beim Anmeldungsgegenstand befindet sich das Stellglied an einer Stelle, wo es z. B. einer Schließung des Schildbodens durch eine Platte nicht im Wege steht. Darüber hinaus befindet sich das Anschlußgelenk an einer Stelle, wo eine Schwächung des Querschnitts des Vortriebsmessers von geringer Bedeutung ist, weil hier das Vortriebsmesser weniger belastet wird.

Gemäß Anspruch 3 ist das Anschlußgelenk mit seinen Gelenk­ wangenstücken - in Längsrichtung der Vortriebsmesser gesehen - innerhalb des Querschnittsbereichs des Vortriebsmessers an­ geordnet. Hierdurch wird es nicht nur ermöglicht, benachbarte Vortriebsmesser mit erfindungsgemäßen Spannpratzen zu versehen, ohne daß diese oder die Anschlußgelenke sich gegenseitig stören, sondern hierdurch wird es auch ermöglicht, zumindest die Anschlußgelenke bis in den Bereich der Messerführung vor­ zuschieben, so daß der Rückstand der Spannpratze vom Stütz­ rahmen verhältnismäßig gering bemessen werden kann.

Die bekannte Bauart nach DE-OS 25 13 679 umfaßt ein Stell­ glied, das zum Messerschild hin schräg aufwärts gerichtet ist. Dies ist deshalb nachteilig, weil das Stellglied beim Spreizen der Spannpratze parallel zur Längsachse des Messer­ schildes gerichtete Kraftkomponenten am Stützrahmen absetzt, die zu einem Verkanten des Stützrahmens und somit zu einer Versteuerung des Messerschildes führen können. Bei der Aus­ gestaltung nach Anspruch 4 treten solche Kraftkomponenten nicht auf, weil die Stellglieder in etwa rechtwinklig zur Aus­ bruchswandung gerichtet sind.

Dabei ist in der dargestellten Normalstellung ein Abstand a zwischen der Oberseite 13 des Verbindungsgliedes 9 und der Nase 12 vorgesehen. Bewegungsspiel s ist auch zwischen der Spannpratze 7 und der Aussparung 8 vorgesehen, so daß die Spannpratze 7 nicht nur um das Maß a in das Verbindungsglied 9 einzutauchen vermag, sondern in der Aussparung 8 sowohl längs als auch seitlich um einen begrenzten, den Gegebenheiten jedoch genügenden Betrag schwenkbar ist.

Das Anschlußgelenk 14 zwischen dem Sohlmesser 6 und dem Ver­ bindungsglied 9 wird durch einen quer zur Messerschildachse 5 und parallel zur Sohle bzw. sekantial zur Ausbruchswandung aus­ gerichteten Gelenkbolzen 15 gebildet, der von den zueinanderge­ richteten Stirnseiten 16, 17 des Sohlmessers 6 und des Ver­ bindungsgliedes 9 vorspringende Gelenkwangenstücke 18 durchfaßt. Das Verbindungsglied 9 ist somit in einer vertikalen Längsebene schwenkbar am Sohlmesser 6 angelenkt.

Das Stellglied für die Spannpratze 7 wird durch einen Hy­ draulikzylinder 19 gebildet, der in senkrechter Anordnung an einer vom hinteren Rahmenteil 2 zurückreichenden Konsole 20 gelenkig abgestützt ist und mit seiner Kolbenstange 21 an einem Gleitstück 22 angreift, das an einer vertikalen Führungsschiene 23 der Konsole 20 geführt ist.

In der dargestellten Stellung befindet sich der Messerschild in seiner Ausgangsstellung. Nachdem alle Vortriebsmesser 3, auch das Sohlmesser 6, mit Hilfe der Messerzylinder 4, von denen aus Vereinfachungsgründen nur zwei Stück dargestellt sind, ein­ zeln oder gruppenweise vorgeschoben worden sind, wird der Hy­ draulikzylinder 19 ausgefahren, wobei seine Kolbenstange 21 das Gleitstück 22 auf die Oberseite 11 der Spannpratze 7 drückt und somit die Spannpratze 7 an die Sohle anpreßt. Dabei vermag die Spannpratze 7 sich den Unebenheiten der Sohle anzupassen. Der Anpreßdruck wird unmittelbar in die Sohle geleitet, wo­ durch eine Verkrallung des Sohlmessers 6 mit der Ausbruchs­ wandung ohne eine wesentliche Belastung des Sohlmessers 6 herbeigeführt wird. Aufgrund dieser Verkrallung wird ein ausreichendes Widerlager für das Nachziehen des Stützrahmens 1, 2 geschaffen, der durch eine Beaufschlagung in Richtung Einfahren der Messerzylinder 4 vorgezogen wird.

Bei der zweiten Ausgestaltung nach Fig. 3 ist eine Spannpratze 24 vor­ gesehen, die - wie das Verbindungsglied 9 in Fig. 1 und 2 - durch ein Anschlußgelenk 25 rückseitig an das Sohlmesser 6 angeschlossen ist. Das Anschlußgelenk 25 umfaßt einen Gelenk­ bolzen 26, der die Gelenkwangenstücke 27, 28 quer zur Messer­ schildachse 5 und parallel zur Sohle bzw. sekantial zur Aus­ bruchswandung durchfaßt. Insoweit ist das Anschlußgelenk 25 mit dem Anschlußgelenk 14 nach Fig. 1 und 2 vergleichbar. Im Unterschied zum Anschlußgelenk 14 durchfaßt hier der Gelenk­ bolzen 26 die Gelenkwangenstücke 28 jedoch in senkrecht er­ weiterten Langlöchern 29. Hierdurch sind nicht nur vertikale Verstellbewegungen der Spannpratze 24 gegenüber dem Sohlmesser 6, sondern auch Schwenkbewegungen um die Längsachse der Spann­ pratze 24 möglich, so daß die Spannpratze 24 sich der Sohle anpassen kann und die Spannkräfte - ohne das Anschlußgelenk 25 bzw. das Sohlmesser 6 zu belasten - unmittelbar an der Sohle abgesetzt werden.

Die gleichen Vorteile sind durch die dritte Ausgestaltung nach Fig. 4 erreichbar. Hier ist die mit 30 bezeichnete Spannpratze durch ein Doppelgelenk, d.h. durch ein Zwischenglied 31 mit zwei parallel zueinander und quer zur Messerschildachse sowie parallel zur Sohle bzw. sekantial zur Ausbruchswandung ver­ laufende Gelenkachsen 32 in einer vertikalen Längsebene schwenk­ bar am Sohlmesser 6 angeschlossen. Bei dieser Ausgestaltung ist die relative Verschwenkbarkeit der Spannpratze 30 um ihre Längsachse jedoch auf das Gelenkspiel der Gelenkachsen 32 be­ schränkt.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 ist der Hy­ draulikzylinder 19 unmittelbar zwischen der Spannpratze 24 bzw. 30 und einer rückseitig vom hinteren Rahmenteil 2 zurück­ reichenden Konsole 33 in vertikaler Stellung eingespannt. Es ist auch denkbar, den Hydraulikzylinder 19 - wie strich­ punktiert angedeutet - in Schrägstellung anzuordnen.

Nachfolgend wird die Erfindung durch Ausführungsbei­ spiele anhand von vereinfachten Zeichnungen näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Messerschild mit einer erfindungsgemäßen Spannpratze im lotrechten Längsschnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Spannpratze nach Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausgestaltung und

Fig. 4 eine dritte Ausgestaltung der Erfindung.

Die wesentlichen Teile des in Fig. 1 dargestellten Messer­ schildes sind ein aus zwei miteinander verstrebten Rahmen­ teilen 1, 2 bestehender Stützrahmen, auf den außenseitig eine Vielzahl von Vortriebsmessern 3 aufliegen und mit Hilfe von Messerzylindern 4 längs der Messerschildachse 5 in nicht dar­ gestellten Messerführungen verschiebbar sind.

Wenigstens einem Sohlmesser 6 (bevorzugt wenigstens zwei spiegelbildlich angeordneten Sohlmessern 6) ist jeweils eine Spannpratze 7 zugeordnet, die sowohl frei schwenkbar als auch etwa vertikal verstellbar in einer in etwa senkrecht verlaufenden Aussparung 8 eines Verbindungsgliedes 9 gehalten ist, das in einer vertikalen Längsebene schwenkbar mit dem Sohlmesser 6 verbunden ist.

Die Spannpratze 7 liegt mit unterseitigen Dornen 10 auf der nicht dargestellten Sohle des Tunnels, Stollen oder unterirdischen Strecke auf. Um zu verhindern, daß die Spannpratze 7 gänzlich aus der Aussparung 8 nach unten auszutreten vermag, weist die Spannpratze 7 am rückseitigen Ende ihrer Oberseite 11 eine Nase 12 auf, die die Oberseite 13 des Verbindungsgliedes 9 übergreift.

Claims (6)

1. Verspanneinrichtung für einen Messerschild zum Auffahren von Tunneln, Stollen, unterirdischen Strecken oder dgl., dessen Vortriebsmesser außenseitig auf einem aus zwei hintereinanderliegenden Rahmenteilen bestehenden Stütz­ rahmen aufliegen und durch zwischen dem Stützrahmen und den Vortriebsmessern eingeschaltete Schub- und Zugglieder längs der Messerschildachse verschiebbar sind, wobei im unteren Bereich des Messerschildes Spannpratzen vorgesehen sind, die mit Hilfe an Konsolen senkrecht an­ geordneter Stellglieder, die am Stützrahmen abgestützt sind, etwa senkrecht gegen die Ausbruchswandung in einer in Längsrichtung des Messerschildes verlaufenden Ebene verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ spannpratzen (7) über Verbindungsglieder (Gelenkwangen­ stücke 18, 27, 28, Zwischenglied 31, Verbindungsglied 9) am rückwärtigen Ende der Vortriebsmesser (Sohlmesser 6) angeschlossen sind und daß die Stellglieder (Hydraulik­ zylinderkolbeneinheiten 19) der Spannpratzen (7) am hinteren Rahmenteil (2) des Stützrahmens abgestützt sind.

2. Messerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannpratzen (7), bevorzugt am hinteren Ende ihrer Oberseiten (13) jeweils wenigstens eine das Verbindungs­ glied (9) übergreifende Nase (12) aufweisen.

3. Messerschild nach einem oder mehreren der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkwangen­ stücke (18, 27, 28) von den zueinandergerichteten Stirn­ seiten (16, 17) des betreffenden Vortriebsmessers (Sohl­ messer 6) und des betreffenden Verbindungsgliedes (9) in Längsrichtung vorspringen.

4. Messerschild nach einem oder mehreren der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (Hydraulikzylinder 19) mit ihren den Spannpratzen (7, 24 bzw. 30) zugewandten Enden (Kolbenstangen 21) an Gleit­ stücken (22) angreifen, die am hinteren Rahmenteil (2) oder Anbauteilen desselben (Führung 23) senkrecht geführt sind.

5. Messerschild nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannpratzen (30) jeweils über ein Doppelgelenk (25), (Zwischenglied 31), mit zwei nebeneinander verlaufenden Gelenkachsen (32) an die Vortriebsmesser (Sohlmesser 6) angeschlossen sind.

6. Messerschild nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkbolzen (26) entweder die Gelenkwangenstücke (18) der Vortriebsmesser (Sohlmesser 6) und/oder die Gelenkwangenstücke (18) der Spannpratzen (24) in etwa vertikal erweiterten Lang­ löchern (29) durchfassen.