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Titel: Einrichtung zur Uberwachung des StUtzrahxenziehens
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bei einem Messerschild Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Uberwachung des StUtzrahmenziehens bei einem Messerschild, dessen StUtzrahmen mittels
der den Vortriebsmessern zugeordneten Pressen nachziehbar ist.
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Bekannte Messerschilde, die zul Vortrieb von Tunnels, Stollen oder
sonstigen unterirdisch.n Bauwerken sowie zum Grabenvortrieb u.dgl. eingesetzt werden,
weisen einen StUtzrahmen auf, an dem sich die den offenen oder geschlossenen Messermantel
bildenden Vortriebsmesser abstUtzen und PUhren. Zwischen den einzelnen Vortriebstnesssrn
und dem gemeinsamen Stützrahmen sind hydraulische Pressen gelenkig eingeschaltet,
mit deren Hilfe die Vortriebsiesser einzeln oder gruppenweise gegen die Ortsbruwt
vorpreßbar sind. Sobald sämtliche Vortriebsmesser vorgepreßt sind, wird der StUtzrahmen
mit Hilfe der Pressen nachgezogen, die sich hierbei an den im Reibkontakt mit dem
Erdreich stehenden Vortriebsmessern abstUtzen.
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Unter bestimmten Umständen kann es beim StUtzrahmenziehen, d.h. bei
der Druckbeaufschlagung der als doppeltwirkende Zylinder ausgebildeten Pressen in
Einschubrichtung, dazu kommen, daß nicht der Sttitzrabien zur Ortsbrust hin vorgezogen,
sondern statt dessen der Messermantel oder einzelne Vortriebsmesser gegenüber dem
stehenden StUtzrabmen zurUckgezogen
wird bzw. werden. Dies ist
insbesondere dann der Fall, wenn der StUtzrahmen beim Vorziehen auf ein Hindernis
stößt und/oder die Vortriebsmesser in keinem ausreichenden Reibkontakt zu dem Erdreich
stehen und somit die Widerlagertunktion fur die in Einschubrichtung beautschlagten
Pressen nicht zuverlässig ausüben können0 Ein ZurUckziehen der Vortriebsiesser kann
zu Einbrüchen an der Ortsbrust und als Folge hievon zu unerwünschten Erdsetzungen
und Störungen im gesamten Betriebsablauf fUhren0 Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
möglichst einfache und zuverlässige Einrichtung zu schaffen, die bei einem Messerrücklauf,
wie er sich beim Stützrahmenziehen ungewollt einstellen kann, ein Warnsignal liefert
und/oder ein Steuersignal auslöst, welches die Pressen abschaltet und dadurch den
Vorgang des Stutzrahmenziehens sperrt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
eines der Vortriebsmesser mit einer Schaltvorrichtung versehen ist, die bei MesserrUcklauf
durch Anschlag an einem Festwiderlager ein Warnsignal und/oder ein das Stützrahmenziehen
sperrendes Steuersignal auslöst.
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Ist die hydraulische Steuerung der den Vortriebsmessern zugeordneten
hydraulischen Pressen in bekannter Weise als Gleichlaufsteuerung ausgebildet, so
genügt es im allgemeinen, wenn nur einem einzigen Vortriebsmesser oder aus Sicherungagründen
nur einigen wenigen Vortriebsmessern eine Schaltvorrichtung zugeordnet wird, da
hier bei unzureichendem Reibschluß der Vortriebsmesser an der Ausbruchswandung bei
der Schaltung der Pressen auf Rahmenziehen der gesamte Messermantel geschlossen
zurückläuft. Wird dagegen ohne Gleichlaufsteuerung gearbeitet, so kann jedem Vortriebsmesser
oder zumindest etwa Jedem zweiten Vortriebsmesser eine Schaltvorrichtung zugeordnet
werden. Die
Schaltvorrichtungen sind so ausgebildet, daß sie beim
Messerrücklauf mitgenommen und dabei mit dem Festwiderlager oder einem Anbauteil
desselben zum Anschlag kommen, wodurch die Signalgabe ausgelöst und dem Schildfahrer
ein den Stbrzustand anzeigendes optisches und/oder akustisches Warnsignal geliefert
wird. Zugleich oder statt dessen kann durch die Betätigung der Schaltvorrichtungen
auch ein Steuersignal ausgelöst werden, welches z.B die die hydraulischen Pressen
speisende Puipenvorrichtung auf drucklosen Umlauf des hydraulischen Betriebsmediums
schaltet. Der Störfall kann z.B. dadurch behoben werden, daß ein im Weg des StUtzrahmen
liegendes Hindernis, z*B. etwaiges vor der Ortsbrust liegendes Bodenmaterial, weggeräumt
wird. Anschließend kann der Stützrahmen-Ziehvorgang erneut geschaltet werden0 Wird
in das Vortriebsbauwerk hinter dem Messerschild ein Ortbetonausbau eingebracht,
so kann als Festwiderlager fur die Schaltvorrichtung(en) die nachführbare Schalung,
vorzugsweise die Stirnschalung, verwendet werden. Statt dessen könnte aber auch
ein künstliches Festwiderlager vorgesehen werden oder es könnte beim Einbringen
eines Tubbingausbaus dieser die Funktion des Festwiderlagers übernehmen. Vor dem
Stützrahmenziehen werden die Schaltvorrichtungen in einen bestimmten Schaltabstand
von z.B. 10 mm zu dem Festwiderlager an'den Vortriebsmessern gebracht, so daß bei
ungewolltem Messerrucklaui nach Uberwindung des Schaltabstandes der Schaltvorgang
herbeigeführt wird.
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FUr die Schaltvorrichtungen werden vorzugsweise einfache Schalter
verwendet, die mit einem Haltemagneten versehen sind, so daß sie sich magnetisch
an der Innenseite der Vortriebsmesser oder ihrer Messerschwänze festlegen lassen.
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Die Schalter können mit Schaltnocken, Schaltstößel od.dgl.
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versehen sein. Vorzugsweise werden als Haltemagnete Permanentmagnete
verwendet, obwohl ggfls. auch Elektromagnete
vorgesehen werden können.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung das genannte Festwiderlager bzw. die Stirnschalung einen
den Schalter beim Messervorschub in seinem Schaltabstand haltenden Anschlag aufweist.
In diesem Fall ist also ein Umsetzen der Schalter von Hand nicht erforderlich; vielmehr
bleibt hier der Schaltabstand der Schalter gegenüber dem Festwiderlager beim Messervorschub
erhalten, da die Schalter durch den Anschlag an einer Mitnahme durch ihr Vortriebsmesser
gehindert werden. Der genannte Anschlag ist zweckmäßig an einem Halter od.dgl. angeordnet,
der zugleich als Schiebeführung für den Schalter ausgebildet werden kann. Vorzugsweise
werden U-förmige Halter verwendet. Die Schalter weisen hierbei zweckmäßig Flanschleisten
od.dgl. auf, welche zwischen den U-Schenkeln des Halters und dem Vortriebsmesser
liegen. Der Steg des Halters kann hierbei den Anschlag für den zwischen den U-Schenkeln
liegenden Schalter bilden.
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Wird anstelle eines Permanentmagneten ein Elektromagnet als Haltemagnet
vorgesehen, so kann der Elektromagnet beim Messervorschub elektrisch abgeschaltet
werden, um eine Reibung zwischen der magnetischen Haftfläche und dem Vortriebsmesser
zu vermeiden. Beim Stützrahmenziehen sind dagegen die Elektromagnete elektrisch
eingeschaltet, so daß sie bei einem etwaigen Messerrücklauf bis zum Anschlag an
dem Festwiderlager mitgenommen werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen: Fig. 1 in starker schematischer Vereinfachung einen Messerschild im Längsschnitt
zusammen mit einer nachführbaren
Schalung zum Einbringen eines
Ortbetonausbaus; Fig. 2 in größerem Maßstab und in einem Teilschnitt ein einzelnes
Vortriebsmesser mit einem erfindungsgemaß hieran angeordneten Schalter; Fig. 3 eine
Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2; Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 2
im Augenblick des Schaltens des Schalters; Fig. 5 eine Draufsicht in Richtung des
Pfeiles V der Fig. 3.
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Der dargestellte Messerschild besteht in bekannter Weise aus einer
Vielzahl an Vortriebsmessern 1, die gemeinsam einen zylindrischen Schildmantel bilden.
Die Vortriebsmesser 1 sind an einem gemeinsamen Sttitzrahmen 2 abgestützt und in
Vortriebsrichtung 3 geführt. Der Stützrahmen 2 besteht aus in Vortriebsrichtung
3 im Abstand hintereinanderstehenden Rahmen 4 und 5, die über Diagonalverbindungen
6 und zweckmäßig auch (nicht dargestellte) LängsgurYte'zu einem starren Rahmengestell
verbunden sind. Jedem Vortriebsmesser 1 ist eine eigene Presse 7 zugeordnet, die
aus einem doppeltwirkenden hydraulischen Schubkolbengetriebe besteht. Die Pressen
7 sind zwischen den einzelnen Vortriebsmessern 1 und dem gemeinsamen Sttltzrahmen
2 gelenkig eingeschaltet. Ihre Anschlußgelenke an den Vortriebsmessern 1 sind mit
8 bezeichnet, während ihre Kolbenstange 9 in Anschlußgelenken 10 mit dem Stützrahmen
verbunden sind0 Statt dessen können die Pressen 7 aber auch so zwischen den Stützrahmen
2 und die einzelnen Vortriebsmesser 1 eingeschaltet werden, daß ihre Zylinderteile
Über die Gelenke 8 mit dem Stützrahmen und ihre Kolbenstange 9 Über die Gelenke
10
mit den Vortriebsmessern verbunden sind.
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Die Vortriebsmesser 1 weisen in bekannter Weise dünne Nachlaufmesser
oder Messerschwänze 11 auf, die, wie ebenfalls bekannt, auch gelenkig an den vorlaufenden
Teilen der Vortriebamesser 1 angeschlossen sein können. Beim Einbringen eines Ortbetonausbaus
12 bilden die Messerschwänze 11 eine Außenschalung. Mit 13 ist eine in Vortriebsrichtung
3 nachführbare Innenschalung und mit 14 eine ring£drmige Stirnschalung bezeichnet,
die den Schalungsraum stirnseitig verschließt0 Die Stirnschalung 14 wird ebenfalls
in Vortriebsrichtung 3 dem Nesserschild nachgefUhrt.
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Beil Messerschildvortrieb werden zunächst die Vortriebsmesser 1 mit
Hilfe der hydraulischen Pressen 7 in Vortriebsrichtung 3 einzeln oder gruppenweise
vorg.preßt, wobei sich die Pressen 7 gegen den Stützrahmen abstützen, der sich in
Reibkontakt mit den Jeweils stehenden Vortriebssessern 1 befindet. Sobald sämtliche
Vortriebsmesser 1 vorgepreßt sind, wird der Stützrahien 2 in einem Schritt in Vortriebsrichtung
3 vorgezogen. Dies erfolgt mit Hilfe der hydraulischen Pressen 7, die hierbei in
Gegenrichtung, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Ausschubrichtung, von
dem hydraulischen Druckmedium beaufschlagt werden. Beim Stützrahmenziehen bildet
der aus den Vortriebsmessern 1 bestehende Messermantel das Widerlager fUr die Pressen
7. Falls der Reibkontakt der Messer 1 am umgebenden Erdreich 15 nicht ausreicht,
um die Widerlagerfunktion zu erfüllen, wird bei Druckbeaufsohlagung der Pressen
7 in Ausschubrichtung unter Umständen nicht der Stützrahmen 2 in Vortriebsrichtung
3 vorgezogen, sondern vielmehr der von den Vortriebsmessern 1 gebildete Messermantel
in Gegenrichtung, d.h. in Richtung auf die Stirnschalung 14 zurUckgezogen. Dabei
ziehen sich die Vortriebsmesser 1 mit ihren vorderen Schneiden aus der Ortsbrust
heraus mit der Folge,
daß es zu EinbrUchen an der Ortsbrust kommen
kann.
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Beim Messerschildvortrieb kann der Schildfahrer, der fast ausschließlich
in Vortriebsrichtung blickt, häufig nicht zuverlässig feststellen, ob beim Stützrahmenziehen
tatsächlich der Stutzrahmen 2 in Pfeilrichtung 3, d.h. zur Ortsbrust hin läuft oder
ob statt dessen der von den Vortriebsmessern 1 gebildete Messermantel oder einzelne
Vortriebsmesser in Gegenrichtung zurUcklauSen. Es ist daher erfindungsgemäß wesentlich,
daß eine Einrichtung vorgesehen wird, mit der der ungewollte MesserrUcklauf beim
Stutzrahmenziehen angezeigt und/oder Überhaupt unmöglich gemacht wird. In den Fig.
2 bis 5 ist eine solche bevorzugt verwendbare Einrichtung dargestellt.
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Mindestens eines der den Schildmantel bildenden Vortriebsmesser 1
ist hierbei mit einem Schalter 16 s.ersehen, der mittels eines Stößels 17 geschaltet
wird. Mit dem Schalter 16 verbunden ist nach Art einer Sockelplatte ein Permanentmagnet
18, der einen Haltemagneten bildet, mit dessen Hilfe der Schalter 16 magnetisch
an dem Vortriebsmesser 1, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Innenfläche
des Messerschwanzes 11 festgelegt wird. Die ringförmige Stirnschalung 14 weist an
derJenigen Stelle, an der sich der Schalter 16 befindet, einen etwa U-förmigen Halter
19 auf, der, wie insbesondere Fig. 5 erkennen läßt, zwei Über einen Steg 20 einstückig
verbundene parallele U-Schenkel 21 aufweist, die an ihren freien Enden 22 z.B. durch
Verschrauben mit der Stirnschalung 14 verbunden sind. Der Schalter 16 liegt mit
seinem etwa quaderförmigen Gehäuse in dem langlochartigen Schlitz 23 zwischen den
Schenkeln 21, während sein plattenförmiger Permanentmagnet 18 zwischen den Schenkeln
21 und der Innenfläche des Messerschwanzes 21 liegt, Die gegentiberliegenden Randteile
des plattenförmigen Permanentmagneten 18 bilden gegenÜber dem
Schalter
16 seitlich vorspringende Flanschleisten 24, welche die Schenkel 21 des Halters
19 hintergreifen. Der U-förmige Halter 19 bildet dabei eine Schiebeführung für den
Schalter 16. Der rUckwärtige Steg 20 bildet mit seiner innenliegenden Stirnkante
einen Anschlag 25 für den Schalter 16.
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Wenn das den Schalter 16 tragende Vortriebsmesser 1 durch Druckbeaufschlagung
seiner Presse 7 in Pfeilrichtung 3 vorgepreßt wird, läuft der Schalter 16 gegen
den Anschlag 26 des Halters 19, wodurch sich der Stößel 17 auf einen vorgegebenen
Schaltabstand 26 (Fig. 2) von z.B. 10 mm zu der Stirnschalung 14 einstellt. Bei
der Weiterbewegung des Vortriebsmessers 1 in Pfeilrichtung 3 bleibt der Schalter
16 in Anlage an dem Anschlag 25 stehen, da sich das Vortriebsmesser aufgrund der
magnetischen Haftung des Schalters 16 vorschieben läßt, ohne den durch den Anschlag
25 gehaltenen Schalter 16 mitzunehmen. Wird nach dem Vortrieb sämtlicher Vortriebsmesser
1 der Stützrahmen 2 in Vortriebsrichtung 3 nachgeholt, so kann dies ungehindert
durch den oder die Schalter 16 erfolgen. Lediglich dann, wenn bei Schaltung der
Pressen 7 auf StUtzrahmenziehen der Stützrahmen 2 stehenbleibt und statt dessen
die Vortriebsmesser 1 entgegen der Pfeilrichtung 3 zurücklaufen, wird der Schalter
16 aufgrund der Magnethaftung von dem zugehörigen Vortriebsmesser mitgenommen, so
daß sein Stößel 17, wie in Fig. 4 dargestellt, nach Uberwindung des Schaltabstandes
26 gegen die ein Festwiderlager bildende Stirnschalung 14 läuft, wodurch der Schalter
16 geschaltet wird.
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Beim Schalten des Schalters 16 wird ein optisches undioder akustisches
Warnsignal ausgelöst, welches dem Schildfahrer den Störfall anzeigt. Statt dessen
oder gleichzeitig kann durch den Schalter ein Steuersignal geliefert werden, welches
den Vorgang des Stützrahmenziehens sperrt, beispielsweise
dadurch,
daß die die hydraulischen Pressen 7 speisende Pumpvorrichtung auf drucklosen Umlauf
geschaltet wird. Nachdem der Störfall behoben ist, können die Pressen 7 erneut auf
Stiltzrahmenziehen geschaltet werden.
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Falls das Stützrahmenziehen in bekannter Weise nach Art einer Gleichlaufsteuerung
ausgebildet ist, werden im allgemeinen sämtliche Vortriebsmesser 1 entgegen der
Pfeilrichtung 3 zurücklaufen, wenn der Reibschluß zwischen dem Messermantel nicht
ausreicht, um den Pressen 7 beim Vorziehen des Stützrahmens 2 ein ausreichendes
Widerlager zu geben. In diesem Fall genÜgt es, wenn nur einem einzigen Vortriebsmesser
1 oder einigen wenigen Vortriebsmessern ein Schalter 16 zugeordnet wird.
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Ist die Pressensteuerung dagegen nicht als Gleichlaufsteuerung ausgebildet,
so empfiehlt es sich, sämtlichen Vortriebsmessern oder zumindest dem größeren Teil
der Vortriebsmesser Jeweils einen Schalter 16 zuzuordnen, wobei die das Festwiderlager
bildende Stirnschalung 14 selbstverständlich für Jeden Schalter 16 mit einer den
Anschlag 25 bildenden Halterung 19 ausgerüstet wird.
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Für die Haltemagnete 18 können auch Elektromagnete verwendet werden,
die sich beim Vorschub der Vortriebsmesser 1 abschalten lassen, so daß sich die
Vortriebsmesser ohne Reibkontakt mit den Magneten vorschieben. Beim Schalten der
Pressen 7 auf StUtzrahmenziehen werden dann die Elektromagnete elektrisch eingeschaltet,
so daß sie die Schalter 16 aufgrund der magnetischen Haftung mitnehmen, wenn die
Vortriebsmesser ungewollt zurücklaufen. Bei abgeschalteten Elektromagneten kennen
die Schalter nicht von den Vortriebsmessern abfallen, da sie in den Haltern 19 gehalten
werden.
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