DE3121244A1

DE3121244A1 - Tunnelvortriebsmaschine

Info

Publication number: DE3121244A1
Application number: DE19813121244
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Ing.(grad.) 4300 Essen-Werden Stumpp
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE3121244C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Tunnelvortriebsmaschine mit einem
Vollschnittkopf, der in Maschinenlängsrichtung verschiebbar in einem nachfolgenden Schreitwerk mit Messerschild gelagert ist.
Mit bekannten Tunnelvortriebsmaschinen dieser Art (DE-AS 26 44 899) konnten bisher so ohne weiteres nur Tunnel mit Kreisprofil aufgefahren werden. Für das Auffahren von Tunneln mit von der Kreisform abweichendem, beispielsweise hufeisenförmigem Querschnitt wurde mit Bohr- und Schießtechnik gearbeitet oder sind Tunnelvortriebsmaschinen mit Teilschnittkopf eingesetzt worden, wobei aber die hohen Vortriebsleistungen der Tunnelvortriebsmaschinen der eingangs genannten Art nicht erreichbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tunnel mit von der Kreisform abweichendem, insbesondere hufeisenförmigem Querschnitt mit praktisch derselben Geschwindigkeit wie Tunnel mit Kreisprofil aufzufahren.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Tunnelvortriebsmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dem Vollschnittkopf und dem Schreitwerk ein Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat mit wenigstens einer Abbauwalze zwischengeschaltet ist, die um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele Achse drehbar und aus einer innerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes liegenden Ruhestellung in außerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes liegende Arbeitsstellungen verstellbar ist.
Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, daß man Tunnel mit von der Kreis form abweichendem Profil praktisch ebensoschnell wie kreisförmige Tunnel auffahren kann, indem man zunächst mit einem Vollschnittkopf einen kreisförmigen Tunnel auf fährt und diesen mit einem unmittelbar folgenden Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat auf den gewünschten Querschnitt aufweitet.
Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform das Tunnelquerschnittsaufweltungsaggregat mit zwei, in einer gemeinsamen zur Maschinenlängsrichtung senkrechten Ebene angeordneten, unabhängig voneinander drehbaren und verstellbaren Abbauwalzen ausgerüstet. Nahezu beliebige Tunnelquerschnitte können erzeugt werden, wenn die Abbauwalzen jeweils am freien Ende eines in seiner Wirklänge einstellbaren und mit seinem anderen Ende um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele Achse verschwenkbaren Gelenkarmes befestigt sind. Konstruktiv und anwendungstechnisch besonders vorteilhaft ist dann die Ausführungsform, bei der die Gelenkarme um die Maschinenmittellängsachse verschwenkbar sind. Zweckmäßigerweise sind die Abbauwalzen mit Rollenmeißeln bestückt. In der Ausführungsform mit zwei in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete, relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen aufweisendem Schreib werk empfiehlt die Erfindung die Anordnung so zu treffen, daß das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem vorderen Gestellrahmen gekuppelt ist; das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat kann dann zu gleicher Zeit wie der Vollschnittkopf arbeiten, ohne daß es eines zusätzlichen Verstellantriebes bedarf. Bei der Ausführungsform mit gegenüber beiden Gestellrahmen sowie unabhängig voneinander längsverschiebbare Schildmesser aufweisendem Messerschild ist es dann vorteilhaft, wenn die Schildmesser über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat vorschiebbar sind; auf diese Weise können die Tunnelwandungsbereiche, an denen das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat nicht arbeiten muß, abgestützt werden. Mit Rücksicht auf das zwischengeschaltete Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat empfiehlt es sich, zwischen dem Vollschnittkopf und dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat noch einen in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem Vollschnittkopf gekuppelten Stützschild anzuordnen, um dem Vollschnittkopf ausreichenden Halt zu geben. Dieser Stützschild kann in gleich vorteilhafter Weise, wie oben für die Schildmesser angegeben worden ist, herangezogen werden, wenn der Stützschild über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat unabhängig voneinander zurückschiebbare Stützschildmesser aufweist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 eine Seitenansicht einer Tunnelvortriebsmaschine und Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.
Die dargestellte Tunnelvortriebsmaschine dient zum Auffahren von Tunneln, die einen von der Kreisform abweichenden, insbesondere hufeisenförmigen Querschnitt haben sollen, und besitzt einen Vollschnittkopf 1, der in Maschinenlängsrichtung verschiebbar in einem nachfolgenden Schreitwerk 2 mit Messerschild 3 gelagertist. Das Vorschieben des Vollschnittkopfes 1 erfolgt mit Hilfe von entsprechend zwischengeschalteten Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4. Zwischen dem Vollschnittkopf 1 und dem Schreitwerk 2 ist ein Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 angeordnet, welches den vom Vollschnittkopf 1 erzeugten Kreisquerschnitt zum jeweils gewünschten Tunnelquerschnitt aufweitet. Das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 weist zwei Abbauwalzen 6 auf, die jeweils um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele Achse 7 drehbar und aus einer innerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes 1 liegenden Ruhestellung in außerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes 1 liegende Arbeitsstellungen verstellbar sind. Die beiden Abbauwalzen 6 sind in einer gemeinsamen, zur Maschinenlängsrichtung senkrechten Ebene angeordnet und unabhängig voneinander drehbar sowie verstellbar. Hierzu sind die Abbauwalzen 6 jeweils am freien Ende 8 eines in seiner Wirklänge mittels einer Hydraulikzylinderkolbenanordnung 9 einstellbaren und mit seinem anderen Ende 10 um die Maschinenmittellängsachse 11 verschwenkbaren Gelenkarmes 12 befestigt. Im einzelnen nicht dargestellt ist, daß die Abbauwalzen 6 mit Rollenmeißeln bestückt sind.
Das Schreitwerk 2 weist zwei in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete, vermittels hydraulischer Schreitzylinderkolbenanordnungen 13 relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen 14 und 15 auf. Das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 ist in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem vorderen Gestellrahmen 14 gekuppelt. Der Messerschild 3 besteht aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Schildmessern 16, die sich über beide Gestellrahmen 14, 15 erstrecken und jeweils vermittels einer eigenen, mit dem hinteren Gestellrahmen 15 verbundenen Vorschubzylinderkolbenanordnung 17 längs verschiebbar an beiden Gestellrahmen 14 und 15 gelagert sowie vermittels einer eigenen ersten Hydraulikpresse 18 am vorderen Gestellrahmen 14 und einer eigenen zweiten-Hy- i draulikpresse 19 am hinteren Gestellrahmen 15 gegen die Tunnelwandung preßbar sind. Im einzelnen ist in den Figuren nicht erkennbar, daß die Schildmesser 16 über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 vorschiebbar sind. Zwischen dem Vollschnittkopf 1 und dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 ist noch ein Stützschild 20 angeordnet, der in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem Vollschnittkopf 1 gekuppelt ist und letzteren an der Ausbruchswandung abstützt. Dieser Stützschild 20 besitzt Stützschildmesser 21. Im einzelnen wiederum nicht dargestellt ist, daß auch die Stützschildmesser 21 - entsprechend den Schildmessern 16 - unabhängig voneinander über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 zurückschiebbar sind, um von den Abbauwalzen 6 nicht berührte Tunnelwandungsr bereiche abstützen zu können. Es versteht sich von selbst, daß die Stützschildmesser 21 entsprechend dem vom Vollschnittkopf 1 erzeugten Tunnelprofil und die Schildmesser 16 entsprechend dem von den Abbauwalzen 6 erzeugten aufgeweiteten Tunnelprofil angeordnet sind.
Die beschriebene Tunnelvortriebsmaschine arbeitet folgendermaßen: Der Vollschnittkopf 1 wird zusammen mit dem Stützschild 20 gegenüber dem Schreitwerk 2 vorgeschoben und erzeugt dabei einen kreisförmigen Tunnel. Sobald der Vollschnittkopf 1 eine der Länge der Abbauwalzen 6 entsprechende Länge erzeugt hat, wird das Schreitwerk 2 mit den in Ruhestellung befindlichen Abbauwalzen 6 nachgeholt, die unmittelbar anschließend den Tunnel aufweiten, wobei die Wirklänge und Winkelstellung der Gelenkarme 12 entsprechend gesteuert werden. Inzwischen arbeitet der Vollschnittkopf 1 weiter. Zum Nachholen des Schreitwerkes 2 werden, nachdem die Abbauwalzen 6 in Ruhestellung verbracht worden sind, zunächst die Schildmesser 16 einzeln nacheinander vorgeschoben. Hierzu werden die beiden zugeordneten Hydraulikpressen 18 und 19 entlastet und das betreffende Schildmesser 16 durch Betätigen der zugeordneten Vorschubzylinderkolbenanordnung 17 vorgeschoben sowie anschließend vermittels der Hydraulikpressen 18 und 19 wieder festgesetzt. Sind alle Schildmesser 16 vorgeschoben, werden alle Hydraulikpressen 18 am vorderen Gestellrahmen 14 entlastet, wird der vordere Gestellrahmen 14 zusammen mit dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat 5 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 4 vorgeschoben und werden danach die vorderen Hydraulikpressen 18 wieder angespannt. Anschließend werden die hinteren Hydraulikpressen 19 gelöst, wird der hintere Gestellrahmen 15 vermittels der Schreitzylinderkolbenanordnungen 13 nachgeholt und werden die hinteren Hydraulikpressen 19 erneut betätigt.

Claims

Tunnelvortriebsmaschine Patentansprüche: 1. Tunnelvortriebsmaschine mit einem Vollschnittkopf, der in Maschinenlängsrichtung verschiebbar in einem nachfolgenden Schreitwerk mit Messerschild gelagert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Vollschnittkopf (1) und dem Schreitwerk (2) ein Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat (5) mit wenigstens einer Abbauwalze (6) zwischengeschaltet ist, die um eine zur Maschinenlängsrichtung parallele Achse (7) drehbar und aus einer innerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes (1) liegenden Ruhestellung in außerhalb des Querschnittes des Vollschnittkopfes (1) liegende Arbeitsstellungen verstellbar ist.
2. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tunnelquerschnittaufweitungsaggregat (5) mit zwei, in einer gemeinsamen zur Maschinenlängsrichtung senkrechten Ebene angeordneten, unabhängig voneinander drehbaren und verstellbaren Abbauwalzen (6) ausgerüstet ist.
3. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauwalzen (6) jeweils am freien Ende (8) eines in seiner Wirklänge einstellbaren und mit seinem anderen Ende (10) um eine zur Maschinenlängsrichtung parallelen Achse verschwenkbaren Gelenkarmes (12) befestigt sind.
4. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkarme (12) um die Maschinenmittellängsachse (11) verschwenkbar sind.
5. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauwalzen (6) mit Rollenmeißeln bestückt sind.
6. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Ausführungsform mit zwei in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete, relativ zueinander längsbewegbare Gestellrahmen aufweisendem Schreitwerk, dadurch gekennzeichnet, daß das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat (5) in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem vorderen Gestellrahmen (14) gekuppelt ist.
7. Tunnelvortriebsmaschine nach Anspruch 6 in der Ausführungsform mit gegenüber beiden Gestellrahmen sowie unabhängig voneinander längsverschiebbare Schildmesser aufweisendem Messerschild, dadurch gekennzeichnet, daß die Schildmesser (16) über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat (5) vorschiebbar sind.
8. Tunnelvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vollschnittkopf (1), und dem Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat (5) ein in Maschinenlängsrichtung relativ unverschieblich mit dem Vollschnittkopf (1) gekuppelter Stützschild (20) angeordnet ist.
9. Tunnelvortriebsmaschinen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichi net, daß der Stützschild (20) über das Tunnelquerschnittsaufweitungsaggregat (5) unabhängig voneinander zurückschiebbare Stützschildmesser (21) aufweist.