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Titel: Messerschild Die Erfindung betrifft einen Messerschild, insbesondere
für das Auffahren von Untertageotrecken, mit an einem Stützrahmen abgestützten,
mittels Fressen vortreibbaren Vortriebsmessern, die aus einem am Stützrahmen geführten
Vorlaufmesser und einem hiermit schwenkbeweglich verbundenen Nachlaufmesser bestehen.
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Messerschilde dieser Art werden beim Vortrieb von Tunnels, Stollen
oder sonstigen unterirdischen Bauwerken eingesetzt.
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Sie können mit einem starren StUtzrahmen oder im Falle eines Spreizschildes
auch mit einem radial spreizbaren StUtzrahmen versehen sein (DE-OS 29 37 826). Die
Vortriebsmesser bestehen bei den bekannten Messerschilden zumeist aus einem sogenannten
Vorlaufmesser, welches am Stützrahmen mittels einer T-Nutführung od.dgl. zwangsgeführt
ist, und einem am hinteren Ende des Vorlaufmessers gelenkig angeschlossenen Nachlaufmesser.
Die Nachlaufmesser bilden hinter dem StEtzrahmen einen ringföriigen oder haubenartigen
Nachlaufschild, in dessen Schutz die Ausbauarbeiten durchgeführt werden können.
Die Nachlaufmesser können sich dabei auf dem eingebrachten Ausbau, z oB auf Ausbaubögen
od.dgl., abstützen.
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Die Messerschilde müssen 9m allgemeinen so ausgebildet sein, daß mit
ihnen auch Kurven durchfahren werden können, Dies gilt insbesondere dann, wenn mit
dem Messerschild eine
Untertagestrecke in einem Flöz, zaBo einem
Kohlenflöz, aufgefahren und dabei dem wechselnden Einfallen und Ansteigen des Flözes
nachgefahren werden muß. In diesem Fall ist vor allem eine Kurvengängigkeit des
Messerschildes in Vertikalrichtung erforderlich. Beim Auffahren von Strecken mit
wechselnder Neigung ergeben sich im Bereich der Neigungsänderung der Strecke Winkelabweichungen
zwischen den zwangsgeführten Vorlaufmessern und den Nachlaufmessern, die in der
Praxis im allgemeinen bis zu etwa 15 gon betragen. Bei diesen Abwinklungen ist es
in der Praxis unvermeidbar, daß sich die Nachlaufmesser in ihrem vorderen Bereich
mit ihren Seitenkanten übereinanderschieben. Dabei kommt es zu Zwängungen der Nachlaufmesser,
die zu einem Blockieren des Messerschildes und zur Zerstörung der Messer führen
können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Messerschild der genannten Art
in baulich einfacher und zuverlässiger Weise so auszubilden, daß mit ihm insbesondere
in der Vertikalebene Richtungsänderungen geiahren werden können, ohne daß es dabei
zu schädlichen Zwängungen der Nachlaufmesser und zu Blockierungen des Schildes kommen
kann0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nachlaufmesser
der benachbarten Vortriebsmesser in ihrem hinteren Bereich durch in Längsführungen
gelenkbeweglich einfassende Distanzorgane unter Bildung von Bewegungs-Ausgleichspalten
zwischen den Nachlaufmessern gegeneinander distanziert und aneinander geführt sind0
Mit Hilfe der Distanzorgane werden die Nachlaufmesser in ihrem Seitenabstand so
zueinander distanziert, daß zwischen den Nachlaufmessern gezielt Bewegungs-Ausgleichspalte
geschaffen werden, welche die sich beim Kurvendurchgang einstellenden Bewegungen
der Nachlaufmesser ermöglichen, ohne daß diese sich im vorderen Bereich übereinanderschieben
und schädlichen Zwängungen unterliegen.
Der von den Nachlaufmessern
gebildete Nachlaufmessermantel kann demzufolge die sich beim Kurvendurchgang ergebende
räumliche Bewegung des Vorlaufschildes zwängungslos mitmachen, da er in allen Ebenen
gegenüber dem Vorlauf schild beweglich ist. Die Distanzorgane behindern die Gelenkbeweglichkeit
der Nachlaufmesser nicht, da sie in den Längsführungen abgestützt und geführt sind.
Die Längsführungen brauchen sich nicht über die gesamte Länge der Nachlaufmesser
zu erstrecken. Sie werden vorzugsweise so angeordnet, daß sie sich vom hinteren
Bereich der Nachlaufmesser bis höchstens zu deren mittleren Bereich erstrecken,
Die Länge der Längsführungen und die Lage der Distanzorgane an den Nachlaufmessern
sind so abgestimmt, daß die Nachlaufmesser unabhängig voneinander um den Hub der
hydraulischen Pressen vorgefahren werden können, ohne daß dabei die Führung der
Distanzorgane an den Längsführungen aufgehoben wird. Zu diesem Längenmaß addiert
sich eine Teillänge, die etwa dem Verschiebeweg der Nachlaufmesser beim Abwinkeln
der Vortriebsmesser im Kurvenbereich entspricht. Dies bedeutet im allgemeinen, daß
die Distanzorgane Jeweils in einem Abstand von dem hinteren Ende des Nachlaufmessers
angeordnet sind, der größer ist als der Hub der Pressen und der kleiner ist als
der zweifache Pressenhub.
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Die Distanzorgane werden zweckmäßig formschlüssig und auch mit größerem
Bewegungsspiel quer zur Messerachse in den Längsführungen geführt. Zur Erzielung
der Gelenkbeweglichkeit erhalten die Distanzorgane zweckmäßig einen etwa balligen
Ftlhrungskopf, der an einem flachen Distanzsteg angeordnet ist und zweckmäßig kugelförmig
oder nach Art eines Rotationsellipsoids ausgebildet ist. Es empfiehlt sich ferner,
die Längsführungen nach Art einer hinterschnittenen FUhrungsnut auszubilden, die
unter Berücksichtigung des Bewegungsspiels ein dem Führungskopf angepaßtes, etwa
lagerschalenartiges Querschnittsprofil aufweist, wobei der Distanzsteg eine Dicke
hat, die kleiner ist als die von ihm durchgriffene Schlitzbreite der hinterschnittenen
FUhrungsnut.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Längsführungen
an Führungsleisten angeordnet, die an den Längskanten der Nachlaufmesser z.B. durch
Schweißen oder auch lösbar, z.B. mittels Schrauben, befestigt sind.
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Zur Abdichtung der genannten Bewegungs-Ausgleichspalte gegenüber der
Ausbruchswand können besondere Abdeckungen vorgesehen werden, insbesondere ttberlappungs-
oder Federbleche, elastische Kunststoffplatten u.dgl., die an den Frrungsleisten
befestigt sind und in Einziehungen an der Außenfläche der die Distanzorgane tragenden
Nachlaufmesser einfassen. Um Schmutzansammlungen in den Längsführungen zu vermeiden,
werden die vorderen Enden der Längsführungen an ihrer Öffnung zweckmäßig mit einer
Abschrägung versehen.
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Auch die Flanken der Längsführungen werden zweckmäßig abgeschrägt.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbei spiel näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen: Fig0 1 einen erfindungsgemäßen Messerschild in einem Teil-Vertikal schnitt
beim Durchfahren einer Kurve in der Vertikalebene; Fig0 2 in größerem Maßstab in
einem Ausschnitt zwei benachbarte Nachlaufmesser des in Fig. 1 gezeigten Messerschildes
mit einem einzelnen Distanzorgan und der zugeordneten LängsfUhrung; Fig. 3 einen
Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2.
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Der Messerschild weist, wie bekannt, einen Stützrahmen auf, der von
zwei in Vortriebsrichtung A im Abstand hintereinanderstehenden Rahmenteilen 1 und
2 gebildet ist, die über (nicht dargestellte) Längs- und/oder Diagonalverstrebungen
zu einem Rahmengestell verbunden sind. An dem gemeinsamen StUtzrahmen sind die den
zylindrischen oder U-förmigen Messermantel bildenden Vortriebsmesser 3 in Vortriebsrichtung
A
zwangsgeführt, und zwar vorzugsweise mittels T-Nutführungen, wie sie z0B0 aus der
DE-OS 29 37 826 bekannt sind.
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Diese Messerführungen sind in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt0
Jedes Vortriebsmesser 3 besteht aus einem sogenannten Vorlaufmesser 4 und einem
an dessen hinteren Enden schwenkbeweglich angeschlossenen Nachlaufmesser 5. In Fig0
1 sind lediglich vier übereinander angeordnete Vortriebsmesser 3 dargestellt0 Es
versteht sich, daß der Messerschild normalerweise eine größere Anzahl übereinander
angeordneter Stoßmesser sowie im Firstbereich mehrere Firstmesser aufweist, die
gemeinsam den an der Sohle offenen oder geschlossenen Messermantel bilden. Die Nachlaufmesser
5 weisen, wie üblich, eine geringere Dicke auf als die z.B, von Kastenprofilen gebildeten
profilierten Vorlaufmesser 4.
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Sie sind in den Gelenken 6 mit den zugeordneten Vorlaufmessern 4 zugfest
so verbunden, daß sich die Vorlaufmesser 4 und die Nachlaufmesser 5 in der Messerebene
gegeneinander abwinkeln können, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Zugleich sind die
Gelenke 6 so ausgeführt, daß auch eine begrenzte Gelenkbeweglichkeit radial zur
Vortriebsrichtung, also in Richtung auf die Ausbruchswand der Strecke gegeben ist.
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Die Nachlaufmesser 5 bilden gemeinsam hinter dem Stützrahmen 1, 2
einen Nachlaufschild, der Je nach Ausbildung des Messerschildes als Hufeisen- oder
Zylinderschild an der Sohle offen oder geschlossen ist. Im Schutze des Nachlaufschildes
können die Ausbauarbeiten durchgeführt werden.
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Dabei werden in den Nachlaufschild z.B. Streckenbögen oder ringförmige
Ausbauteile des endgültigen Streckenausbaus eingebracht, gegen welche sich die Nachlaufmesser
5 verschiebbar abstützen. Zwischen den Vorlaufmessern 4 und dem Rahmenteil 2 des
Stützrahmens sind in üblicher Weise aus doppeltwirkenden hydraulischen Schubkolbengetrieben
bestehende Pressen 7 gelenkig eingeschaltet, mit denen die Vortriebsmesser
3
einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung A gegenüber dem stehenden Stützrahmen
1, 2 vorschiebbar sind. Sobald sämtliche Vortriebsmesser 3 um den Pressenhub vorgeschoben
sind, kann mit Hilfe derselben Pressen 7 der Stützrahmen 1, 2 nachgezogen werden,
wie dies ebenfalls bekannt ist.
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Die Nachlaufmesser 5 weisen Jeweils in Nähe ihres hinteren Endes an
ihrer einen Seiten- bzw. Längskante ein Distanzorgan 8 auf, welches gelenkbeweglich
in eine Längsführung 9 an der Längs- bzwO Seitenkante des benachbarten Nachlaufmessers
5 einfaßt. Mit Hilfe der Distanzorgane 8 werden die Nachlaufmesser 5 im hinteren
Bereich in ihrem Abstand zueinander derart distanziert, daß sich zwischen den Seitenkanten
der benachbarten Nachlaufmesser 5 Spalte X bilden, welche Bewegungs-Ausgleichspalte
darstellen. Die Längsführungen 9 erstrecken sich nur über eine Teillänge der Nachlaufmesser
5, und zwar von ihrem hinteren Ende bis zu einer Stelle, die höchstens im mittleren
Bereich der Nachlaufmesser liegt.
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Die Ausbildung der Distanzorgane 8 und der Längsführungen 9 läßt sich
vor allem den Fig. 2 und 3 entnehmen. Die Distanzorgane 8 weisen einen flachen Distanzsteg
10 auf, der an der einen Seitenkante des Nachlaufmessers 5 bei 11 zBo durch Schweißen
befestigt ist und der an seinem freien Ende einen balligen Führungskopf 11 trägt,
der nach Art eines Rotationsellipsoids ausgebildet ist0 Der Führungskopf 11 ist
in der Längsführung 9 formschlüssig geführt, Jedoch gelenkbeweglich und mit einem
erheblichen Bewegungsspiel S quer zur Messerachse gelagert. Die an der anderen Seitenkante
der Nachlaufmesser 5 angeordneten Längsfuhrungen 9 sind nach Art einer hinterschnittenen
Führungsnut ausgebildet, die unter Berücksichtigung des Bewegungsspiels S ein dem
Führungskopf 11 angepaßtes Querschnittsprofil (Fig.
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3) aufweist, also etwa lagerschalenartig ausgebildet ist.
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Der Distanzsteg 10 durchfaßt mit Spiel die Schlitzöffnung 12 der hinterschnittenen
Führungsnut0 Die Anordnung ist demgemäß so getroffen, daß die über die Distanzorgane
8
und die Längsführung 9 zwangsgekoppelten Nachlaufmesser 5 die
durch die Anschlußgelenke 6 gegebenen Gelenkbewegungen ausführen können, wobei die
Bewegungs-Ausgleichspalte X und das Bewegungsspiel S die Gelenkbewegungen ermöglichen,
ohne daß sich hierbei die benachbarten Nachlaufmesser 5 im vorderen Bereich übereinanderschieben.
Die Längsführungen 9 sind an Führungsleisten 13 angeordnet, die an den Seitenkanten
der Nachlaufmesser 5 z.B. durch Schweißen befestigt sind. An den Führungsleisten
13 sind aus Uberlappungsblechen 14 bestehende Abdeckungen befestigt, welche die
zwischen den Nachlaufmessern 5 gebildeten Spalten zur Ausbruchswand hin abdichten
und die in flache Einziehungen 15 an der Außenfläche der die Distanzorgane 8 tragenden
Ränder der Nachlaufmesser 5 einfassen. Die Überlappungsbleche 14 liegen in einer
gemeinsamen Ebene mit den der Ausbruchswand zugewandten Außenflächen der Nachlaufmesser
5. Sie bestehen vorzugsweise aus Federblechen, flexiblen Platten oder Leisten aus
verschleißfestem Kunststoff uodgl.
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Die Länge der Längsführungen 9 ist gleich dem Hub der Fressen 7, zuzüglich
einer Strecke, die dem Verschiebeweg der Nachlaufnesæer 5 beim Abwinkeln derselben
bei der Kurvenfahrt entspricht (Fig. 1). Die Distanzorgane 8 sind in einem solchen
Abstand von den hinteren Enden 16 der Nachlaufmesser 5 angeordnet, daß sie auch
bei Kurvendurchgang des Messerschildes und beim Vortreiben der einzelnen Vortriebsmesser
3 die Führung in den Längsführungen 9 nicht verlieren. Dieses Abstandsmaß ist größer
als der Hub der Pressen 7 und im allgemeinen kleiner als der doppelte Hub dieser
Pressen.
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Bei normaler Arbeit des Messerschildes auf geradlinig verlaufender
Vortriebsstrecke befinden sich die Nachlaufmesser 5 in der Grundstellung in einer
Position, in der ihre hinteren Enden, wie in Fig. 1 bei 16' strichpunktiert angedeutet,
im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, Ändert sich die Vortriebsrichtung,
indem z.B. von dem söhligen Verlauf in einen abfallenden Streckenverlauf
gewechselt
wird, wie in Fig. 1 gezeigt, so ergeben sich zwischen den am Stützrahmen 1, 2 zwangsgeführten
Vorlaufmessern 4 und ihren Nachlaufmessern 5 Gelenkbewegungen in den Gelenken 6.
Dabei schwenken die Nachlaufmesser im hinteren Bereich um die von den Distanzorganen
8 gebildeten Abstützpunkte. Das Maß, um welches die Nachlaufmesser 5 gegenüber ihren
Vorlaufmessern 4 abgewinkelt werden können, ist so gewählt, daß die größtmögliche
Änderung der Streckenneigung durchfahren werden kann, ohne daß sich bei diesen Abwinklungen
die Nachlaufmesser 5 in ihrem vorderen Bereich übereinanderschieben oder es hier
zu Zwängungen der Nachlaufmesser kommt. In Fig. 1 ist das obere Vortriebsmesser
3 um den Hub der Presse 7 vorgeschoben.
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Hierbei wird sein Nachlaufmesser 5 mitgenommen und gegenüber dem unter
ihm befindlichen Nachlaufmesser verschwenkt.
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Fig. 1 zeigt eine Situation, bei der das Nachlaufmesser 5 des oberen
Vortriebsmessers 3 um das größmögliche Maß abgewinkelt ist. Hierbei schließt sich
der Spalt zwischen den benachbarten Nachlaufmessern 5 in deren vorderen Bereich
bei 17 mehr oder weniger weit. Die einzelnen Vortriebsmesser 3 lassen sich zusammen
mit ihren Nachlaufmessern einzeln oder gruppenweise mit Hilfe der Pressen 7 vorschieben,
ohne daß es dabei zu schädlichen Zwängungen der Nachlaufmesser kommen kann. Aufgrund
der beschriebenen Ausführung ist es möglich, daß der gesamte Nachlaufmessermantel
die räumliche Bewegung des von den Vorlaufmessern 4 gebildeten Vorlaufschildes zwängungslos
mitmachen kann, da er praktisch in allen Ebenen beweglich ist und die Nachlaufmesser
5 ohne Behinderung dieser Gelenkbewegungen durch die Distanzorgane 8 im Seitenabstand
zueinander distanziert sind, da so die genannten Bewegungs-Ausgleichspalten X entstehen.
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Wie insbesondere in Fig. 2 angedeutet ist, weisen die vorderen Enden
der Längsführungen 9 abgeschrägte Stirnflächen im Öffnungsbereich auf, so daß in
die nutartigen Längsführungen gelangender Schmutz von den sich vorschiebenden
Führungsköpfen
11 der Distanzorgane 8 aus den Längsführungen herausgedrückt werden kann. Auch die
Flanken der Längsfuhrungen sind zur Schildinnenseite hin abgeschrägt, wie dies in
Fig. 3 bei 19 angedeutet ist, um den Schmutzaustritt aus den Längsführungen zu ermöglichen,
Gleiches gilt für die Flächen 20 am Fuß der Distanzstege 10 der Distanzorgane 8.
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