DE3220382C2

DE3220382C2 - Materialfördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine

Info

Publication number: DE3220382C2
Application number: DE3220382A
Authority: DE
Inventors: Shoji Osaka Nishida; Tadao Yoshikawa
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1982-05-29
Publication date: 1984-11-15
Also published as: AT374566B; FR2507674A1; JPS627759Y2; FR2507674B1; US4456304A; ATA230682A; GB2100319B; GB2100319A; JPS57202493U; DE3220382A1

Abstract

Eine Materialfördereinrichtung (16) für eine Schildtunnelmaschine enthält ein röhrenförmiges Gehäuse (17) mit einem Einlaß für ausgegrabenes Material an einem Ende und einem verschließbaren Auslaß für ausgegrabenes Material am anderen Ende und einen Schneckenförderer (6, 7, 8, 9) mit zwei Drehwellen (20, 31), der drehbar an zwei Stellen im Gehäuse (17) gelagert ist. Der Schneckenförderer (6, 7, 8, 9) ist im Gehäuse (17) in der Nähe seines Materialeinlasses mit Hilfe eines ringförmigen Teils (22), das in eine ringförmige Vertiefung (23) im Gehäuse (17) eingelassen ist, mit einem Lager (24) zwischen dem ringförmigen Teil (22) und dem Gehäuse (17) gelagert. Da das vordere Ende des Schneckenförderers dadurch nicht im Rotationszentrum des Bohrkopfes (2) der Tunnelmaschine gelagert werden braucht, kann die Einrichtung mit größerer Freiheit konstruiert werden und ist frei von Schwierigkeiten in seinem mechanischen Aufbau.

Description

Die Erfindung betrifft eine Materialfördercinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine bereits bekannte Materialfördercinrichtung zur Benutzung in Schildtunnelmaxchinen enthält ein röhrenförmiges Gehäuse, das horizontal angeordnet ist und eine Druckkammer, die vom Schildmantcl gebildet ist, und die in Verbindung mit einem Bereich mit Atmosphärendruck im Schildmantel steht, mit einer äußeren Drehwelle, die drehbar innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die mit einem Materialförderschraubenblatt an ihrem äußeren Umfang versehen ist, und mit einer inneren Drehwelle, die drehbar innerhalb der äußeren Drehwelle angeordnet ist und die einen Vorsprung aufweist, der sich durch ein Ende der äußeren Drehwelle in die Druckkammer erstreckt, wobei der Wellenvorsprung mit einem Materialknctschraubenblatt versehen ist. Die innere und äußere Drehwelle und die Schraubenblätter bilden einen Schneckenförderer. Die äußere Drehwelle ist drehbar in einem Bereich im Gehäuse gelagert, während das vordere Ende der inneren Drehwelle drehbar im Rotationszentrum eines t>o Bohrkopfs gelagert ist, der vor der Druckkammer angeordnet ist, wobei der Schneckenförderer infolge der Zweipunktlagerung in einer bestimmten Position gehalten wird.

Mit dieser Materialfördereinrichtung kann das Mate- t>^r> rial, das vom Bohrkopf gegraben wird und in die Druckkammer eintritt, wirksam durch das Knctschraubcnblatt mit in die Druckkammer eingesprii/icm Schlamm gcknetet werden, wodurch folglich der innere Druck in der Kammer aufgebaut wird und den vorausliegcnden Boden am Zusammenfallen hindert, jedoch ist die beschriebene Anordnung in der Freiheit der Konstruktion beschränkt, da der Schneckenförderer horizontal mit seinem vorderen Ende im Rotationszentrum des Bohrkopfs angeordnet werden muß. Wenn der Schildmantel nur einen kleinen Durchmesser hat, besteht das Bedürfnis, die Materialfördereinrichtung zu neigen, so daß ein Materialauswurfförderer am Ende der Einrichtung angeordnet werden kann. Dies führt zu dem Problem, daß dann der Bohrkopf wegen des Antriebs und der Lagerung der Welle ebenfalls geneigt werden muß, so daß er senkrecht zu den zwei Drehwellen des Schneckenförderers steht Anderenfalls wäre ein anderer Antrieb des Bohrkopfs und eine andere Lagerung der beiden Drehwellcn erforderlich. Der erwähnte Schlamm dient dazu, dem Material eine Gleitfähigkeit zu geben, seine Scherkraft zu vermindern und die Zwischenräume zwischen den Erdpartikeln aufzulockern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Materialfördercinrichtung so weiterzubilden, daß auf eine Lagerung der Drchwelle im Bohrkopf verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der oben beschriebenen Einrichtung bilden die innere und äußere Drehwellc, die Materialförderblattmiltel und die Matcrialknetblattmittel einen Schneckenförderer, der an einem Punkt mit dem ringförmigen Teil im Gehäuse gelagert ist und mit einem anderen Punkt an einer passenden Stelle (die jedoch in bezug auf die Erfindung unerheblich ist) ebenfalls am Gehäuse gelagert ist. So ist der Förderer völlig unabhängig von anderen rotierenden Teilen (z. B. dem Bohrkopf) der Tunnelvortriebsmaschine gemacht, so daß die Materialfördereinrichtung mit einer größeren Freiheit konstruiert werden kann, ohne die Wahrscheinlichkeit von mechanischen Scnwicrigkeiten beim Einbau in eine Schildvortricbsniaschine. Das ringförmige Teil ist in einer ringförmigen Vertiefung, die in das Gehäuse eingeformt ist, angeordnet und ist drehbar durch ein Lager, das in der Vertiefung montiert ist, gehalten.

Die Untcransprüchc haben vorteilhafte Ausgestallungen des Gegenstands nach dem Hauptanspruch zum Inhalt.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines Längsschnitts, der eine Schildvortriebsmaschine mit einer Materialfördereinrichtung gemäß der Erfindung zeigt,

F i g. 2 eine vergrößerte Tcilansicht eines Schnittes gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der axialen Länge eines ringförmigen Teils und der Höhe eines Schraubenblatts veranschaulicht,

F i g. 4 eine Ansicht im Längsschnitt, die eine modifizierte Ausführung der Anbringung eines Schraubenblatts an einer Welle zeigt,

Fig.5 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 1-1 aus F i g. 4,

Fig.6 eine Ansicht im Längsschnitt, die eine modifizierte Ausführung der Anbringung des ringförmigen Teils am Schaft zeigt,

F i g. 7 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie H-Il aus F i g. 6.

Gemäß der F i g. 1 und 2 ist ein Schildmantel 11, der

eine Kontur entsprechend der Form des aufzufahrenden Tunnels hat, an seinem einen Ende (Vorderende) mit einem Bohrkopf 12 ausgerüstet, der durch eine Antriebseinheit 13 drehbar ist. Eine Druckkammer 14 ist unmittelbar hinter dem Bohrkopf 12 gebildet und ein Abteil 15 mit Atmosphärendruck ist hinter der Druckkammer 14 vorgesehen. Diese beschriebene Anordnung ist ähnlich jener der bekannten Sehildvortricbsmascäiine. Die Materialfördereinrichtung 16 steht hier jedoch in einer geneigten Position.

Die Einrichtung 16 enthält ein röhrenförmiges Gehäuse 17, das fest am Schildmantel ί 1 gehalten ist, und das einen Materialcinlaß an einem Ende (Vorderendc), der mit der Druckkammer 14 verbunden ist, sowie einen Materialauslaß am anderen Ende (rückwärtiges Ende) enthält, der mit einer Schicbeplatte 18 verschließbar ist. Die Schiebeplatte 18 ist durch eine Zylindereinheit 19 beweglich. Eine äußere, hohle Drchwclle 20 ist drehbar innerhalb des Gehäuses 17 angeordnet und mit einem Materialförderschraubenblatt 21 an seinem äußeren Umfang versehen. Die Drehwellc 20 hat einen vorderen Endbereich, der über ein ringförmiges Teil, das am äußeren Umfang des Schraubenblatles 21 befestigt ist, in einem Lager 24 gelagert ist, wobei das Lager 24 in einer ringförmigen Vertiefung 23, die in das Gehäuse 17 ge- 2s formt ist, eingesetzt ist. Die Welle 20 hat einen hinteren Endbereich, der in einem Lager 25 am Gehäuse 17 gelagert ist. Die Lager 24, 25 sind durch Dichtungen 26, 27 abgedichtet Die Drehwelle 20 ist mit dem Schraubenblatt 21 durch eine Antriebseinheit 28 am hinteren EnJc )o des Gehäuses über Zahnräder 29, 30 drehangetrieben. Eine innere Drehwelle 31 erstreckt sich drehbar durch die äußere Welle 20 und hat am vorderen Ende einen Vorsprung über das vordere Ende der äußeren Welle 20 hinaus in die Druckkammer 14. Die innere Welle 31 ist in einem Lager 32 am vorderen Ende der äußeren Welle 20 und in einem Lager 33 am hinteren Ende des Gehäuses 17 gelagert. Das Lager 32 ist durch eine Dichtung 34 abgedichtet. Ein Materialknetschraubenblatt 35 ist am Vorsprung der inneren Welle 31 angebracht und ist mit der Welle 31 durch eine Antriebseinheit 36 über Zahnräder 37, 38 drehangelrieben. Aus dem folgenden Grund ist es wünschenswert, daß die axiale Ausdehnung des ringförmigen Teils 22 kleiner als die Höhe des Materialförderschraubenblalts 21 ist: Das ringförmige Teil 22 v> ist mit dem Schraubenblalt 21 verbunden und daher nicht gegenüber eiern Schraubcnblatt 21 beweglich und der Förderkanalabschnitt A (F i g. 3), der von dem ringförmigen Teil 22 umgeben ist, hat selbst keine Förderfähigkeit. Dementsprechend ist der Anteil von Material, ^rM der in den Bereich A gelangt, passiv dadurch vorwärts bewegt, daß er durch einen anderen Teil vom Material vorwärts geschoben wird, der aus einem unteren Bereich vorwärtsbewegt wird. Wenn jedoch die axiale Ausdehnung des ringförmigen Teils 22 größer als die Ganghöhe des Schraubenblatts 21 ist, erstreckt sich das Blatt 21 über eine volle Drehung im Bereich A, so daß der Bereich A völlig abgedichtet durch das Blatt 21 erscheint, wenn er aus der Richtung B, wie in F i g. 3 gezeigt, betrachtet wird. Dies erschwert ernstlich die wi Vorwärtsbewegung von Material vom Bereich A, mit dem möglichen Ergebnis, daß der Förderer wegen der Stagnation von Materia! im Bereich A keinen Materialtransport mehr durchführt.

Die Schildvortriebsmaschine der vorbeschriebenen h-s Ausführung arbeitet wie folgt:

Als erstes gräbt der durch die Antriebseinheil 13 angetriebene Bohrkopf 12 den Boden im Frontbereich aus.

Das ausgegrabene Material gelangt durch Schlitze im Bohrkopf 12 in die Druckkammer 14. Das Material wird wirksam mit Hilfe des Schraubenblatts 35 geknetet mit Schlamm, der in die Druckkammer ;4 durch nichtdargestellte geeignete Maßnahmen eingespritzt wird, wobei die Druckkammer 14 gefüllt wird und der innere Druck aufgebaut wird, so daß wirksam ein Zusammenfallen des Bodens im Frontbereich verhindert wird. Das gleitfähig gemachte Material wird danach durch das Gehäuse 17 durch das Förderschraubenblatt 21 transportiert Während des Transports beeinflußt das ringförmige Teil 22, das in die ringförmige Vertiefung 23 des Gehäuses eingepaßt ist und nicht in den Förderkanal vorsteht, den Fördervorgang nicht. Da weiter die axiale Länge des riagförmigen Teils 22 kleiner als die Höhe des Förderschraubenblatts 21 ist, wird der Transport von Material auf keine Art behindert. Das Material wird schließlich vom Auslaß ausgestoßen und durch einen Förderer 29 weggetragen.

Obwohl das Schraubenblatt 21 in der vorhergehenden Ausführungsform direkt an der äußeren Drehwelle 20 angebracht ist, kann ein schneckenförmiges Schraubenblatt 40 indirekt über Speichen 41, wie in F i g. 4 und 5 gezeigt, angebracht sein.

Weiter kann das ringförmige Teil 22 an der äußeren Drchwelle 20 über Speichen 42, wie aus F i g. 6 und 7 zu ersehen, befestigt sein.

Das Gehäuse 17 kann in einer horizontalen oder geneigten Position angeordnet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Materialfördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine, die aus einem röhrenförmigen Gehäuse besteht, das mit einer Materialeintrittsöffnung und einer verschließbaren Materialaustrittsöffnung versehen ist, die eine äußere, hohle Drchwclle aufweist, die an ihrem Umfang mit einem Materialförderschraubenblatt versehen ist und die zumindest im Materialaustrittsbereich drehbar innerhalb des Gehäuses gelagert ist, und bei der eine innere Drehwelle sich drehbar durch die äußere hohle Drehwelle hindurch erstreckt, wobei die innere Drchwelle an ihrem ortsbrustseitig vorstehenden freien Ende ein Materialknetschraubenblatt trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenblatt (21) in dei Nähe des MaterialeinUißendes mit einem es umgebenden ringförmigen Teil (22) verbunden ist, welches in einem in einer ringförmigen Vertiefung (23) des Gehäuses (17) vorgesehenen Lager (24) drehbar gelagert ist

2. Materialfördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (22) eine geringere axiale Länge als die Ganghöhe des Schraubenblatts (21) aufweist.

3. Materialfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenblatt (21) an der äußeren Drchwelle (20) über Speichen (41) angebracht ist. jn

4. Materialfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (22) an der äußeren Drehwelle (20) durch Speichen (42) angebracht ist.

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