DE3342903A1

DE3342903A1 - Vortriebsmaschine fuer tunnel und strecken

Info

Publication number: DE3342903A1
Application number: DE19833342903
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 4270 Dorsten Hentschel
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1983-11-26
Filing date: 1983-11-26
Publication date: 1985-06-05
Also published as: US4627765A; JPH0364038B2; FR2555656A1; BE899196A; JPS60192090A; FR2555656B1; DE3342903C2

Description

ο ο / ο Q η ο Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vortriebsmaschine für unterirdische Tunnel und Strecken, - mit

Vorlauf schild,
Nachlauf schild,

einer Mehrzahl von über den Schildumfang verteilten Vorschubzylinderkolbenanordnungen ,

Stirnschalung und

über den Schildumfang verteilten Stirnschalungszylinderkolbenanordnungen,

wobei die Vorschubzylinderkolbenanordnungen jeweils über ein Gelenk einerseits an den Vorlauf schild, andererseits an einem Druckverteilring (und dauiit an einem eingebrachten Ausbau) abgestützt sind, wobei durch die Stirnschalung ein zwischen Gebirge und eingebrachten Schalungstübbingen gebildeter Ringraum zur Aufnahme einer Ortbetontunnelröhre abdichtbar ist und wobei ferner eine Entkoppelungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Bewegung des Vorlauf Schildes und die der Stirnschalung entkoppelbar sind.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Vortriebsmaschine (DE-OS 30 15 210) sind der Vorlauf schild und der Nachlauf schild unmittelbar aneinander angeschlossen. Die Hntkoppelungseinrichtung ist andererseits rückwärtig an den Nachlaufschild angeschlossen und besteht aus einer Mehrzahl von zusätzlichen Nachlauf messern, die über den Umfang

Q O A O QQO

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des Nachlauf Schildes verteilt sind. Jedes Nachlauf messer ist mit einer Nachlaufmesserzylinderkolbenanordnung zu betätigen und diese sind in dem Stirnschalungskasten untergebracht. Das hat sich in bezug auf die Kinematik der Zusammenhänge und in bezug auf die Entkoppelung der Vortriebsarbeiten im Vorlauf schild einerseits, der Betonierarbeiten im genannten Ringraum hinter der Stirnschalung ande-: rerseits bewährt, ist jedoch wegen der Vielzahl der Nachlauf messer und der Vielzahl der im Stirnschalungskasten unterzubringenden Nachlaufmesserzylinderkolbenanordnungen im Sinne einer Vereinfachung in baulicher und betätigungstechnischer Hinsicht verbesserungsfähig. ;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vortriebsmaschine so weiter auszubilden, daß zusätzliche Aggregate hinter dem Nachlauf schild nicht mehr erforderlich sind, der Nachlaufschild also, wie bei klassischen Vortriebsmaschinen, unmittelbar die Stirnschalung überfassen kann, nichtsdestoweniger aber eine Entkoppelung der Vortriebsarbeiten einerseits und der Betonierarbeiten andererseits möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Entkoppe-' lungseinrichtung aus einem Teleskopschild besteht, der einerseits an den rückwärtigen Rand des Vorlauf Schildes angeschlossen ist, andererseits einen vortriebsseitigen Teleskopabschnitt des Nachlaufschildes überfaßt sowie seinerseits von den Vorschubzylinderkolbenanordnungen überbrückt ist, und daß über den Schildumfang verteilt zwischen dem Teleskopschild und dem Nachlaufschild einer Mehrzahl von Teleskopzylinderkolbenanordnungen über Gelenke angeschlossen ist, - wobei im übrigen der Nachlaufschild mit seinem rückwärtigen Bereich die Stirnschalung unmittelbar überfaßt. - Bei der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine werden zur Entkoppelung der Vortriebsarbeiten einerseits und der Betonierarbeiten andererseits die Teleskop-

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zylinderkolbenanordnungen entsprechend betätigt, wobei sich der Te- ^! leskopschild gegenüber dem Teleskopabschnitt des Nachlaufschildes teleskopierend bewegt und dadurch der erforderliche Freiheitsgrad j für die Entkoppelung erreicht wird. Das wird im folgenden anhand ^! einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung, die auch weitere Merkmale der Erfindung offenbart, ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung ^;

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vortriebsma- j schine, !

Fig. 2, 3 und 4 den Gegenstand nach Fig. 1 in anderen Funktions- ^ Stellungen, i

Fig. 5 in gegenüber den Fig. 1 bis 4 wesentlich vergrößertem Maßstab und mit konstruktiven Details den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1 und

Fig. 6 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 5.

Die in den Figuren dargestellte Vortriebsmaschine dient zum Vortrieb eines unterirdischen Tunnels oder einer Strecke 1. In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht sie aus

einem Vorlauf schild 2,
einem Nachlauf schild 3,

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einer Mehrzahl von über den Schildumfang verteilten Vorschub-1 zylinderkolbenanordnungen 4, !

einer Stirnschalung 5 und

über den Schildumfang verteilten Stirnschalungszylinderkolbenanordnungen 6.

Es versteht sich, daß in dem Vorlaufschild 2 frontseitig die Vor- j triebsaggregate arbeiten, die auf verschiedene Weise ausgebildet sein j können. Die Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4 sind über jeweils j ein Gelenk 7 einerseits an dem Vorlauf schild 2, andererseits an einem Druckverteilring 8 und damit an einem eingebrachten Ausbau 9 abgestützt. Durch die Stirnschalung 5 ist ein zwischen Gebirge 10 und eingebrachten Schalungstübbingen 11 gebildeter Ringraum 12 zur Auf-j nähme einer Ortbetontunnelröhre 9 als Ausbau abdichtbar. |

Die dargestellte Vortriebsmaschine ist mit einer Entkoppelungseinrichtung ausgerüstet, mit der die Bewegung des Vorlauf Schildes 2 und die der Stirnschalung 5 entkoppelbar sind. Tatsächlich werden beim Arbeiten einer solchen Vortriebsmaschine zwei grundsätzlich wesensfremde Arbeitsmaßnahmen miteinander verknüpft. Im Vorlauf schild 2 erfolgt der Bodenabbau, im Nachlaufschild 3 die Einbringung des Ortbetons. Vorlauf schild 2 und Nachlauf schild 3 sind gelenkig miteinander verbunden. Wegen dieser Verbindung beeinflußt bei einer Vortriebsvorrichtung ohne Entkoppelungseinrichtung jede Störung des einen Verfahrens den Arbeitsfortschritt des anderen Verfahrens. Im Er-j gebnis resultiert daraus ein niedriger Ausnutzungsgrad der Vortriebs- j maschine insgesamt. Das verhindert die Entkoppelungseinrichtung.

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Die Entkoppelungseinrichtung besteht aus einem Teleskopschild 13, der einerseits an den rückwärtigen Rand 14 des Vorlaufschildes 2 angeschlossen ist, andererseits einen vortriebsseitigen Teleskopabschnitt 15 des Nachlauf Schildes 3 überfaßt sowie seinerseits von den Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4 überbrückt ist. Über den Schildurnfang verteilt arbeiten zwischen dem Teleskopschild 13 und dem Nachlaufschild 3 eine Mehrzahl von Teleskopzylinderkolbenanordnungen 16, die über Gelenke 17 angeschlossen sind und die eine gesteuerte teleskopierende Bewegung des Teleskopschildes 13 gegenüber dem . Teleskopabschnitt 15 am Nachlaufschild 3 ermöglichen. Es versteht sich, daß Hilfselemente 18 vorgesehen sind, an denen die Teleskop-; zylinderkolbenanordnungen 16 angreifen und die im Ausführungsbei-, spiel gleichzeitig die Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4 abkleiden, i Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der .Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß der Teleskopschild 13 mit einem vortriebsseitigen AnschluSabschnitt 19 reduzierten Durchmessers den Vorlauf schild 2 unterfaßt. Sr besitzt im übrigen den Durchmesser des Vorlauf Schildes 2. Der Teleskopabschnitt 15 des Nachlaufschildes 3 besitzt gegenüber dem übrigen Nachlaufschild 3 ' einen reduzierten Durchmesser, während der Nachlauf schild 3 wieder den Durchmesser des Vorlauf Schildes 2 besitzt. Es versteht sich, daß ' in den verschiedenen Überfassungs- bzw. Unterfassungsbereichen Dichtungsmittel 20 angeordnet sind. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 4 ergibt sich die Arbeitsweise einer erfindungsgemässen Vortriebsmaschine, Dazu wurden diese Figuren mit einem Raster ; versehen, welches, bezogen auf die Schalungstübbinge 11, den Schalungsabschnitten a bis ρ entsprechen mag. Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vortriebsmaschine beim Normalbetrieb. Im Vorlaufschild 2 erfolgt der Bodenabbau, gleichzeitig erfolgt ein Vorschub

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des Vorlauf Schildes 2 über die Vorschubzylinderkolbenanordnung 4. Auf der anderen Seite erfolgt im Nachlaufschild 3 ein Einbringen von Beton in den beschriebenen Ringraum 12, in dem die Ortbetontunnelröhre 9 betoniert wird. Der Beton wird hinter die Stirnschalung 5 eingebracht, nach Maßgabe des Einbringens des Betons kann die Stirnschalung 5 mit ihren Stirnschalungszylinderkolbenanordnungen 6 bewegt werden. In der Entkoppelungseinrichtung erfolgt keine teleskopierende Bewegung des Teleskopschildes 13 gegenüber dem Teleskopabschnitt 15 des Nachlauf Schildes 3. Diese Bauteile befinden sich vielmehr in ihrer Mittelstellung. Die Anordnung im ganzen mag so getroffen sein, daß nach 1,2 m Vorschubweg ein neuer Schalungstübbing 11 eingebaut wird. In Fig. 2 ist angenommen worden, daß eine Störung im Vortrieb vorliegt. Im Vorlauf schild 2 erfolgt kein Bodenabbau, der Vorlauf schild 2 wird auch nicht vorgeschoben. Nunmehr könnte ohne Betätigung der Entkoppelungseinrichtung im Ausführungs- j beispiel noch über einen Weg von etwa 600 mm Beton eingebracht werden, wobei die Stirnschalung 5 entsprechend in Vortriebsrichtung bewegt wird, danach würde jedoch ein außerplanmäßiger Stillstand eintreten. Dieser wird dadurch verhindert, daß nunmehr die Teleskopzylinderkolbenanordnungen 16 betätigt werden und den Teleskopabschnitt 15 des Nachlaufschildes 3 mit dem Wachlaufschild 3 in Vortriebsrichtung unter den Teleskopschild 13 ziehen. Folglich können die Betonierarbeiten fortgesetzt werden, bis die Störung behoben ist. Teleskopschild 13 und Teleskop abschnitt 15 des Nachlaufschildes 3 werden so lang gewählt, daß eine ausreichende teleskopierende Bewegung möglich ist. In Fig. 3 wird angenommen, daß eine Störung beim Einbringen des Betons auftritt. Der Bodenablauf im Vorlauf schild 2 wird fortgesetzt. Auch die Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4 werden wie bisher betätigt und der Vortrieb erfolgt. Der Nachlauf schild

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3 steht allerdings still. Die erforderliche Relativbewegung zwischen Vorlaufschild 2 und Nachlaufschild 3 geschieht auch jetzt über eine Betätigung der Teleskopzylinderkolbenanordnungen 16 der Entkoppelungseinrichtung. Die Teleskopzylinderkolbenanordnungen 16 werden gleichsam schwimmend auseinandergezogen, bedürfen also nicht der aktiven Betätigung, weil insoweit die Vorschubzylinderkolbenanordnungen 4 tätig werden können. Der Teleskopweg mag 1250 mm oder mehr betragen. Inzwischen ist im allgemeinen die Störung beim Betoneinbringen beseitigt. Fig. 4 zeigt, wie nach einer Störung beim

3etoneinbringen weiter verfahren wird. Der Bodenablauf im Vorlauf-! schild 2 wird fortgesetzt, so daß insoweit der übliche Vortrieb er- j

folgt. Das Betoneinbringen kann nunmehr mit erhöhter Geschwindig- J keit, z. B. mit 1,5-facher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Da- j bei erfolgt wiederum eine Relativbewegung im Teleskop. Die Teleskop- · zylinderkolbenanordnungen 16 ziehen mit halber Vorschubgeschwindig- ; keit zusammen. Der Teleskopweg geht von der in Fig. 3 erläuterten ! extrem ausgefahrenen Stellung wieder in seine Normalstellung zurück. !

Aus den Fig. 5 und 6 ergibt sich die beschriebene Gestaltung im ' konstruktiven Detail. Mit den schon erläuterten Bezugszeichen ist die ■ Anordnung ohne weiteres verständlich. Man erkennt, daß Teleskop- ! schild 13 und Teleskopabschnitt 15 des Nachlaufschildes 3 sowie Vor-' schubschild 2 und Druckverteilring 8 über die Zylinderkolbenanord- j nungen 4, 16 auch ausreichend gegeneinander geführt sind. Dazu ; sind die Zylinderkolbenanordnungen 4, 16 in entsprechenden Füh- ; rungsaufnahmen 21, 22 eines Führungsringes 23 angeordnet. Es ver-1 steht sich, daß die Gelenke 7, 17 der Zylinderkolbenanordnungen 4, 16 entsprechend ausgebildet sind und Momente in den Zylinderkolben- ! anordnungen 4, 16 vermieden werden. !

Claims

* * ft

• # * J

« P* «Α

Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

{Anwaltsakte:

60 828/R-

4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Portf. 1002

10. November 1983

Patentanmeldung Hochtief Aktiengesellschaft vorm. Gebr. HeIfmann Rellinghauser Straße 53/57 4300 Essen 1

Vortriebsmaschine für Tunnel und Strecken

; Patentansprüche:

' 1. Vortriebsmaschine für unterirdische Tunnel und Strecken, - mit

Vorlauf schild,

Nachlauf schild,

einer Mehrzahl von über den Schildumfang verteilten Vorschubzylinderkolbenanordnungen ,

oq/onno Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen "^H"^ug

Stirnschalung und

über den Schildumfang verteilten Stirnschalungszylinderkolbenanordnungen,

wobei die Vorschubzylinderkolbenanordnungen über jeweils ein Gelenk einerseits am dem Vorlauf schild, andererseits an einem Druckverteilring abgestützt sind, wobei durch die Stirnschalung ein zwischen Gebirge und eingebrachten Schalungstübbingen gebildeter Ringraurn abdichtbar ist und wobei fernerhin eine Entkoppelungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Bewegung des Vorlauf Schildes und die der Stirnschalung entkoppelbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Entkoppelungseinrichtung aus einem Teleskopschild (13) besteht,

der einerseits an den rückwärtigen Rand (14) des Vorlauf Schildes (2) angeschlossen ist, andererseits einen vortriebsseitigen Teleskopabschnitt (15) des Nachlauf Schildes (3) überfaßt sowie seinerseits von den Vorschubzylinderkolbenanordnungen (4) überbrückbar ist,

und daß über den Schildumfang verteilt zwischen dem Teleskopschild (13) und dem Nachlaufschild (3) eine Mehrzahl von Teleskopzylinderkolbenanordnungen (16) über Gelenke (17) angeschlossen ist, - wobei der Nachlaufschild (3) mit seinem rückwärtigen Rand die Stirnschalung (5) unmittelbar überfaßt.
2. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopschild (13) mit einem vortriebsseitigen Anschlußabschnitt

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(19) reduzierten Durchmessers den Vorlauf schild (2) u .faßt und im übrigen den Durchmesser des Vorlauf Schildes (2) aufweist.
3. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopabschnitt (15) des Nachlauf Schildes (3) gegenüber dem Nachlauf schild (3) einen reduzierten Durchmesser aufweist und im übrigen mit dem Durchmesser des Vorlauf Schildes (2) ausgerüstet ist.
4. Vortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Überfassungsbereichen zwischen Vorlaufschild (2) und Teleskopschild (13) bzw. Teleskopschild (13) und Teleskopabschnitt (15) des Nachlauf Schildes (3) Dichtungsmittel (20) angeordnet sind.