DE3411857C1

DE3411857C1 - Zwischen einem Schildmantel einer Tunnelvortriebsmaschine sowie einer Tunnelinnenschalung laengsverstellbare Stirnschaltung

Info

Publication number: DE3411857C1
Application number: DE3411857A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1985-04-18
Also published as: JPH047440B2; US4645378A; JPS60261896A

Description

Die Erfindung betrifft eine dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechende, zwischen einem Schildmantel einer Tunnelvortriebsmaschine sowie einer Tunnelinnenschalung angeordnete und relativ zum Schildmantel sowie der Tunnelinnenschalung längsverstellbare Stirnschalung.

Bei aus der Praxis bekannten Stirnschalungen der genannten Art besteht die Außendichtung regelmäßig ebenfalls aus einer Nachlauflippendichtung, die zumeist mit der an der Tunnelinnenschalung anliegenden Nachlauflippendichtung zu einem einheitlichen Bauteil vereinigt ist. Eine Nachlauflippendichtung erfüllt aber ihre Funktion als den spaltförmigen Abstandszwischenraum bzw. Formungenauigkeiten überbrückendes Dichtungsglied nur dann optimal, wenn zwischen der Nachlauf lippendichtung und dem Teil, an dem sie anliegt, lediglich eine Relativbewegung in einer einzigen Richtung stattfindet. Bei der an der Tunnelinnenschalung anliegenden Nachlauflippendichtung ist dieses Erfordernis gegeben, weil hier die Nachlauflippendichtung nur über die gleichsam stationäre, zumeist aus einer Umsetzschalung bestehende Tunnelinnenschalung vorgezogen wird. Bei der am Schildmantel anliegende Außendichtung liegen aber andere Verhältnisse vor. Hier können je nach Geschwindigkeit des Schildmantels Relativbewegungen in entgegengesetzten Richtungen vorkommen; so kann die Stirnschalung gegenüber dem Schildmantel, aber auch der Schildmantel gegenüber der Stirnschalung vorgezogen werden. Die daraus für die als Nachlauflippendichtung ausgebildete Außendichtung resultierenden Nachteile der möglichen Undichtheit zufolge Umstülpung der N achlauf lippendichtung und des erhöhten Verschleißes der Nachlauflippendichtung hat man bisher regelmäßig in Kauf genommen, weil andere Außendichtungen in konstruktiver Hinsicht Probleme aufwerfen. Zwar ist es bei der Praxis bei anderen Stirnschalungen auch bekannt, als Außendichtung eine Ringdichtung einzusetzen, die bezogen auf ihre zur Stirnschalenebene

parallele Mittelebene einen symmetrischen Querschnitt aufweist und in einer in der Außenmantelfläche der Stirnschalung vorgesehenen Ringnut angeordnet ist. Eine solche Ringdichtung mit symmetrischem Profil erlaubt Relativbewegungen in zwei einander entgegengesetzten Richtungen, dichtet aber aus ihrer Eigenelastizität, was eine Installierung unter Vorspannung voraussetzt, die bei den Stirnschalungen der eingangs genannten Art aus Platz- und Kraftgründen, insbesondere beim Einbau von Hand, so ohne weiteres nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stirnschalung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch deren Außendichtung alle Erfordernisse der Praxis erfüllt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, daß bei einer Stirnschalung der eingangs genannten Art der Einsatz der bekannten Ringdichtung als Außendichtung erst dann problemlos möglich ist, wenn der Ringdichtung im Ringträger eine unter der Ringdichtung liegende getrennte Vorspanneinrichtung zugeordnet wird. Diese Vorspanneinrichtung erlaubt nämlich eine Montage der Ringdichtung ohne Vorspannung bzw. eine Vorspannung der Ringdichtung nach deren Montage. Dort, wo früher Dichtungsprofile mit hoher Eigenelastizität eingesetzt werden mußten und wegen der geringen Härte die Gefahr des Herauswalkens aus der Ringnut bestand, wenn sie einer Gleitbewegung unterzogen wurden, ist nunmehr die Möglichkeit eröffnet, die Federfunktion der Ringdichtung auf die Vorspanneinrichtung zu verlegen und somit die Ringdichtung härter, kompakter und abriebfester zu machen, so daß sie direkt als Zentrierung wirkt. Ein weiterer Vorteil der Vorspanneinrichtung besteht in deren Fernbedienungsmöglichkeit, die besonders deshalb zu begrüßen ist, weil die Platzverhältnisse im Schildvortrieb selten großzügig sind, und außerdem eine Einstellung zu jeder Zeit ermöglicht.

Für die weiteren Ausgestaltungen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten, deren bevorzugte sich aus den Unteransprüchen ergeben. Hervorzuheben ist hierbei zunächst die Maßnahme gemäß Patentanspruch 2, die ein Auswechseln der Ringdichtung von der dem Beton abgewandten Seite aus erlaubt, ohne daß der Beton seine mechanische Stützung verliert; vorübergehende Wasserundichtigkeit ist allerdings unvermeidbar. Die Ausgestaltungen nach den Patentansprüchen 5 bis 8 zielen auf besondere konstruktive Einfachheit ab, während bei den Maßnahmen gemäß den Patentansprüchen 9 bis 12 mehr auf bedienungstechnische Vorteile, insbesondere die oben schon erwähnte Fernbedienungsmöglichkeit, Wert gelegt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil einer Tunnelvortriebsmaschine,

F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt A-A durch den Gegenstand der F i g. 1 mit weiteren Einzelheiten,

Fig.3 einen Fig.2 entsprechenden Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform,

F i g. 4 den Gegenstand der F i g. 3 in einer Abwandlung und

F i g. 5 einen schematischen Gesamtquerschnitt durch einen Teil des Gegenstandes nach F i g. 1 in der Ausführungsform nach F i g. 3 bzw. 4.

Die in den Figuren dargestellte Stirnschalung 1 ist zwischen einem Schildmantel 2 einer Tunnelvortriebsmaschine sowie einer Tunnelinnenschalung 3 angeordnet und relativ zum Schildmantel 2 sowie der Tunnelinnenschalung 3 längsverstellbar. Aus F i g. 1 entnimmt man, daß die Stirnschalung 1 über Hydraulikpressen 4 an den Schildmantel 2 angekoppelt ist, die eine von der Bewegung des Schildmantels 2 unabhängige Bewegung der Stirnschalung 1 zulassen. In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht die Stirnschalung 1 zunächst aus einem Ringträger 5, der mit einem spaltförmigen Abstandszwischenraum 6 bzw. 7 einerseits vom Schildmantel 2, andererseits von der als Umsetzschalung ausgeführten Tunnelinnenschalung 3 angeordnet ist. An der Innenmantelfläche des Ringträgers 5 ist mit Hilfe einer Klemmplatte 8 (vgl. F i g. 2 bis 4) unter Vorspannung eine Nachlauflippendichtung 9 befestigt, die an der Tunnelinnenschalung 3 anliegt bzw. an die angepreßt ist. Außerdem ist im Bereich der Außenmantelfläche des Ringträgers 5 unter Vorspannung eine Außendichtung gehalten, die am Schildmantel 2 anliegt bzw. gegen diesen gepreßt ist. Im einzelnen nicht dargestellt ist, daß durch die Stirnschalung hindurch Ortbeton für die Tunnelauskleidung in den vom Gebirge und der Tunnelinnenschalung 3 gebildeten Ringraum 10 eingeführt wird.
Die Außendichtung besteht in allen Fällen aus einer ggf. auch aus Einzelsegmenten zusammengesetzten Ringdichtung 11, die bezogen auf ihre zur Ebene des Ringträgers 5 parallele Mittelebene einem im wesentlichen symmetrischen Querschnitt aufweist und in einer in der Außenmantelfläche des Ringträgers 5 vorgesehenen Ringnut 12 angeordnet ist. Längs des Grundes der Ringnut 12 ist ein in Balkensegmente 13 unterteilter Spannring für die Ringdichtung 11 vorgesehen, welche mit Hilfe von an deren Enden angreifenden Verstelleinrichtungen radial verstellbar sind. Es versteht sich von selbst, daß zwischen den einzelnen Balkensegmenten 13 ein gewisses Fugenspiel verwirklicht ist, um das radiale Einziehen des Spannringes zu ermöglichen. In den F i g. 2 bis 4 erkennt man ferner, daß der Ringträger 5 einen Flanschring 14 aufweist, der durch Schrauben lösbar mit diesem verbunden ist und die Ringnut 12 im Bereich der Ringdichtung 11 nach vorne begrenzt. Nach Entfernung dieses Flanschringes 14 kann die Ringdichtung 11 von der dem Ortbeton abgewandten Seite her entfernt bzw. ersetzt werden. Wie in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist, kann das dem Schildmantel 2 zugewandte Stirnende des Flanschringes 14 von einer aufgeschweißten Schmiermittelzuführungsleitung 15 gebildet sein.

Die Balkensegmente 13 weisen an ihren in Umfangsrichtung liegenden Stirnflächen jeweils eine T-förmige

so Ausnehmung 16,17 mit senkrecht zur Ebene des Ringträgers 5 verlaufendem Nutenabschnitt 16 sowie radial verlaufendem Zweigabschnitt 17 auf. In die beiden gegenüberliegenden Nutenabschnitte 16 benachbarte Balkensegmente 13 greift mit Spiel jeweils ein Auflagerteller 18 ein, der durch die beiden Zweigabschnitte 17 hindurch begrenzt raumgelenkig mit der zugehörigen, im Ringträger 5 vorgesehenen Verstelleinrichtung verbunden ist. Die Auflageteller 18 weisen zu diesem Zweck auf ihrer der Ringdichtung 11 abgewandten Innenseite jeweils einen Montageansatz 19 für die zugehörige Verstelleinrichtung auf.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 bestehen die Verstelleinrichtungen aus Schrauben 20, die mit ihren Bolzen 21 in einer radialen Gewindebohrung 22 des Ringträgers 5 und mit einem endseitigen Rundflanschkopf 23 im Auflagerteller 18 bzw. Montageansatz 19 verdrehbar sind. An ihrem dem Rundflanschkopf 23 gegenüberliegenden Ende weisen die Schrauben 20 einen

in der Innenmantelfläche des Ringträgers 5 liegenden Betätigungskopf 24 auf. Die Verstelleinrichtungen durchsetzen dabei die Nachlauflippendichtung 9 und die Klemmplatte 8. Anstelle der Schrauben 20 könnten die Verstelleinrichtungen auch aus verdrehbar im Ringträger 5 gelagerten, von dessen vorderer Stirnseite betätigbaren Exzenterscheiben bestehen, was im einzelnen jedoch nicht dargestellt ist

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 3 und 4, die bevorzugt eingesetzt werden, bestehen die Verstelleinrichtungen aus Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 25, die in radialen Sacklöchern 26 des Ringträgers 5 angeordnet und deren freies Kolbenstangenende 27 mit dem zugeordneten Auflagerteller 18 bzw. dessen Montagesatz 19 verbunden ist. Diese Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 25 sind vorzugsweise doppeltwirkend ausgeführt, um aktive Verstellung der Balkensegmente 13 in be- und entlastender Richtung zu ermöglichen. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die Hydraulikzylinderkolbenanordnung 25 als getrennte Baugruppe ausgeführt und im Sackloch 26 montiert. Demgegenüber sind bei der Ausführungsform nach F i g. 3 die Zylinder der Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 25 von den Sacklochwandungen gebildet, d. h. gleiten die doppeltwirkenden Kolben der Plunger direkt an den Sacklochwandungen. Fig.5 zeigt, wie die Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 25 miteinander gekoppelt sind. Die druckseitigen Zylinderkammern 28 sind durch eine gemeinsame Hydraulikleitung 29 untereinander verbunden. An diese Hydraulikleitung 29 sind ein Gasdruckspeicher 30 und ein Druckanzeigegerät 31 angeschlossen. Letzteres gibt über seine Anzeige des Vorspanndruckes eine ständige Kontrolle der Dichtfunktion und muß sich nicht, wie dargestellt, vor Ort befinden. Entsprechend können die Hydraulikzylinderkolbenanordnungen 25 über die Hydraulikleitung 29 und eine weitere Hydraulikleitung 32 fernbedient werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

40

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55

60

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Claims

Patentansprüche:

1. Zwischen einem Schildmantel einer Tunnelvortriebsmaschine sowie einer Tunnelinnenschalung angeordnete und relativ zum Schildmantel sowie der Tunnelinnenschalung längsverstellbare Stirnschalung, bestehend aus einem mit Abstandszwischenraum vom Schildmantel sowie von der Tunnelinnenschalung angeordneten Ringträger mit einer im Bereich der Innenmantelfläche des Ringträgers unter Vorspannung befestigen, an der Tunnelinnenschalung anliegenden Nachlauflippendichtung und mit einer im Bereich der Außenmantelfläche des Ringträgers unter Vorspannung gehalten, am Schildmantel anliegenden Außendichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendichtung aus einer Ringdichtung (11) besteht, die bezogen auf ihre zur Ebene des Ringträgers (5) parallele Mittelebene einen symmetrischen Querschnitt aufweist und in einer in der Außenmantelfläche des Ringträgers (5) vorgesehenen Ringnut (12) angeordnet ist, daß längs des Grundes der Ringnut (12) ein in Balkensegmente (13) unterteilter Spannring für die Ringdichtung (11) vorgesehen ist, und daß die Balkensegmente (13) mit Hilfe von an deren Enden angreifenden Verstelleinrichtungen (20 bzw. 25) radial verstellbar sind.

2. Stirnschalung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringträger (5) einen lösbar mit diesem verbundenen, die Ringnut (12) zumindest im Bereich der Ringdichtung (11) nach vorne begrenzenden Flanschring (14) aufweist.

3. Stirnschalung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Balkensegmente (13) an ihren in Umfangsrichtung liegenden Stirnflächen jeweils eine T-förmige Ausnehmung (16,17) mit senkrecht zur Ebene des Ringträgers (5) verlaufendem Nutenabschnitt (16) sowie radial verlaufendem Zweigabschnitt (17) aufweisen und in die beiden gegenüberliegenden Nutenabschnitte (16) benachbarter Balkensegmente (13) jeweils ein Auflageteller (18) einfaßt, der durch die beiden zughörigen Zweigabschnitte (17) hindurch mit der zugehörigen im Ringträger (5) vorgesehenen Verstelleinrichtung (20 bis 25) verbunden ist.

4. Stirnschalung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageteller (18) auf seiner der Ringdichtung (11) abgewandten Seite einen Montagesatz (19) für die Verstelleinrichtungen (20 bis 25) aufweist

5. Stirnschalung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen aus verdrehbar im Ringträger (5) gelagerten, von dessen vorderer Stirnseite her betätigbaren Exzenterscheiben bestehen.

6. Stirnschalung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen aus Schrauben (20) bestehen, die mit ihrem Bolzen (21) in einer radialen Gewindebohrung (22) des Ringträgers (5) und mit einem endseitigen Rundflanschkopf (23) im Auflagerteller (18) verdrehbar gelagert sind.

7. Stirnschalung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (20) an ihrem dem Rundflanschkopf (23) gegenüberliegenden Ende einen in der Innenmantelfläche des Ringträgers (5) liegenden Betätigungskopf (24) aufweisen.

8. Stirnschalung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die Schrauben (20) die Nachlauflippendichtung (9) und deren Befestigungsorgane (8) durchsetzen.

9. Stirnschalung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen aus in radialen Sacklöchern (26) des Ringträgers (5) steckend angeordneten Hydraulikzylinderkolbenanordnungen (25) bestehen, deren freies Kolbenstangenende (27) mit dem zugeordneten Auflageteller (18) verbunden ist.

10. Stirnschalung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder der Hydraulikzylinderkolbenanordnung (25) von den Sacklochwandungen gebildet sind.

11. Stirnschalung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die druckseitigen Zylinderkammern (28) der Hydraulikzylinderkolbenanordnungen (25) an eine gemeinsame Hydraulikleitung (29) mit Gasdruckspeicher (30) und Druckanzeigegerät (31) angeschlossen sind.

12. Stirnschalung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinderkolbenanordnungen (25) doppeltwirkend ausgebildet sind und durch getrennte Hydraulikleitungen (29, 32) von einem Pumpenaggregat aus aktiv ein- und ausfahrbar sind.