DE3629729A1 - Messerschild-vortriebsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Messerschild-Vortriebsvor­ richtung mit über Druckeinrichtungen beaufschlagbare Vor­ triebsmesser, wobei die Vortriebsmesser an ihren Längsseiten untereinander geführt sind.

Aus der DE-OS 19 66 078 ist eine derartige Einrichtung mit Vortriebsmessern bekannt, welche untereinander starre Führungen aufweisen, die als Schlösser wie bei Kanal- bzw. Spundwanddielen zur starren Parallelführung ausgebildet sind. Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß Richtungs­ korrekturen, die eine Relativbeweglichkeit der einzelnen Vortriebsmesser untereinander voraussetzen, nicht oder nur sehr schwer durchführbar sind. Wenn bei diesen bekannten Vortriebsmessern das Schloßspiel vergrößert wird, wird zwar eine Relativbeweglichkeit der Messer untereinander erreicht, die aber wiederum den Nachteil aufweist, daß sich die Messer innerhalb des Schloßspiels unkontrolliert bewegen können und somit eine präzise Steuerung nicht möglich ist. Ferner ist von Nachteil, daß beim Vortrieb der Messer oft Ver­ klemmungen in den starren Führungen auftreten. Dies ist ins­ besondere dann der Fall, wenn Messer auf Steine in der Orts­ brust auftreffen und aus ihrer Position abweichen wollen.

Aus der DE-AS 27 42 332 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem Vortriebsmesser benutzt werden, die seitliche Keile aufweisen. Dort weisen die einzelnen Messer beim Vortrieb eine relative Beweglichkeit untereinander auf, so daß Kurven bzw. Richtungs­ korrekturen gefahren werden können. Von Nachteil ist bei dieser bekannten Vorrichtung jedoch, daß, um beim Vorschub eine für Korrekturzwecke relative Beweglichkeit zu erlangen, alle Vortriebsmesser immer in einer bestimmten Reihenfolge, d.h. in der Regel beginnend mit dem Firstmesser und dann rechts und links von diesem fortlaufend, vorgetrieben werden müssen. Diese konstruktive und während des Tunnelvortriebs nicht zu ändernde Reihenfolge des Vorschubs der einzelnen Vortriebs­ messer ist dann von Nachteil, wenn beispielsweise bei rolligen Böden Messer in anderer Reihenfolge vorgetrieben werden müssen, um die Ortsbrust zu sichern.

Bei Tunnelquerschnitten mit beispielsweise lotrechten Seiten­ wänden weichen die Seitenmesser dort infolge der Schwerkraft in Richtung Tunnelsohle ab. Diese Abweichung nach unten er­ folgt insbesondere bei langen und schweren Messern, bei denen die Reibungskräfte zwischen Messer und Erdreich einerseits und zwischen dem Führungsboden und Messer andererseits nicht ausreichen, um das Messer in seiner Position zu halten. Verbunden damit sind Bodenverluste infolge klaffender Fugen im Messerschild, die durch das Abweichen der Messer ent­ stehen. Ferner müssen nach unten abgewichene Messer in auf­ wendiger Weise mit Hilfe hydraulischer Pressen wieder in ihre alte Position gebracht werden.

Das Fahren einer Kurve gestaltet sich sehr zeit- und arbeits­ aufwendig. Soll mit dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung eine Rechtskurve gefahren werden, so werden zwar alle rechts des Firstmessers liegenden Messer durch die Wirkung der an den Messern angebrachten Keile in die ge­ wünschte Richtung gesteuert, alle links des Firstmessers liegenden Messer müssen jedoch in aufwendiger Weise beispiels­ weise mit Hilfe hydraulischer Pressen einzeln in die ge­ wünschte Richtung verschoben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht steuer­ bare Messerschild-Vortriebsvorrichtung zu schaffen, bei welcher kein Vortriebsmesser als zuerst vorzutreibendes Messer vorgegeben ist und bei welcher die Nachführung der übrigen Messer ohne zusätzliche Vorkehrungen erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungen an den Vortriebsmessern aus in Bügeln geführten Keilelementen bestehen.

Damit wird gewährleistet, daß eine Relativbewegung der Vortriebsmesser untereinander möglich ist, daß jedes Vor­ triebsmesser als das zuerst vorzutreibende Messer eingesetzt werden kann und daß die übrigen Messer nach ihrem Vortrieb ohne erforderlichen Nachrichtaufwand ihre zu dem zuerst vor­ getriebenen Messer parallele Stellung einnehmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Bügel U-förmig ausgebildet und an den Keilelementen ist ein Ab­ schnitt vorgesehen, dessen Breite in etwa dem Abstand der Schenkel des U-Bügels entspricht. Dieser Abschnitt wird von den Schenkeln des U-förmigen Bügels aufgenommen, wenn alle Messerenden in einer Ebene liegen, d.h. wenn alle Messer gleich weit vorgetrieben sind. In dieser Stellung weisen alle Messer eine Parallellage auf und sind mit nur geringem Spiel untereinander verbunden. Vorzugsweise verjüngen sich die Keilelemente ausgehend von dem als Mittelabschnitt ausge­ bildeten Abschnitt konstanter Breite zu beiden Enden hin. Damit ist gewährleistet, daß das als erstes vorzutreibende Messer mit Beginn der Vortriebsbewegung nach rechts oder links gesteuert werden kann und daß die danach vorzutreibenden parallelen Messer durch Gleiten der Flächen der Keilelemente an den Schenkeln der U-Bögen in die Richtung des ersten Messers geschwenkt werden.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist an jedem Vortriebs­ messer an einer Seite ein Bügel und an der anderen Seite ein Keilelement angeordnet oder an jedem zweiten Vortriebsmesser ist an jeder Seite ein Bügel und an jedem dazwischen liegenden Vortriebsmesser an jeder Seite ein Keilelement angeordnet. Im ersteren Fall können alle Vortriebsmesser identisch ausge­ bildet werden, so daß die Lagerhaltung und der Austausch von defekten Vortriebsmessern vereinfacht werden.

Vorzugsweise ist der U-Bügel nach oben hin geöffnet und das Keilelement greift von oben zwischen die Schenkel des Bügels. Das Keilelement an jedem Vortriebsmesser ist vorzugsweise über eine Kragplatte an der Längsseite des Vortriebsmessers befestigt.

In Weiterbildung der Erfindung sind an den Vortriebsmessern, die im Krümmungsbereich eines Tunnelquerschnitts angeordnet sind, zwischen dem U-Bügel und dem Keilelement Unterlegkeile angeordnet, so daß die Stellung von Bügel und Keilelement dem Tunnelquerschnitt angepaßt ist.

Zur Verminderung der Reibung zwischen den Schenkeln des Bügels und den Flächen des Keilelements und zur Vermeidung von Zwängungen zwischen diesen Teilen sind die sich berührenden Innenflächen der Bügelschenkel und die Außenflächen des Keil­ elementes vorzugsweise abgerundet.

Zur Steuerung des als erstes vorzutreibenden Messers ist im vorderen Bereich jedes Vortriebsmessers eine Befestigungs­ einrichtung für eine auf ein benachbartes Messer wirkende Druckeinrichtung vorgesehen. Zur Steuerung der erfindungs­ gemäßen Vortriebsvorrichtung sind zwei über Schnellverschluß befestigbare Druckeinheiten, die insbesondere aus Kolben- Zylinder-Einheiten bestehen, ausreichend. Diese Kolben- Zylinder-Einheiten werden an den dem ersten vorzutreibenden Messer benachbarten Messern angeordnet, um durch unterschied­ liche Kolbenwege die Verschwenkung dieses ersten vorzutreibenden Messers zu steuern. Die danach vorzutreibenden Messer erfordern keine Richtungskorrektur über Druckeinheiten, da sie durch das Gleiten der Bügel an den Keilflächen oder umgekehrt zwangsweise in die zu dem ersten vorgetriebenen Messer parallele Stellung gebracht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Reihe von Vortriebsmessern in einer Ausgangslage,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 mit einem parallel zu den übrigen Vortriebsmessern vorgetriebenen Vor­ triebsmesser,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 1 mit einem schräg zu den übrigen Vortriebsmessers vorgetriebenen Messer,

Fig. 5 einen Querschnitt durch zwei Vortriebsmesser in ver­ größertem Maßstab und

Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei in einem Krümmungsbe­ reich liegende Vortriebsmesser in vergrößertem Maßstab.

Fig. 1 zeigt eine Messerschild-Vortriebsvorrichtung mit einer Anordnung aus Vortriebsmessern 10, 12, 14, 16, 18. Je nach vorzutreibendem Querschnitt schließen sich an die Messer 10 bzw. 18 weitere Vortriebsmesser an. Jedes Messer 10 bis 18 weist an seiner linken Seite einen U-förmigen Bügel 20 und an seiner rechten Seite Keilelemente 22 und 24 auf. Die Keil­ elemente 22 und 24 gehen aus von einem mittleren Bereich 26, der eine konstante Breite aufweist. Von diesem Bereich 26 aus verjüngen sich die Keilelemente 22 und 24 zu ihren gegen­ überliegenden Enden hin. Die Keilelemente 22 und 24 bilden zusammen mit dem mittleren Abschnitt 26 eine Längsführung, die zwischen den Schenkeln 26 und 28 des U-förmigen Bügels 20 geführt ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist das Spiel zwischen den Messern 10 bis 18 nahezu Null, da die Breite des mittleren Abschnittes 26 etwa gleich ist dem Abstand zwischen den Schenkeln 26 und 28 des U-förmigen Bügels 20. Die Führungen 22, 24, 26 bilden ein Keilelement 30, das unterhalb einer Kragplatte 32 angeordnet ist, die an der Längsseite eines Messers 10 bis 18 befestigt ist. Das Keilelement 30 greift von oben zwischen die Schenkel 26 und 28 des nach oben geöffneten Bügels 20.

Die in Fig. 1 dargestellte Lage der Vortriebsmesser 10 bis 18 zeigt die Ausgangsstellung vor einem neuen Vortriebsabschnitt. Es wird angenommen, daß das Vortriebsmesser 14, das an einer beliebigen Stelle des Tunnelquerschnitts angeordnet sein kann, als erstes Messer vorgetrieben werden soll. Zur seitlichen Führung dieses Messers 14 sind an dem Messer 12 und an dem Messer 16, die dem Messer 14 benachbart sind, hydraulische Pressen 34 bzw. 36 in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten an­ geordnet. An jedem Messer 10 bis 18 sind an beiden Längs­ seiten geeignete Vorrichtungen zur Schnellbefestigung der­ artiger hydraulischer Pressen vorgesehen. Für den richtungs­ gesteuerten Vortrieb der Vortriebsmesser 10 bis 18 sind zwei derartige hydraulische Pressen ausreichend.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Messer 10 bis 14. Die Messer bestehen aus einer oberen Wand 38 und einer unteren Wand 40, die über Seitenwände 42 und 44 miteinander verbunden sind. An der Seitenwand 42 ist ein Führungsbügel 20 und an der Seitenwand 44 ein Keilelement 30 über eine Kragplatte 32 befestigt.

Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Fig. 1, wobei das Messer 14 über eine nicht dargestellte hydraulische Presse gegenüber den Messern 10, 12, 16 und 18 vorgetrieben ist. Da die hydraulischen Pressen 34 und 36 gleich beaufschlagt sind, ist das Messer 14 parallel zu den übrigen Messern vorgetrieben.

Fig. 4 zeigt die Anordnung nach Fig. 1, wobei das Messer 14 gegenüber den Messern 10, 12, 16 und 18 schräg vorgetrieben wurde. Da nach einer Vortriebsstrecke, die etwa der Länge des mittleren Abschnitts 26 des Keilelementes 30 entspricht, ein Spiel der Keilfläche in den U-förmigen Bügeln auftritt, kann das Messer 14 durch Ausfahren des Kolbens der hydrau­ lischen Presse 34 und entsprechendes Einfahren des Kolbens der hydraulischen Presse 36 nach rechts verschwenkt werden. Dabei gleitet der äußere Schenkel des an der linken Seite angebrachten Bügels 20 an der inneren Schrägfläche des an der rechten Seite des Messers angebrachten Keilfläche und die hintere innere Keilfläche des Keilelementes 30 an der rechten Seite des Vortriebsmessers 14 an dem äußeren Schenkel des Bügels 20, der an der linken Seite des Messers 16 ange­ ordnet ist.

Nachdem das Messer 14 seine gewünschte Endstellung erreicht hat, werden die hydraulischen Druckzylinder an den Messern 12 bzw. 16 entfernt und beginnend mit dem Messer 12 werden die links von dem Messer 14 angeordneten Messer der Reihe nach vorgetrieben, wobei durch Gleiten des Keilelementes an dem Messer 12 in dem Bügel an dem Messer 14 eine automatische Ausrichtung des Messers 12 parallel zu dem Messer 14 erfolgt. Gleichermaßen erfolgt eine Ausrichtung des Messers 10 gegen­ über dem Messer 12. Analog des Vortriebs der Messer 12 und 10 und evtl. weiterer angeordneter Messer erfolgt ein Vor­ trieb der rechts von dem Messer 14 vorhandenen Messer aus­ gehend von dem Messer 16. Dieses Messer gleitet mit seinem Bügel auf dem Keilelement 20 an dem Messer 14, bis der äußere Schenkel des Bügels an dem mittleren Abschnitt konstanter Breite des Keilelementes anliegt und damit das Messer 16 eine parallele Lage gegenüber dem Messer 14 einnimmt. Entsprechend erfolgt die Bewegung des Messers 18 und evtl. sich an dieses Messer anschließende Messer.

Es wird also zu Beginn des Messervortriebs abhängig von den Gegebenheiten ein Führungsmesser festgelegt. Dieses Führungs­ messer wird zunächst vorgeschoben und mit Hilfe hydraulischer Pressen, die an benachbarten Messern angeordnet sind, in die gewünschte Richtung vorgeschoben. Dann erfolgt ein Vortrieb der Messer fortlaufend rechts und links des Führungsmessers. Hierbei wirken die an der einen Messerseite angebrachten U-förmigen Führungen mit dem jeweils am Nachbarmesser be­ festigten Keilelement zusammen, so daß sich das jeweils vor­ wandernde Messer an dem bereits vorgetriebenen Messer auto­ matisch ausrichtet und in eine zu diesem parallele Lage kommt. Es ist demnach ausreichend, nur ein beliebiges Messer des gesamten Messerschildes in die gewünschte Richtung zu steuern. Alle rechts und links von diesem Führungsmesser befindlichen Messer werden dann beim Vortrieb automatisch in die durch das Führungsmesser bestimmte Richtung gebracht, ohne daß ein Nachrichten von abgewichenen Messern durchgeführt werden muß.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch zwei Messer 50 und 52. Bei dem an der linken Seitenfläche des Messers 52 angeordneten Führungsbügel 54 sind die Innenflächen 56 bzw. 58 der nach oben gerichteten Schenkel 60 bzw. 62 abgerundet. Die Außen­ flächen 64 bzw. 66 von Keilflächen 68 bzw. 70 eines Keil­ elementes 72 sind ebenfalls abgerundet, um Reibungskräfte und Zwängungen zwischen dem Bügel 54 und dem Keilelement 72 zu verringern. Das Keilelement 72 ist über eine Kragplatte 74 an dem Messer 50 befestigt.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch zwei Messer 80, 82, die im Bereich einer Krümmung eines Tunnelquerschnitts angeordnet sind. An dem Messer 80 ist ein Keilelement 84 und an dem Messer 82 ein Führungsbügel 86 befestigt. Zwischen dem Keil­ element 84 und der Seitenwand 88 des Messers 80 ist ein Unter­ legkeil 90 und zwischen der Seitenwand 92 des Messers 82 und dem Führungsbügel 86 ein Unterlegkeil 94 angeordnet, wodurch erreicht wird, daß die Berührungsflächen von Führungsbügel 86 und Keilelement 84 parallel zueinander verlaufen, obwohl das Messer 82 verschwenkt zu dem Messer 80 angeordnet ist.

Bei den in den Figuren gezeigten Anordnungen ist auf einer Seite jedes Messers ein Führungsbügel und auf der anderen Seite jedes Messers ein Keilelement angeordnet. Es ist aber auch möglich, an einem Messer auf beiden Seiten Keilelemente und entsprechend an benachbarten Messern auf beiden Seiten nur Führungsbügel vorzusehen. Die Lagerhaltung und der Aus­ tausch von Messern, welche an einer Seite einen Führungs­ bügel und an der anderen Seite ein Keilelement aufweisen, ist aber einfacher und deshalb vorzuziehen.

Claims (12)

1. Messerschild-Vortriebsvorrichtung mit über eine Druck­ einrichtung beaufschlagbare Vortriebsmesser, wobei die Vortriebsmesser an ihren Längsseiten untereinander geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen an den Vortriebsmessern (10-18) aus in Bügeln (20) geführten Keilelementen (30) bestehen.

2. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (20) U-förmig ausgebildet sind, und daß an den Keilelementen (30) ein Abschnitt (26) vorgesehen ist, dessen Breite etwa dem Abstand der Schenkel (26, 28) des U-Bügels (20) ent­ spricht.

3. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Keil­ elemente (30) ausgehend von dem als Mittelabschnitt ausge­ bildeten Abschnitt (26) konstanter Breite zu beiden Enden hin verjüngen.

4. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Vortriebsmesser (10-18) an einer Seite ein Bügel (20) und an der anderen Seite ein Keilelement (30) ange­ ordnet ist.

5. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem zweiten Vortriebsmesser an jeder Seite ein Bügel und an jedem dazwischenliegenden Vortriebsmesser an jeder Seite ein Keilelement angeordnet ist.

6. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der U-Bügel (20) nach oben hin geöffnet ist und daß das Keil­ element (30) von oben zwischen die Schenkel (26, 28) des Bügels (20) greift.

7. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilelement (30) über eine Kragplatte (32) an der Längs­ seite des Vortriebsmessers (10-18) befestigt ist.

8. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Krümmungsbereich eines Tunnelquerschnitts zwischen dem U-Bügel (86) und der Seitenwand des Vortriebsmessers (82) und zwischen dem Keilelement (84) und der Seitenwand (88) des Vortriebsmessers (80) Unterlegkeile (94, 90) angeordnet sind.

9. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Innenflächen (56, 58) der Bügelschenkel (60, 62) und Außenflächen (64, 66) des Keilelementes (72) abgerundet sind.

10. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Bereich jedes Vortriebsmessers (10-18) eine Be­ festigungseinrichtung für eine auf ein benachbartes Vor­ triebsmesser wirkende Druckeinrichtung (34, 36) vorgesehen ist.

11. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (22, 24) der Keilelemente (30) gleiche Länge aufweisen.

12. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Führung (22) des Keilelementes (30) länger ist als die hintere Führung (24) oder umgekehrt.