DE3629729C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vortriebsmesser für eine Messerschild-Vortriebseinrichtung, bestehend aus einem Messergrundkörper und einem daran angeordneten eigentlichen Messerkörper, wobei an mindestens einer Grundkörperlängs­ seite eine Führung für das gegenseitige Führen benachbarter Messer sowie im vorderen Bereich der Grundkörperlängsseite eine in Umfangsrichtung des Messermantels ausstellbares Stellmittel, das am Grundkörper eines benachbarten Messers anliegt, vorgesehen 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 Führungsbogen 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, ein Vortriebsmesser der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß beim Vorschub der Vortriebsmesser auch bei Abweichung von einer bestimmten Vorschub­ reihenfolge ohne Vernachlässigung der Sicherheit gearbeitet werden und dabei das Nachführen der übrigen Messer ohne zusätzliche Maßnahme erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Führung von einem in Messerlängsrichtung sich erstreckenden Führungselement und einer Führungsrinne gebildet ist, die sich beide in Messerlängsrichtung erstrecken, wobei die Seitenflächen des Führungselementes an den Schenkeln der an einem benachbarten Messer angeordneten Führungsrinne geführt sind und wobei das Führungselement einen mittleren Ab­ schnitt, dessen Breite etwa dem lichten Abstand der Schenkel der Führungsrinne entspricht, sowie daran anschließend nach vorne und hinten eine keilartige Verjüngung aufweist.

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.

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.

Der mittlere Abschnitt eines Führungselementes wird von den Schenkeln der Führungsrinne aufgenommen, wenn alle Messer­ enden 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. Die Keilelemente verjüngen sich ausgehend von dem mittleren 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 Führungselemente an den Schenkeln der Führungsrinne in die Richtung des ersten Messers geschwenkt werden.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen ist an jedem Vortriebs­ messer an einer Seite eine Führungsrinne und an der anderen Seite ein keilförmiges Führungselement angeordnet oder es ist an jedem zweiten Vortriebsmesser an jeder Seite eine Führungsrinne und an jedem dazwischen liegenden Vortriebsmesser an jeder Seite ein Führungselement 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 die Führungsrinne nach oben hin geöffnet und das keilförmige Führungselement greift von oben zwischen die Schenkel der Führungsrinne. Das Führungselement 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 der Führungsrinne und dem Führungselement Unterlegkeile angeordnet, so daß die Stellung von Führungsrinne und Führungselement dem Tunnelquerschnitt angepaßt ist.

Zur Verminderung der Reibung zwischen den Schenkeln der Führungsrinne und den Flächen des Führungselements und zur Vermeidung von Zwängungen zwischen diesen Teilen sind die sich berührenden Innenflächen der Schenkel der Führungsrinne und die Außenflächen des Führungs­ elementes vorzugsweise abgerundet.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Zugrundelegung der Zeichnung näher 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 Vortriebsmessern 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 bzw. 18 weist an seiner linken Seite eine U-förmige Führungsrinne 20 und an seiner rechten Seite keilartige Verjüngungen 22 und 24 eines Führungselementes auf. Die Verjüngungen 22 und 24 gehen aus von einem mittleren Abschnitt 26, der eine konstante Breite aufweist. Die keilartigen Verjüngungen 22 und 24 bilden zusammen mit dem mittleren Abschnitt 26 eine Längsführung, die zwischen den Schenkeln 27 und 28 der U-förmigen Führungsrinne 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 27 und 28 der U-förmigen Führungsrinne 20. Die Verjüngungen 22 und 24 und die Abschnitte 26 bilden ein Führungselement 30, das unterhalb einer Kragplatte 32 angeordnet ist, die an der Längsseite eines Messers 10 bis 18 befestigt ist. Das Führungselement 30 greift von oben zwischen die Schenkel 27 und 28 der nach oben geöffneten Führungsrinne 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 eine Führungsrinne 20 und an der Seitenwand 44 ein Führungselement 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 Führungselementes 30 entspricht, ein Spiel der Keilfläche in der U-förmigen Führungsrinne 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 der an der linken Seite angebrachten Führungsrinne 20 an der inneren Schrägfläche des an der rechten Seite des Messers angebrachten Führungselementes und die hintere innere Keilfläche des Führungselementes 30 an der rechten Seite des Vortriebsmessers 14 an dem äußeren Schenkel der Führungsrinne 20, die 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 Führungselementes an dem Messer 12 in der Führungsrinne 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 seiner Führungsrinne auf dem Führungselement 20 an dem Messer 14, bis der äußere Schenkel der Führungsrinne an dem mittleren Abschnitt konstanter Breite des Führungselementes anliegt und damit das Messer 16 eine parallele Lage gegenüber dem Messer 14 einnimmt. Entsprechend erfolgt die Bewegung des Messers 18 und evtl. des sich an dieses Messer anschließenden Messers.

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 Führungsrinnen mit dem jeweils am Nachbarmesser be­ festigten Führungselement 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 der an der linken Seitenfläche des Messers 52 angeordneten Führungsrinne 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 Führungs­ elementes 72 sind ebenfalls abgerundet, um Reibungskräfte und Zwängungen zwischen der Führungsrinne 54 und dem Führungselement 72 zu verringern. Das Führungselement 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 Führungselement 84 und an dem Messer 82 eine Führungsrinne 86 befestigt. Zwischen dem Führungs­ element 84 und der Seitenwand 88 des Messers 80 ist ein Unter­ legkeil 90 und zwischen der Seitenwand 92 des Messers 82 und der Führungsrinne 86 ein Unterlegkeil 94 angeordnet, wodurch erreicht wird, daß die Berührungsflächen von Führungsrinne 86 und Führungselement 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 eine Führungsrinne und auf der anderen Seite jedes Messers ein Führungselement angeordnet. Es ist aber auch möglich, an einem Messer auf beiden Seiten Führungselemente und entsprechend an benachbarten Messern auf beiden Seiten nur Führungsrinnen vorzusehen. Die Lagerhaltung und der Aus­ tausch von Messern, welche an einer Seite eine Führungs­ rinne und an der anderen Seite ein Führungselement aufweisen, ist aber einfacher und deshalb vorzuziehen.

Claims (9)

1. Vortriebsmesser für eine Messerschild-Vortriebseinrichtung, bestehend aus einem Messergrundkörper und einem daran angeordneten eigentlichen Messerkörper, wobei an mindestens einer Grundkörperlängsseite eine Führung für das gegenseitige Führen benachbarter Messer sowie im vorderen Bereich der Grundkörperlängsseite ein in Umfangsrichtung des Messermantels ausstellbares Stellmittel, das am Grundkörper eines benachbarten Messers anliegt, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung von einem in Messerlängsrichtung sich erstreckenden Führungselement (22, 24, 26) und einer Führungsrinne (20) gebildet ist, die sich beide in Messerlängsrichtung erstrecken, wobei die Seitenflächen (64, 66) des Führungselementes an den Schenkeln (60, 62) der an einem benachbarten Messer angeordneten Führungsrinne (20) geführt sind und wobei das Führungselement (30) einen mittleren Abschnitt (26), dessen Breite etwa dem lichten Abstand der Schenkel (27, 28) der Führungsrinne (20) entspricht, sowie daran anschließend nach vorne und hinten (22, 24) eine keilartige Verjüngung aufweist.

2. Vortriebsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an jedem Vortriebsmesser (10-18) an einer Seite eine Führungsrinne (20) und an der anderen Seite ein Führungselement (30) angeordnet ist.

3. Vortriebsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an jedem zweiten Vor­ triebsmesser an jeder Seite eine Führungsrinne und an jedem dazwischenliegenden Vortriebsmesser an jeder Seite ein Führungselement angeordnet ist.

4. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrinne (20) nach oben hin geöffnet ist und daß das Führungselement (30) von oben zwischen die Schenkel (26, 28) der Führungsrinne (20) greift.

5. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (30) über eine Kragplatte (32) an der Längsseite des Messergrundkörpers (10-18) befestigt ist.

6. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Führungs­ rinne (86) und der Seitenwand des Vortriebsmessers (82) und zwischen dem Führungselement (84) und der Seitenwand (88) des Vortriebsmessers (80) Unterlegkeile (94, 90) angeordnet sind.

7. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Innenflächen (56, 58) der Schenkel (60, 62) der Führungs­ rinne (54) und die Außenflächen (64, 66) des Führungs­ elementes (72) abgerundet sind.

8. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Führungselemente (30) vorn und hinten gleiche Länge aufweisen.

9. Vortriebsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil der Führung (22) des keilförmigen Führungselementes (30) länger ist als der hintere Teil der Führung (24) oder umgekehrt.