DE4234264A1

DE4234264A1 - Schildschwanzdichtung

Info

Publication number: DE4234264A1
Application number: DE4234264A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Anheuser; Siegfried Glang
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1992-10-10
Publication date: 1993-04-22
Also published as: JPH06503620A; WO1993008370A1; GR3017519T3; DK0566711T3; ES2078062T3; JP2714484B2; DE59203233D1; EP0566711A1; US5346331A; EP0566711B1; ATE126322T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schildschwanzdichtung für Vortriebsschilde, bestehend aus einem Grundkörper aus elastomerem (Gummi oder gummiähnlichem) Werkstoff, der einen in Längsrichtung im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und entgegen die Vortriebsrichtung geneigt ist, wobei an dessem Gleitende innenseitig eine Dichtungsnase angeformt ist, die im Betriebszustand federnd gegen die Außenseite der Tunnelauskleidung drückt; sowie einem im Grundkörper im wesentlichen mittig verlaufenden Haltemittel, das an einer am Schildschwanz (Endteil des Schildmantels) angeordneten Halterung befestigt ist.

Beim Schildvortriebsverfahren entsteht hinter dem Schildschwanz ein Ringspalt, der nach außen hin durch das umgebende Gebirge bzw. Erdreich und nach innen durch die Tunnelauskleidung (Verschalung, Tübbing- Segmente) begrenzt wird. Die Abdichtung zwischen Schild und Tunnelkonstruktion geschieht mittels einer Schildschwanzdichtung. Dabei muß der Ringspalt vollständig mit Verpreßmörtel verfüllt werden, wobei es üblich ist, diese Verpressung durch Öffnungen in den Tübbing-Segmenten oder durch Rohrleitungen durch den Schild durchzuführen.

Eine gattungsgemäße Schildschwanzdichtung ist aus der DE-C 32 06 927 bekannt, die praxiserprobt ist, wobei jedoch das Problem des Verpressens unter Druck bei Überschnitt (Ausbrüche) im standfesten Boden (z. B. immer in felsigen Abschnitten) bislang unbefriedigend gelöst ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schildschwanz dichtung bereitzustellen, die auch bei einem derartigen Überschnitt verhindert, daß der Verpreßmörtel in den Bereich der Schildmaschine gelangt. Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A, 1B den Schildvortrieb in Tübbing-Bauweise (Fig. 1A) sowie den Grundaufbau der Schildschwanzdichtung (Fig. 1B);

Fig. 2 bis 4 Schildschwanzdichtungen mit einer einzigen Außendichtlippe mit einer im wesentlichen dreiecksförmigen Querschnittsform (Variante A);

Fig. 5 eine Schildschwanzdichtung mit wenigstens einer Außendichtlippe mit im wesentlichen fingerförmiger Querschnittsform (Variante B);

Fig. 6 eine Schildschwanzdichtung mit einem Federblech;

Fig. 7 eine Schildschwanzdichtung mit Schleppblech.

Fig. 1A zeigt den Schildvortrieb in Tübbing-Bauweise (Tübbing-Segmente 1), wobei in den Bereichen I bis V Dichtungsprofile aus elastomerem Werkstoff eingesetzt werden, die verwendungsspezifisch einen unterschiedlichen Grundaufbau aufweisen. Im einzelnen:
I Schildschwanzdichtung (Fig. 1B);
II Tübbing-Dichtung;
III Schildgelenkdichtung;
IV Dichtung für die Schneidradverschiebung;
V Drucktürdichtung.

Fig. 1B zeigt nun die gattungsgemäße Schildschwanz dichtung, wobei der Grundkörper (2), der entgegen der Vortriebsrichtung (Pfeilrichtung) geneigt ist, im oberen, an den Schildschwanz angrenzenden Bereich (VI) außenseitig wenigstens eine erfindungsgemäße Dichtlippe - im folgenden Außendichtlippe genannt - aufweist, die nun beim Verfüllen des Ringspaltes (3) zwischen der Außenseite (4) der Tübbing-Segmente und der geologischen Tunnelumgebung (5) auch bei einem Überschnitt (6) verhindert, daß der Verpreßmörtel in den Bereich der Schildmaschine gelangt.

Nach Fig. 2 weist der Grundkörper (2) der Schildschwanz dichtung (7) einen in Längsrichtung im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Ein in diesem Grundkörper im wesentlichen mittig verlaufendes Haltemittel (8) ist an einer am Schildschwanz (9) angeordneten Halterung (10) befestigt. Am Gleitende der Innenseite (11) des Grundkörpers ist eine Dichtungsnase (12) angeformt, die im Betriebszustand federnd gegen die Außenseite (4) der Tunnelauskleidung drückt. Die Außenseite (13) des Grundkörpers weist nun im oberen, an den Schildschwanz (9) angrenzenden Bereich eine Außendichtlippe (14) auf, die im Querschnitt gesehen im wesentlichen dreiecksförmig gestaltet ist. Dabei ist die Außendichtlippe mit einem einzigen Kanal (15) ausgestattet, der ebenfalls eine im wesentlichen dreiecksförmige Querschnittsform aufweist, und zwar unter Bildung zweier in einem spitzen Winkel zuverlaufenden Schenkel (16, 17), die eine Mindestwandstärke von 15 mm besitzen. Zweckmäßigerweise ist dabei die Wandstärke a des dem Schildschwanz (9) zugewandten Schenkels (16) größer als die Wandstärke b des dem Schildschwanz abgewandten Schenkels (17). Die Nase (18) der Außendichtlippe (14) ragt bereits im Einbauzustand (hier dargestellt) über die Außenfläche (19) des Schildschwanzes bzw. Schildmantels hinaus. Dadurch wird bei einem Überschnitt (6), welches der Spalt zwischen der Außenfläche (19) und der geologischen Tunnelumgebung (5) ist, verhindert, daß der Verpreßmörtel, der unter Druck in den Ringspalt (3) gepreßt wird, in die Schildmaschine gelangt. Die Nase (18) der Außendichtlippe (14) schlägt selbst bei einem Verpreßdruck bis 5 bar bei maximalem Überschnitt von 20 mm nicht nach vorne, d. h. in Vortriebsrichtung (Pfeilrichtung), um.

Fig. 3 zeigt nun eine Schildschwanzdichtung (20), die ebenfalls eine im Querschnitt gesehen dreiecksförmige Außendichtlippe (21) aufweist, die jedoch eine zweireihige Anordnung von Kanälen besitzt. Dabei besteht die der Nase (22) zugewandte Reihe aus einem einzigen Kanal (23), der im Querschnitt gesehen ovalförmig gestaltet ist (größter Durchmesser in Längsrichtung des Grundkörpers), während die dem Grundkörper (2) zugewandte Reihe aus drei Kanälen (24) besteht, die eine im wesentlichen kreisförmige Querschnittsgestalt aufweisen.

Nach Fig. 4 besitzt die Schildschwanzdichtung (25) eine wiederum im Querschnitt gesehen dreiecksförmige Außendichtlippe (26) mit Nase (27), wobei jedoch hier die Kanäle dreireihig angeordnet sind. Sämtliche Kanäle (28) sind von im wesentlichen kreisförmiger Querschnittsgestalt und bilden eine Gitterstruktur.

Fig. 5 zeigt nun eine Schildschwanzdichtung (29) mit einer Außendichtlippe (30), die im Querschnitt gesehen im wesentlichen fingerförmig gestaltet ist und deren Nase (31) im Einbauzustand (hier dargestellt) über die Außenfläche (19) des Schildschwanzes bzw. Schildmantels hinausragt. Zweckmäßigerweise ist der Grundkörper (2) mit einer weiteren fingerförmigen Außendichtlippe (32) ausgestattet, wobei deren Nase (33) im Einbauzustand ebenfalls über die Außenfläche (19) hinausragt. Dabei ist diese zusätzliche Außendichtlippe im Übergangsbereich zum Grundkörper hin mit einer Einkerbung (34) versehen, die sich auf der dem Schildschwanz abgewandten Seite befindet. Der Abstand c der beiden im wesentlichen gleich langen Dichtlippen (30, 32) sollte dabei wenigstens der halben Lippenlänge d betragen.

Fig. 6 zeigt nun den Grundkörper (2) mit angeformter Dichtnase (12) im Einbauzustand (schraffierte Darstellung) wie auch die Position dieses Grundkörpers (2′) und dessen Dichtungsnase (12′) im Betriebszustand, bei dem die Nase (12′) federnd gegen die Außenseite (4) der Tunnelauskleidung drückt. Das im Grundkörper im wesentlichen mittig verlaufende Haltemittel (8) ist an der am Schildschwanz (9) angeordneten Halterung (10), für die es verschiedene Ausführungsformen gibt, befestigt. Die Schildschwanzdichtung selbst ist mittels des Schraubensystems (35) austauschbar verankert. Zweckmäßigerweise ist nun die Schildschwanzdichtung auf der der Tunnelauskleidung (Außenseite 4) zugewandten Seite mit einem Federblech (36) ausgestattet, das am Schildmantel (37) befestigt (z. B. verschraubt) ist und innerhalb des oberen Bereiches des Grundkörpers (2) innenseitig anliegt. Neben der Funktion eines Schmutzabweisers unterstützt das Federblech (36) insbe sondere die Anpassung der erfindungsgemäßen Außendicht lippe (Bereich VI) an die geologische Tunnelumgebung (5) bei Überschnitt (6), wobei in der Regel diese Tunnelumgebung nicht einheitlich verläuft, so daß sich auch der Überschnitt (6) in seinem Spaltabstand e - bezogen auf die Außenfläche (19) des Schildschwanzes bzw. Schildmantels - ständig verändert.

Fig. 7 soll nun anhand der Schildschwanzdichtung (29) gemäß Fig. 5 eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Außendichtung verdeutlichen. Dabei wird die Nase (31) der Außendichtlippe (30) mittels eines Schleppbleches (38), das am Schildmantel befestigt ist, vor Abrieb geschützt. In diesem Zusammenhang muß betont werden, daß die Ausbrüche in felsigen Abschnitten häufig sehr scharfkantig sind, so daß der auf die ungeschützte Außendichtlippe (30) wirkende Abrieb wesentlich höher sein wird als der auf die Dichtungsnase (12) wirkende Abrieb, zumal die Dichtungsnase (12) federnd gegen eine im wesentlichen glatte Außenseite (4) der Tunnelauskleidung drückt.

Ein Schutz der Nase (33) der Dichtlippe (32) vor Abrieb ist nicht erforderlich.

Claims

1. Schildschwanzdichtung (7, 20, 25, 29) für Vortriebsschilde, bestehend aus
- einem Grundkörper (2) aus elastomerem Werkstoff, der einen in Längsrichtung im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und entgegen die Vortriebsrichtung geneigt ist, wobei an dessen Gleitende innenseitig (Innenseite 11) eine Dichtungsnase (12) angeformt ist, die im Betriebszustand federnd gegen die Außenseite (4) der Tunnelauskleidung drückt; sowie
- einem im Grundkörper (2) im wesentlichen mittig verlaufenden Haltemittel (8), das an einer am Schildschwanz (9) angeordneten Halterung (10) befestigt ist; dadurch gekennzeichnet, daß
- der Grundkörper (2) im oberen, an den Schildschwanz (9) angrenzenden Bereich (VI) außenseitig (Außenseite 13) wenigstens eine Dichtlippe (Außendichtlippe 14, 21, 26, 30, 32) aufweist, deren Nase (18, 22, 27, 31, 33) im Einbauzustand über die Außenfläche (19) des Schildschwanzes (9) bzw. Schildmantels (37) hinausragt.

2. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Außendichtlippe (14, 21, 26) eine im wesentlichen dreiecksförmige Querschnittsform aufweist.

3. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendichtlippe wenigstens einen Kanal aufweist.

4. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendichtlippe (14) einen einzigen Kanal (15) besitzt, der eine im wesentlichen dreiecksförmige Querschnittsform aufweist, und zwar unter Bildung zweier in einem spitzen Winkel zuverlaufenden Schenkel (16, 17).

5. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestwandstärke der Schenkel (16, 17) 15 mm beträgt.

6. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke a des dem Schildschwanz (9) zugewandten Schenkels (16) größer ist als die Wandstärke b des dem Schildschwanz abgewandten Schenkels (17).

7. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendichtlippe eine zweireihige Anordnung von Kanälen aufweist.

8. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der Nase (22) der Außen dichtlippe (21) zugewandte Reihe aus einem einzigen Kanal (23) besteht, der im Querschnitt gesehen ovalförmig gestaltet ist, während die dem Grundkörper (2) zugewandte Reihe aus drei Kanälen (24) besteht, die eine im wesentlichen kreisförmige Querschnittsgestalt aufweisen.

9. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendichtlippe eine dreireihige Anordnung von Kanälen aufweist.

10. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kanäle (28) im wesentlichen von kreisförmiger Querschnittsgestalt sind und eine dreiecksförmige Gitterstruktur bilden.

11. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Außendichtlippe (30) eine im wesentlichen fingerförmige Querschnittsform aufweist.

12. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei Außendichtlippen (30, 32) besitzt, die eine im wesentlichen fingerförmige Querschnittsform und eine im wesentlichen gleiche Lippenlänge d aufweisen.

13. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand c der beiden Dichtlippen (30, 32) wenigstens der halben Lippenlänge d beträgt.

14. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Dichtlippe (32) im Übergangsbereich zum Grundkörper (2) hin mit einer Einkerbung (34) versehen ist, die sich auf der dem Schildschwanz (9) abgewandten Seite befindet.

15. Schildschwanzdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß diese auf der der Außenseite (4) der Tunnelauskleidung zugewandten Seite mit einem gewinkelten Federblech (36) ausgestattet ist, das am Schildmantel (37) befestigt ist und innerhalb des oberen Bereiches des Grundkörpers (2) innenseitig anliegt.

16. Schildschwanzdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (18, 22, 27, 31) der Außendichtlippe (14, 21, 26, 30) mittels eines am Schildschwanz verankerten Schleppbleches (38) vor Abrieb geschützt ist.