EP0258700B1 - Messerschild-Vortriebsvorrichtung - Google Patents

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EP0258700B1
EP0258700B1 EP87111706A EP87111706A EP0258700B1 EP 0258700 B1 EP0258700 B1 EP 0258700B1 EP 87111706 A EP87111706 A EP 87111706A EP 87111706 A EP87111706 A EP 87111706A EP 0258700 B1 EP0258700 B1 EP 0258700B1
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piston
cutter
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cylinder unit
hooks
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Heinz-Theo Dipl.-Ing. Walbröhl
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0692Cutter drive shields

Definitions

  • the invention relates to a knife shield jacking device with jacking knives supported on support frames and drivable by means of a pressure device, with one piston and cylinder unit being articulated at one end on each jacking knife.
  • DE-A 3 136 963 describes a knife shield in which a piston-cylinder unit is articulated on each knife, the other end of which is articulated on a rear frame part of a support frame consisting of two rigidly connected frame parts.
  • the support frame can be placed in a similar way to a self-advancing expansion, as is known in mining.
  • This knife shield is technically complex and can only be used to a limited extent.
  • the invention has for its object to provide a device for driving a tunnel route, which can be handled quickly and easily and with less effort for the operating team, and allows a flexible adaptation to the local conditions.
  • This object is achieved in that a support member for engagement on a support frame is articulated at the other end of the piston-cylinder unit and a device for locking the support member is provided on the support frame.
  • All jacking knives except for the jacking knife to be driven, form a unit with one of the support frames, in particular with the last support frame in the direction of jacking, so that the knives ultimately form the abutment for the knife to be driven. This prevents large forces from being introduced into the fresh concrete lining or that additional measures have to be taken to form a sufficiently strong abutment.
  • the piston-cylinder units can be quickly detached from the frame and articulated on another frame in a pressure and tensile strength. Since the frames are not connected to one another to form a rigid frame, the knife shield propulsion device according to the invention is very flexible, so that changes in direction can be carried out without problems.
  • the support member has a hook-like extension for reaching under the front edge of a support frame, and at the rear end of the support member there is a fastenable hook which engages under the rear edge of the support frame.
  • the support member is double-walled, the end of the piston of the piston-cylinder unit is articulated between the walls and two hooks which can be fixed by means of wedges are provided.
  • a T-shaped element protruding to the rear for receiving the hooks and wedges is preferably fastened between the walls, so that a quick locking of the support member on the support frame is possible.
  • stiffeners are arranged between the walls of the support element.
  • FIG. 1 shows a jacking knife 10 which is part of a knife shield jacking device consisting of a plurality of jacking knives.
  • the jacking knife 10 consists of an upper wall 12, a lower wall 14 and side walls 16, 18.
  • the knife 10 is provided with a knife tip 20 at the front end.
  • the jacking knife rests on support frames 22, 24, 26.
  • a bearing block 36 Arranged behind the tip 20 is a bearing block 36, to which a cylinder 40 of a piston-cylinder unit is articulated via a pivot bearing 38.
  • the piston-cylinder unit has a piston 42 directed towards the rear, which is provided at the free end projecting towards the rear with a pivot pin 44 to which a support member 46 is articulated.
  • the support member 46 serves to lock the piston 42 in the pushing and pulling direction on the rearmost support frame 26.
  • the support member 46 consists of two side walls 48, 50 which are spaced and stiffened elements 52 and 54 are interconnected.
  • the walls 48 and 50 receive the journal 44.
  • the walls 48 and 50 are provided on the underside with hook-shaped projections 56, 58 which engage under the front edge 60 of the support frame 26. The support member 46 is thus locked in the pressure direction of the piston-cylinder unit 40, 42 on the support frame 26.
  • the support member 46 is locked in the pulling direction on the support frame 26 by means of hooks 62, 64 which engage under the rear edge of the support frame 26.
  • the hooks 62 and 64 are secured to the support member 46 by means of wedges 66, 68 which bear against the cross leg 70 of a T-shaped element 72 which is fastened with its longitudinal leg 74 between the walls 48, 50 of the support member 46.
  • the hooks 62, 64 can be inserted laterally, after which they are fixed in place via the wedges 66, 68.
  • the hooks 62, 64 are removed from all the support members 46.
  • the support members can now be removed from the rear support frame 26 by retracting the piston 42. After this has been done with all knives, the support frame 26 is removed and arranged as the first support frame in front of the support frame 22.
  • the support members 46 are now pulled in the direction of the knife tip by retracting the piston 42 until the support members 46 can be locked on the support frame 24.
  • the jacking knives can be driven again one after the other.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messerschild-Vortriebsvorrichtung mit auf Stützrahmen abgestützten, über eine Druckeinrichtung vortreibbaren Vortriebsmessern, wobei an jedem Vortriebsmesser eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Ende angelenkt ist.
  • Es ist bekannt, Vortriebsmesser über einen hydraulischen Zylinder vorzutreiben, welcher gegen einen Montagebogen abgestützt ist, der den zuletzt betonierten Ausgangsabschnitt eines Tunnels begrenzt, wobei die Kolbenstange des hydraulischen Zylinders lösbar in krallenartige Kupplungsteile an der Innenfläche des Vortriebsmessers angreift. Zum einen ist bei dieser aus der DE-A 1 966 078 bekannten Vorichtung von Nachteil, daß die großen Druckkräfte in die Betonauskleidung eingeleitet werden, und zum anderen ist die Handhabung der sehr schweren hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit kraftaufwendig und gefährlich.
  • Die DE-A 3 136 963 beschreibt ein Messerschild, bei welchem an jedem Messer eine Kolben-Zylinder-Einheit angelenkt ist, die mit ihrem anderen Ende an einem hinteren Rahmenteil eines aus zwei starr miteinander verbundenen Rahmenteilen bestehenden Stützrahmens angelenkt ist. Der Stützrahmen kann ähnlich eines selbstschreitenden Ausbaus, wie er im Bergbau bekannt ist, vorgesetzt werden. Dieses Messerschild ist technisch aufwendig gestaltet und nur begrenzt einsatzfähig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vortreiben einer Tunnelstrecke zu schaffen, welche schnell und einfach und mit weniger Kraftaufwand für die Bedienungsmannschaft handhabbar ist, und eine flexible Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem anderen Ende der Kolben-Zylinder-Einheit ein Abstützglied zum Eingriff an einem Stützrahmen angelenkt und eine Einrichtung zum Verriegeln des Abstützgliedes an dem Stützrahmen vorgesehen sind.
  • Alle Vortriebsmesser ergeben bis auf das vorzutreibende Vortriebsmesser mit einem der Stütztrahmen, insbesondere mit dem in Vortriebsrichtung letzten Stützrahmen eine Einheit, so daß die Messer letztlich das Widerlager für das vorzutreibende Messer bilden. Dadurch wird verhindert, daß große Kräfte in die frische Betonauskleidung eingeleitet werden, oder daß zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, um ein ausreichend festes Widerlager zu bilden.
  • Die Kolben-Zylinder-Einheiten können schnell von dem Rahmen gelöst und an einem anderen Rahmen druck- und zugfest angelenkt werden. Da die Rahmen untereinander nicht zu einem starren Rahmengestell verbunden sind, ist die erfindungsgemäße Messerschild-Vortriebsvorrichtung sehr flexibel, so daß Richtungsänderungen problemlos durchgeführt werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abstützglied einen hakenartigen Ansatz zum Untergreifen der Vorderkante eines Stützrahmens auf, und am hinteren Ende des Abstützgliedes ist ein befestigbarer, die Hinterkante des Stützrahmens untergreifender Haken vorgesehen. Nach Anlegen des Abstützgliedes an dem Stützrahmen und Sichern des Hakens am hinteren Ende des Abstützgliedes ist eine druck- und zugfeste Verbindung die Kolben-Zylinder-Einheit an dem Stützrahmen geschaffen. Die Einleitung der Druckkräfte muß erfolgen, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren wird, um das Vortriebsmesser vorzutreiben. Zugkräfte treten dabei bei den übrigen Messern auf, da diese den Stützrahmen an einer Ausweichbewegung nach hinten hindern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abstützglied doppelwandig ausgebildet, das Ende des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit ist zwischen den Wänden angelenkt und es sind zwei über Keile festlegbare Haken vorgesehen. Dabei ist vorzugsweise zwischen den Wänden ein nach hinten herausstehendes T-förmiges Element zur Aufnahme der Haken und Keile befestigt, so daß eine Schnellverriegelung des Abstützgliedes an dem Stützrahmen möglich ist.
  • Zur Erhöhung der Festigkeit sind zwischen den Wänden des Abstützelementes Aussteifungen angeordnet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 ein Vortriebsmesser in Seitenansicht,
    • Fig. 2 das Vortriebsmesser nach Fig. 1 in Draufsicht,
    • Fig. 3 ein Abstützglied im vergrößerten Maßstab in Seitenansicht,
    • Fig. 4 das Abstützglied nach Fig. 3 in Draufsicht und
    • Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V von Fig. 3.
  • Fig. 1 zeigt ein Vortriebsmesser 10, das Teil einer aus einer Vielzahl von Vortriebsmessern bestehenden Messerschild-Vortriebsvorrichtung ist. Das Vortriebsmesser 10 besteht aus einer oberen Wand 12, einer unteren Wand 14 und Seitenwänden 16,18. Am vorderen Ende ist das Messer 10 mit einer Messerspitze 20 versehen. Das Vortriebsmesser ruht auf Stützrahmen 22, 24, 26 auf. Der hintere Abschnitt 28 des Messers 10, der mit dem vorderen, stärkeren Abschnitt 30 über ein Gelenk 32 verbunden ist, dient während der Einbringung einer Betonauskleidung 34 als Schalung.
  • Hinter der Spitze 20 ist ein Lagerbock 36 angeordnet, an welchem über ein Schwenklager 38 ein Zylinder 40 einer Kolben-Zylinder-Einheit angelenkt ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit weist einen nach hinten gerichteten Kolben 42 auf, welcher an dem nach hinten vorstehenden freien Ende mit einem Gelenkzapfen 44 versehen ist, an welchem ein Abstützglied 46 angelenkt ist. Das Abstützglied 46 dient der Verriegelung des Kolbens 42 in Druck-und Zugrichtung an dem hintersten Stützrahmen 26.
  • Die genaue Ausbildung und die Wirkungsweise des Abstützgliedes 46 wird insbesondere andhand der Fig. 3 bis 5 näher erläutert.
  • Das Abstützglied 46 besteht aus zwei Seitenwänden 48, 50 die über Distanz- und Versteifungselemente 52 und 54 miteinander verbunden sind. Die Wände 48 und 50 nehmen den Lagerzapfen 44 auf. Die Wände 48 und 50 sind an der Unterseite mit hakenförmigen Ansätzen 56, 58 versehen, welche die Vorderkante 60 des Stützrahmens 26 untergreifen. Damit ist das Abstützglied 46 in Druckrichtung der Kolben-Zylinder-einheit 40, 42 an dem Stützrahmen 26 verriegelt.
  • Die Verriegelung des Abstützgliedes 46 in Zugrichtung an dem Stützrahmens 26 erfolgt über Haken 62, 64, welche die Hinterkante des Stützrahmens 26 untergreifen. Die Haken 62 und 64 werden an dem Abstützglied 46 gesichert über Keile 66, 68, welche gegen den Querschenkel 70 eines T-förmigen Elementes 72 anliegen, das mit seinem Längsschenkel 74 zwischen den Wänden 48, 50 des Abstützgliedes 46 befestigt ist. Nachdem das Abstützglied mit seinen Haken 56 die Vorderkante des Stützrahmens 26 untergriffen haben, können die Haken 62, 64 seitlich eingebracht werden, wonach sie über die Keile 66, 68 fixiert werden.
  • Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgendermaßen: Alle mit ihrer Messerspitze 20 in einer Ebene liegenden und auf den Stützrahmen 22, 24, 26 aufliegenden Messer 10 werden mit ihrem Abstützglied 46 an dem hintersten Stützrahmen 26 verriegelt. Die Verschiebung des Abstützgliedes 46, an welchem die hinteren Haken 62, 64 und die Keile 66, 68 entfernt sind, erfolgt über die Kolben-Zylinder-Einheit 40, 42, die über eine Leitung 76 mit Druck beaufschlagt oder entlastet wird. Sobald die Haken 56, 58 die Vorderkante des Stützrahmens 26 untergreifen, werden die Haken 62, 64 mit den Keilen 66, 68 an dem Abstützglied 46 befestigt. Damit liegt eine feste Verbindung zwischen dem Abstützglied 46`und dem Stützrahmen 26 vor.
  • Wenn alle Abstützglieder auf diese Weise mit dem Stützrahmen 26 verriegelt sind, werden nacheinander alle Messer 10 um die gewünschte Strecke vorgetrieben. Die von dem jeweils vorzutreibenden Messer ausgeübte Druckkraft, die durch Beaufschlagung des Kolbens 42 in dem Zylinder 40 in das Abstützglied 46 übertragen wird, wird über den Stützrahmen 26 in die benachbarten Messer eingeleitet, welche damit indirekt als Widerlager für das vorzutreibende Messer dienen.
  • Sobald alle Messer vorgetrieben sind und sich die Messerspitzen 20 wieder in einer Ebene befinden, werden von allen Abstützgliedern 46 die Haken 62, 64 abgenommen. Jetzt können durch Einfahren des Kolbens 42 die Abstützglieder von dem hinteren Stützrahmen 26 entfernt werden. Nachdem dies bei sämtlichen Messern erfolgt ist, wird der Stützrahmen 26 abgenommen und als erster Stützrahmen vor dem Stützrahmen 22 angeordnet. Die Abstützglieder 46 werden jetzt soweit in Richtung der Messerspitze durch Einfahren des Kolbens 42 gezogen, bis die Abstützglieder 46 an dem Stützrahmen 24 verriegelt werden können. Wenn sämtliche Abstützglieder 46 die Vorderkante des Stützrahmens 24 untergreifen und die die Hinterkante untergreifenden Haken angeordnet sind, kann ein erneuter Vortrieb der Vortriebsmesser nacheinander vorgenommen werden.

Claims (5)

1. Messerschild-Vortriebsvorrichtung mit auf Stützrahmen abgestützten, über eine Druckeinrichtung vortreibbaren Vortriebsmessern, wobei an jedem Vortriebsmesser (10) eine Kolben-Zylinder-Einheit (40, 42) mit einem Ende angelenkt (38) ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem anderen Ende der Kolben-Zylinder-Einheit (40, 42) ein Abstützglied (46) zum Eingriff an einem Stützrahmen (26) angelenkt ist, und daß eine Einrichtung (56, 62) zum druck- und zugfesten Verriegeln des Abstützgliedes (46) an dem Stützrahmen (26) vorgesehen ist.
2. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützglied (46) einen hakenartigen Ansatz (56) zum Untergreifen der Vorderkante eines Stützrahmens aufweist, und daß am hinteren Ende des Abstützgliedes (46) befestigbare, die Hinterkante des Stützrahmens (26) untergreifende Haken (62) vorgesehen sind.
3. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, daß das Abstützglied (46) doppelwandig ausgebildet ist, daß das Ende des Kolbens (42) der Kolben-Zylinder-Einheit zwischen den Wänden (48, 50) angelenkt ist, und daß zwei über Keile (66, 68) festlegbare Haken (62, 64) vorgesehen sind.
4. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wänden (48, 50) ein nach hinten herausstehendes T-förmiges Element (72) zur Aufnahme der Haken (62, 64) und Keile (66, 68) befestigt ist.
5. Messerschild-Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wänden (48, 50) des Abstützgliedes (46) Aussteifungen (52, 54) angeordnet sind.
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DE19863629730 DE3629730A1 (de) 1986-09-01 1986-09-01 Verfahren zum vortreiben einer tunnelstrecke mit ueber stuetzrahmen abgestuetzten vortriebsmessern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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EP0258700A1 EP0258700A1 (de) 1988-03-09
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