EP0361115A1 - Schildvortriebseinrichtung mit einer als Backenbrecher ausgebildeten Brecheinrichtung - Google Patents

Schildvortriebseinrichtung mit einer als Backenbrecher ausgebildeten Brecheinrichtung Download PDF

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EP0361115A1
EP0361115A1 EP89115948A EP89115948A EP0361115A1 EP 0361115 A1 EP0361115 A1 EP 0361115A1 EP 89115948 A EP89115948 A EP 89115948A EP 89115948 A EP89115948 A EP 89115948A EP 0361115 A1 EP0361115 A1 EP 0361115A1
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crusher
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jaw crusher
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Claus Dipl.-Ing. Becker
Wolfgang Ing.-(Grad.) Frietzsche
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0642—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end
    • E21D9/0657—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end structurally associated with rock crushers

Definitions

  • the invention relates to a shield driving device, as described in the preamble of claim 1.
  • Shield boring machines with hydraulic removal of the loosened pile are generally used in loose soils.
  • the transport liquid then also serves to support the working face.
  • the mining chamber is designed as a closed pressure chamber in which the mining device - for. B. a cutting wheel - removes the ground from the working face, which then falls on the bottom of the excavation chamber and is removed from there through a suction nozzle. Larger soil components that could not be removed through the suction line were intercepted by an upstream rake and had to be removed by hand by walking into the extraction chamber after the liquid had previously been displaced from the chamber by compressed air.
  • a crusher arranged in the excavation chamber has already been used - for example according to DE 32 38 953 - to which a rotating ring conveyor feeds the coarse components which it picks up from the chamber sole via a feed hopper for comminution.
  • the shredded crushed material falls down in front of a rake in the chamber and can then be removed through the suction nozzle. If the crushed material has remained too large, it is fed into the crushing circuit again by the ring conveyor.
  • the object of the invention was to develop a crusher arrangement which does not require any special transport device for feeding the material to be crushed and is therefore much more economical.
  • the arrangement of the crusher according to the invention in the lower shield area directly above the shield sole and in the suction area makes transport of the material to be crushed unnecessary.
  • the crushing arms directly grasp the material that has not been removed from the suction opening and shred it until it passes through the rake upstream of the suction nozzle or through the opening of the suction nozzle.
  • the suction nozzle is therefore guided into the device area of the crusher. It must - so that the crusher can take action - be designed to be movable out of the working area of the crusher.
  • a shield 1 with a mining chamber 2 closed at the rear by a pressure wall 3 the floor on the working face 4 is released by a mining device 5.
  • the mining chamber is filled at least to a part of its height with liquid 6 under pressure.
  • the dissolved heap 7 falls down in the liquid and collects in the area of the bottom 8 of the mining chamber 2 and is continuously conveyed from there with the pumped-in liquid 6 with the aid of the suction nozzle 9.
  • Soil components 10, which have larger dimensions than can be accommodated with the suction nozzle 9, are grasped by the crusher jaws 12, which sweep over the sole 8 of the mining chamber 2, of a crusher 11 arranged in the lower region of the mining chamber below the drive shaft 16 of the mining device 5 and crushed until they are extractable.
  • a rake upstream of the nozzle was dispensed with.
  • the loosened aggregate is classified by a lattice bar 14 arranged centrally in the suction opening 13, which is sufficient to keep soil components 10 which are too large and cannot be conveyed away from the delivery line 15.
  • a baffle plate 17 which encloses the pivoting movement of the crushing jaws at a short distance is arranged under the jaw crusher on the shield sole.
  • a jaw crusher 18 according to claim 3 with the pivot axis 20 of the crushing jaws 19 tilted forward is shown in FIG. 4.
  • the cylindrical surface 24 enveloping the pivoting movement of the crushing jaws 19, the jacket of the shield 1 and the pressure wall 3 enclose a spherical space 23 which is triangular in radial sections and which is not hit by the pivoting movement of the crushing jaws 19.
  • a classifying rake 25 can be arranged in this space 23 in front of the confluence of the conveying line 15 for conveying away the accumulated material.
  • the bars of the classifying rake 25 can have a course approximately parallel to the pivoting movement of the crushing jaws 19, so that teeth arranged on the crushing jaws can sweep in front of and / or in the spaces between the bars.
  • an optionally telescopic suction nozzle 19 of the delivery line 15 can be advanced into the extraction chamber 2 outside the swiveling range of the crushing jaws 19.
  • FIG. 5 shows a jaw crusher 27 according to claim 4 with the pivot axis 29 of the crushing jaws 28 tilted backwards.
  • the plane 33 which limits the pivoting movement of the crushing jaws 28 to the rear, the pressure wall 3 and the jacket of the shield 1 enclose a space 32 which is triangular in radial sections and which is not hit by the pivoting movement of the crushing jaws 28.
  • a classifying rake 34 can be arranged in this space 32 in front of the confluence of the conveying line 15 for conveying away the soil obtained.
  • an optionally telescopic suction nozzle 19 of the delivery line 15 can be advanced into the removal chamber 2 outside the swiveling range of the crushing jaws 28.

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Abstract

Zur Zerkleinerung von größeren, durch die Saugleitung nicht abförderbarer Bodenbestandteile in Schildvortriebseinrichtungen, die mit einer Backenbrecheinrichtung ausgerüstet sind, wird vorgeschlagen, den Brecher so anzuordnen, daß die Brecherbacken (12) sich nach unten öffnen und der Abstand des Backenbrechers (12) von der Sohle (8) der Abbaukammer bzw. der Schildmantelsohle derart bemessen ist, daß bei der Schwenkbewegung der Brechbacken (12) die Sohle (8) der Abbaukammer unmittelbar bestreichbar und das am Tiefstpunkt der Abbaukammer sich sammelnde grobe Haufwerk direkt greifbar und zerkleinerbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schildvortriebseinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
  • Schildvortriebsmaschinen mit hydraulischer Abförderung des gelösten Haufwerks werden in der Regel in Lockerböden eingesetzt. Die Trans­portflüssigkeit dient dann zugleich der Stützung der Ortsbrust. Die Abbaukammer ist als geschlossene Druckkammer ausgebildet, in der die Abbauvorrichtung - z. B. ein Schneidrad - den Boden an der Ortsbrust abträgt, der dann auf die Sohle der Abbaukammer fällt und von dort durch einen Saugstutzen abgezogen wird. Größere Bodenbestandteile, die durch die Saugleitung nicht abförderbar waren, wurden von einem vor­geschalteten Rechen abgefangen und mußten von Hand durch Begehen der Abbaukammer entfernt werden, nachdem vorher aus der Kammer die Flüssigkeit durch Druckluft verdrängt war.
  • Zur Behandlung der unbehandelt nich abförderbaren Bodenbestandteile wurde auch bereits - beispielsweise nach der DE 32 38 953 - ein in der Abbaukammer angeordneter Brecher eingesetzt, dem ein rotierender Ringförderer die groben Bestandteile, die er von der Kammersohle aufnimmt, über einen Aufgabetrichter zur Zerkleinerung zuführt. Das zerkleinerte Brechgut fällt in der Kammer nach unten vor einen Rechen und kann vor dort durch den Saugstutzen abgefördert werden. Zu groß gebliebenes Brechgut wird erneut vom Ringförderer in den Brech­kreislauf eingebracht.
  • Nachteilig an dieser bekannten Brecheranordnung ist der hohe mechanische und energetische Aufwand in der Abbaukammer für den Transport des Brechgutes zum Brecher und die hohe Anfälligkeit der vor Ort eingebauten Mechanik.
  • Aufgabe der Erfindung war es, eine Brecheranordnung zu entwickeln, die keine besondere Transporteinrichtung zur Zuförderung des Brech­gutes benötigt und damit wesentlich wirtschaftlicher wird.
  • Die Aufgabe wird durch einen Schild gelöst wie er im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben ist. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung des Brechers im unteren Schildbereich unmittelbar über der Schildsohle und im Absaugbereich macht einen Transport des Brechgutes überflüssig. Die Brecharme greifen direkt das vor der Absaugöffnung zurückbleibende nicht abgeförderte Material und zerkleinern es solange, bis es durch den dem Saugstutzen vorge­schalteten Rechen bzw. durch die Öffnung des Saugstutzens hindurch geht.
  • Aus tunnelbautechnischen Gründen ist es zweckmäßig, die Abbaukammer kurz und den Saugstutzen soweit wie möglich in der Kammer nach vorn an die Ortsbrust heranzuführen. In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird der Saugstutzen daher bis in den Gerätebereich des Brechers geführt. Er muß - damit der Brecher in Aktion treten kann - aus dem Arbeitsbereich des Brechers herausfahrbar ausgebildet werden.
  • Wird die Schwenkachse der Brechbacken des Backenbrechers ent­sprechend den Ansprüchen 3 oder 4 in der vertikalen Ebene durch die Schildachse nach vorn oder nach rückwärts gekippt, so entstehen durch die Schrägstellung unter bzw. hinter dem Brecher in radialen Schnitten dreieckige, sich rückwärtig zur Einmündung der Förderleitung erwei­ternde Räume, in die ein wahlweise teleskopierbarer Saugstutzen der Förderleitung unbeeinträchtigt von der Schwenkbewegung der Brech­backen nach vorn einführbar ist. Außerdam kann - ohne zusätzliche Baulänge ein Klassierrechen hinter dem Backenbrecher angeordnet werden.
    Maßnahmen nach den Ansprüchen 6 und 7 sollen verhindern, daß sich Haufwerksteile zwischen Brechbacken und Schildsohle bzw. Klassier­rechen einklemmen können.
    Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 - 5 erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße Schildvortriebseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, Fig. 1 in der Ansicht von vorn, Fig. 2 im Längsschnitt,
    • Fig. 3 das Beispiel eines zurückziehbaren Saugstutzens nach Anspruch 2,
    • Fig. 4 eine Schildvortriebseinrichtung nach Anspruch 3,
    • Fig. 5 eine Schildvortriebseinrichtung nach Anspruch 4.
  • In einem Schild 1 mit einer durch eine Druckwand 3 rückwärtig geschlossenen Abbaukammer 2 wird der Boden an der Ortsbrust 4 durch eine Abbauvorrichtung 5 gelöst. Die Abbaukammer ist mindestens auf einen Teil ihrer Höhe mit unter Druck stehender Flüssigkeit 6 gefüllt. Das gelöste Haufwerk 7 fällt in der Flüssigkeit nach unten und sammelt sich im Bereich der Sohle 8 der Abbaukammer 2 und wird von dort mit Hilfe des Saugstutzens 9 kontinuierlich mit der eingepumpten Flüssigkeit 6 abgefördert.
  • Bodenbestandteile 10, die größere Abmessungen aufweisen als sie mit dem Saugstutzen 9 aufnehmbar sind, werden von den die Sohle 8 der Abbaukammer 2 überstreichenden Brecherbacken 12 eines im unteren Bereich der Abbaukammer unterhalb der Antriebswelle 16 der Abbau­vorrichtung 5 angeordneten Brechers 11 erfaßt und solange zerkleinert, bis sie absaugbar sind. Bei dem dargestellten Beispiel eines Saug­stutzens wurde auf einen dem Stutzen vorgeschalteten Rechen ver­zichtet. Die Klassierung des gelösten Haufwerks erfolgt durch einen in der Ansaugöffnung 13 mittig angeordneten Gitterstab 14, der aus­reicht, um zu große, nicht förderbare Bodenbestandteile 10 aus der Förderleitung 15 fernzuhalten. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist unter dem Backenbrecher auf der Schildsohle ein die Schwenkbewegung der Brechbacken in geringem Abstand umhüllendes Leitblech 17 angeordnet.
  • Einen Backenbrecher 18 nach Anspruch 3 mit nach vorn gekippter Schwenkachse 20 der Brechbacken 19 zeigt Fig. 4. Bei einer Schwenkbewegung der Brechbacken 19 streicht die vordere Kante 21 dicht über der Sohle des Mantels des Schildes 1 hin, während die hintere Kante 22 sich mit größerem Abstand zur Sohle bewegt. Die die Schwenkbewegung der Brechbacken 19 umhüllende zylindrische Fläche 24, der Mantel des Schildes 1 und die Druckwand 3 umschließen einen sphärischen, in radialen Schnitten dreieckigen Raum 23, der von der Schwenkbewegung der Brechbacken 19 nicht getroffen wird. In diesem Raum 23 kann ein Klassierrechen 25 vor der Einmündung der Förder­leitung 15 zum Abfördern des hereingewonnenen Haufwerks angeordnet sein. Die Stäbe des Klassierrechens 25 können einen Verlauf etwa parallel zur Schwenkbewegung der Brechbacken 19 aufweisen, so daß entsprechend auf den Brechbacken angeordnete Zähne vor und/oder in den Zwischenräumen zwischen den Stäben entlangstreichen können. In dem Raum 23 kann auch ein wahlweise teleskopierbar ausgebildeter Saugstutzen 19 der Förderleitung 15 außerhalb des Schwenkbereichs der Brechbacken 19 in die Abbaukammer 2 vorgeschoben werden.
  • Einen Backenbrecher 27 nach Anspruch 4 mit nach rückwärts gekippter Schwenkachse 29 der Brechbacken 28 zeigt Fig. 5. Bei einer Schwenk­bewegung der Brechbacken 28 streicht die rückwärtige Kante 31 dicht über die Sohle des Mantels des Schildes 1 hin, während die vordere Kante 30 sich mit größerem Abstand zur Sohle bewegt. Die die Schwenkbewegung der Brechbacken 28 rückwärtig begrenzende Ebene 33, die Druckwand 3 und der Mantel des Schildes 1 umschließen einen in radialen Schnitten dreieckigen Raum 32, der von der Schwenk­bewegung der Brechbacken 28 nicht getroffen wird. In diesem Raum 32 kann ein Klassierrechen 34 vor der Einmündung der Förderleitung 15 zum Abfördern des hereingewonnenen Bodens angeordnet sein. In diesen Raum 32 kann auch ein wahlweise teleskopierbar ausgebildeter Saugstutzen 19 der Förderleitung 15 außerhalb des Schwenkbereichs der Brechbacken 28 in die Abbaukammer 2 vorgeschoben werden.

Claims (7)

1. Schildvortriebseinrichtung mit einer als Backenbrecher ausgebildeten Brecheinrichtung, bei der eine hydraulische Abförderung des abge­bauten Haufwerks vorgesehen ist und der Backenbrecher im unteren Bereich der Abbaukammer unterhalb der Antriebswelle der Abbau­vorrichtung über dem Saugstutzen der Förderleitung angeordnet ist, dessen Brechbacken um in Schildachsrichtung verlaufende Achsen schwenkbar sind und mittels dem das am Tiefstpunkt der Abbau­kammer im Ansaugbereich des Saugstutzens sich sammelnde, nicht abförderbare grobe Haufwerk auf Fördergröße zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherbacken (12) sich nach unten öffnen und der Abstand des Backenbrechers (11) von der Sohle (8) der Abbaukammer bzw. der Schildmantelsohle derart bemessen ist, daß bei der Schwenkbewegung der Brechbacken (12) die Sohle (8) der Abbaukammer unmittelbar bestreichbar und das am Tiefstpunkt der Abbaukammer sich sammelnde grobe Hauf­werk direkt greifbar und zerkleinerbar ist.
2. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 dadurch ge­kennzeichnet, daß der Saugstutzen (9) der Förder­leitung (15) in den Schwenkbereich der Brechbacken (12) des Brechers (11) auf die Ortsbrust (4) zu in die Abbaukammer (2) hineinführbar und bei Betätigung des Brechers (11) mindestens bis auf die Ebene der Druckwand (3) rückziehbar ist.
3. Schildvortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk­achsen (20) der Brechbacken (19) des Backenbrechers (18) in einer senkrechten Ebene durch die Schildachse nach vorn und unten so gekippt sind, daß die vordere Kante (21) der Brechbacken (19) dicht über die Sohle (8) des Schildmantels streicht, die rück­wärtige Kante (22) sich mit entsprechend größerem Abstand zur Sohle bewegt, so daß ein in radialen Schnitten dreieckiger sphärischer Raum (23) unter dem Backenbrecher (18) entsteht, der von der zylindrischen Fläche (24), die den Schwenkbereich der Brechbacken (19) umhüllt, dem Mantel des Schildes (1) und der Druckwand (3) umschlossen ist und von der Schwenkbewegung der Brechbacken (19) nicht getroffen wird, und daß in diesem Raum (23) in der Druckwand (3) die Förderleitung (15) einmündet.
4. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (29) der Brechbacken (28) des Backenbrechers (27) in einer senkrechten Ebene durch die Schildachse nach rückwärts und unten so gekippt sind, daß die rückwärtige Kante (31) der Brechbacken (28) dicht über die Sohle (8) des Schildmantels streicht, die vordere Kante (30) sich mit entsprechend größerem Abstand zur Sohle bewegt, so daß ein in radialen Schnitten dreieckiger Raum (32) unter dem Backenbrecher (27) entsteht, der von der rückwärtigen Schwenkebene (26) des Brechers, der Druckwand 3 und der Sohle (8) des Schildes gebildet wird, und außerhalb des Schwenkbereichs der Brechbacken (28) liegt, und daß in diesem Raum (32) in der Druckwand die Förderleitung einmündet.
5. Schildvortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum (23,32) hinter dem Backenbrecher (18,27) ein Klassierrechen (25,34) vor der Einmündung der Förderleitung (15) so angeordnet ist, daß er die Bewegung eines teleskopartig in der Förderleitung (15) bewegbaren Saugstutzens (9) nicht behindert.
6. Schildvortriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 da­durch gekennzeichnet, daß ein unterhalb des Backenbrechers (11) angeordnetes, die Schenkbewegung der Brech­backen (12) in geringem Abstand umhüllendes Leitblech (17) vor­gesehen ist.
7. Schildvortriebseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch ge­kennzeichnet, daß die Stäbe des Klassierrechens (25) etwa parallel zur Schwenkbewegung der Brechbacken 19 verlaufen und die Zähne auf den Brechbacken so angeordnet sind, daß sie vor und/oder in den Stabzwischenräumen entlangstreichen.
EP89115948A 1988-09-01 1989-08-29 Schildvortriebseinrichtung mit einer als Backenbrecher ausgebildeten Brecheinrichtung Revoked EP0361115B1 (de)

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DE58904711D1 (de) 1993-07-22
EP0361115B1 (de) 1993-06-16
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