EP1526249A1 - Schildvortriebsmaschine - Google Patents

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Publication number
EP1526249A1
EP1526249A1 EP03024349A EP03024349A EP1526249A1 EP 1526249 A1 EP1526249 A1 EP 1526249A1 EP 03024349 A EP03024349 A EP 03024349A EP 03024349 A EP03024349 A EP 03024349A EP 1526249 A1 EP1526249 A1 EP 1526249A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel
cutting
machine according
boring machine
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03024349A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Herrenknecht
Werner Burger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Herrenknecht AG
Original Assignee
Herrenknecht AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herrenknecht AG filed Critical Herrenknecht AG
Priority to EP03024349A priority Critical patent/EP1526249A1/de
Publication of EP1526249A1 publication Critical patent/EP1526249A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/11—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • E21D9/112—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines by means of one single rotary head or of concentric rotary heads
    • 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
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1086—Drives or transmissions specially adapted therefor

Definitions

  • the invention relates to a shield tunneling machine with a Cutting wheel assembly for the removal of material between a outer circumferential path and one between the outer Circumferential path and a central axis lying inner circumferential path and a drive for the cutter assembly.
  • Such a shield tunneling machine is known from DE 41 13 208 C2 known.
  • Schildvortriebsmaschine a cutting wheel assembly present, via a in the degradation direction front side except for protruding removal tools flat cutting cutting wheel to reduce material between an outer circumferential path and one between the outer Circumferential path and a central axis lying inner circumferential path features.
  • the cutting cutting wheel is with a drive both to a left turn and to a right turn drivable.
  • the cutting cutting wheel has an outside diameter, the substantially the inner diameter of a through the Shield tunneling machine to be created tunnel tube corresponds and serves to reduce the essential in creating the tunnel tube Volumes of pending material.
  • the previously known Schildvortriebsmaschine over a center cutting wheel concentric within the cutting cutting wheel is arranged to move from the central axis to the inner circumferential path extends and a curved end face having.
  • the center cutting wheel serves to prevent the Forming a dead core with a compacted plug of material in the area around the central axis and is from a center drive regardless of the cutting cutting wheel also to a left turn or a clockwise rotation drivable to this area regardless of the cutting cutting wheel to edit.
  • the invention is based on the object, a shield tunneling machine specify the type mentioned, with the one Tunnel tube with a very large inner diameter propelled can be.
  • the cutter assembly has an inner cutter wheel and an outer cutter Cutting wheel, wherein the inner cutter wheel concentric is disposed within the outer cutter wheel that the drive via an external drive unit for driving the outer cutting wheel and an inner drive unit for Drive of the internal cutting wheel features, with the drive units the cutting wheels in pairs to counter Rotations are drivable, and that a control unit exists is, with the cutting wheels acting on each other opposing torques so adjustable are that a non-rolling propulsion takes place.
  • the cutter assembly concentrically arranged and in pairs counter-rotating cutting wheels, reduce the opposing and thus partially compensating, the cutting wheels acting on partial torques the active torque, in at the working face and on a shield tail of the shield tunneling machine pending material must be initiated.
  • the partial torques matched to each other to react to changing mining conditions can. This is a rolling of the Schildvortriebsmaschine, that is a helical rotation about its central axis, largely prevented.
  • Fig. 1 shows a side view in a schematic representation an embodiment of an inventive Shield tunneling machine for an earth pressure-based or liquid-supported degradation when used as intended Use in dismantling direction front area.
  • the Schildvortriebsmaschine a shield tail 1, in the end region in the illustration according to FIG. 1 a number of segments 2 for lining a tunnel tube can be seen.
  • a shield 3 and a cutter assembly 4 for the removal of material between an outer circumferential path and one between the outer circumferential track and a Central axis lying inner circumferential path exists, the has a circular outer periphery.
  • the cutter assembly 4 from a flat outer cutter 5 and a concentric disposed within the outer cutter wheel 5 flat inner cutter 6 constructed.
  • the inner cutter wheel 6 extends radially from the central axis to an intermediate diameter defining the inner circumferential path.
  • the outer cutter 5 is composed of the intermediate diameter substantially to the through the shield 3 predetermined, defining the outer circumferential path Outside diameter of the shield tunneling machine continues.
  • the outer cutter 5 is provided with a number of axially in the degradation direction equipped with the above outer removal tools 7, while the inner cutter 6 with a number of axially in the degradation direction above internal degradation tools 8 is busy.
  • a working space 10 is present, the over the entire diameter of the shield tunneling machine extends.
  • the working space 10 is radial from the shield 3, in the direction of degradation by the cutter assembly 4 and contrary to the degradation direction of a pressure-tight rear wall 11 limited.
  • On the cutting wheels 5, 6 are a number of axially projecting into the working space 10 rotor mixing arms 12 attached, which is thus with the cutting wheels 5, 6 rotate.
  • On the rear wall 11 are a number of axially in the Removal space 10 projecting stationary Stator mixer arms 13 attached. The rotor mixing arms 12 and the stator mixing arms 13 cause a further homogenization of the cutting wheels 5, 6 conveyed into the working space 10 and There already preconditioned material.
  • the rear wall 11 is composed of an outer part 14 and a built inside part 15.
  • the outer part 14 takes an outer Drive unit 16 of a drive, which via radially to externally angled outer connecting arms 17 with the outer cutter 5 is in communication and for rotating the outer cutting wheel 5 is set up.
  • the inner part 15 of the Rear wall 11 takes an inner drive unit 18 of the drive on, via straight inner connecting arms 19 with the inner Cutting wheel 6 is in communication and for turning the inner cutter wheel 6 is set up.
  • the outer drive unit 16 has a number of outer gears 20 and inner gears 21, which with a Control unit 22 are in communication.
  • the inner drive unit 18 is equipped with a number of gears 23, the also be in communication with the control unit 22.
  • the cutting wheels 5, 6 in the opposite direction Operation act on each other opposing torques so that each other is adjustable so that it is resistant to rolling Propulsion, that is a propulsion, in which the Schildvortriebsmaschine in a negligible amount their central axis turns, takes place.
  • outer Driving press 24 On the outer part 14 of the rear wall 11 engage outer Driving press 24, which is located in a direction of degradation Supported behind the rear wall 11 support frame 25.
  • the relative to the outer part 14 axially displaceable inner Part 15 of the rear wall 11 acts with internal jacking press 26th together, which are also supported on the support frame 25.
  • the inner jacking presses 26 and the outer Jacking presses 24 are independent of each other for advancement of the inner cutter 6 and the optionally also with different outer cutter wheel 5 Feed rates can be actuated.
  • the shield tunneling machine according to the Fig. 1 illustrated embodiment with a conveyor equipped with a number of separate conveyor units features in the work areas of the cutting wheels 5, 6 are arranged.
  • As conveying units in the working area of the outer cutter 5 are a first screw conveyor 27 and a second screw conveyor 28 is provided, which in the bottom area the processing space 10 offset in the radial direction are arranged to each other to a mutual fluid mechanical To avoid shading.
  • a third screw conveyor 29 is present, the slightly below the central axis of the shield tunneling machine is arranged.
  • the throughput of the first and second screw conveyors 27, 28 and the third Screw conveyor 29 correspond approximately to the respective Surface portions of the outer cutter 5 and of the inner cutter 6.
  • FIG. 2 shows the embodiment of FIG. 1 in one enlarged side view in the area of out of the outer Drive unit 16 and the inner drive unit 18 formed Drive.
  • the outer gear 20 of the outer drive unit 16 are engaged with outer pinions 30, which in turn an outer toothed ring 31 engage, which with an outer Connecting flange 32 is rotatably connected.
  • On the outside Connecting flange 32 are the outer connecting arms 17th attached.
  • the inner gears 21 of the outer drive unit 16 cooperate with internal pinions 33, which in an inner To engage toothed ring 34, which also with the outer Connecting flange 32 is rotatably connected.
  • the gears 23 of the inner drive unit 18 drive pinion 35 on, which is in engagement with a toothed ring 36, which in turn over an inner connecting flange 37 with the inner connecting arms 19 communicates.
  • the gear 20, 21 of the outer drive unit 16 and the Transmissions 23 of the inner drive unit 18 are of the control unit 22 independently controllable, so that the Cutting wheels 5, 6 act upon, opposing each other Torques are adjustable so that a verrollungsschreiber propulsion takes place. Furthermore, the gears 20, 21, 23 of the drive units 16, 18 from the control unit 22 for rotating the cutting wheels 5, 6 with different Angular speeds can be controlled to the rotational speeds the cutting wheels 5, 6 not only for setting of torques, but also to control the Pressure conditions and the effect of the rotor mixing arms 12th and stator mixing arms 13 in the processing space 10 to influence.
  • FIG. 2 it can be seen that in the displacement plane between the outer part 14 and the inner part 15 of the Rear wall 11 and in the region of the connecting flanges 32, 37 Seals 38 are present to the processing space 10 to the Seal back wall 11.
  • FIG. 3 shows the embodiment of FIG. 1 in one Top view of the cutter assembly 4 against the direction of advance. From Fig. 3 it can be seen that the outer Cutting wheel 5 a number of outer cutting wheel openings 39th has, which lie between outer cutting arms 40. At the lateral edge of the outer cutter wheel openings 39 are the designed for relatively high rotational speeds outer mining tools 7 and the radially outer End reamer 41 arranged. The inner cutter 6 is with formed a number of inner cutter wheel openings 42, which are arranged between inner cutting arms 43. At the lateral edge of the inner cutter wheel openings 42 are for relatively low rotational speeds designed inner Removal tools 8 provided. In operation of the shield tunneling machine is degraded by the cutting wheels 5, 6 degraded material through the cutting wheel openings 39, 42 in the working space 10th conveyed.

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Abstract

Eine Schildvortriebsmaschine verfügt über eine Schneidradanordnung (4) zum Abbau von Material zwischen einer äußeren Umfangsbahn sowie einer zwischen der äußeren Umfangsbahn und einer Mittelachse liegenden inneren Umfangsbahn. Die Schneidradanordnung (4) ist mit einem Antrieb (16, 18) antreibbar. Die Schneidradanordnung (4) weist ein inneres Schneidrad (5) und ein äußeres Schneidrad (6) auf, wobei das innere Schneidrad (5) konzentrisch innerhalb des äußeren Schneidrads (6) angeordnet ist. Der Antrieb verfügt über eine äußere Antriebseinheit (16) zum Antrieb des äußeren Schneidrads (6) und eine innere Antriebseinheit (18) zum Antrieb des inneren Schneidrads (6), wobei mit den Antriebseinheiten (16, 18) die Schneidräder (5, 6) paarweise zu gegenläufigen Drehungen antreibbar sind. Weiterhin ist eine und Steuereinheit (22) vorhanden, mit der die Schneidräder (5, 6) beaufschlagende einander entgegengerichtete Drehmomente so aufeinander einstellbar sind, dass unter Verringerung des Wirkdrehmoments ein verrollungssicherer Vortrieb erfolgt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schildvortriebsmaschine mit einer Schneidradanordnung zum Abbau von Material zwischen einer äußeren Umfangsbahn sowie einer zwischen der äußeren Umfangsbahn und einer Mittelachse liegenden inneren Umfangsbahn und mit einem Antrieb für die Schneidradanordnung.
Eine derartige Schildvortriebsmaschine ist aus der DE 41 13 208 C2 bekannt. Bei der vorbekannten Schildvortriebsmaschine ist eine Schneidradanordnung vorhanden, die über ein in Abbaurichtung vorderseitig bis auf vorstehende Abbauwerkzeuge flaches Abbauschneidrad zum Abbau von Material zwischen einer äußeren Umfangsbahn sowie einer zwischen der äußeren Umfangsbahn und einer Mittelachse liegenden inneren Umfangsbahn verfügt. Das Abbauschneidrad ist mit einem Antrieb sowohl zu einer Linksdrehung als auch zu einer Rechtsdrehung antreibbar. Das Abbauschneidrad hat einen Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser einer durch die Schildvortriebsmaschine zu erstellenden Tunnelröhre entspricht und dient dem Abbau der beim Erstellen der Tunnelröhre wesentlichen Volumina an anstehendem Material. In Abbaurichtung hinter dem Abbauschneidrad ist ein Abbauraum vorhanden, in den das durch das Abbauschneidrad abgebaute Material eingefördert wird. Das in den Abbauraum eingeförderte Material ist über eine Saugleitung einer fluidmechanisch mit dem Abbauraum in Verbindung stehenden Fördereinrichtung aus dem Abbauraum entfernbar.
Weiterhin verfügt die vorbekannte Schildvortriebsmaschine über ein Zentrumsschneidrad, das konzentrisch innerhalb des Abbauschneidrads angeordnet ist, sich von der Mittelachse zu der inneren Umfangsbahn erstreckt und eine gewölbte Stirnfläche aufweist. Das Zentrumsschneidrad dient zum Verhindern des Ausbildens eines toten Kernes mit einem verdichteten Materialpfropfen im Bereich um die Mittelachse und ist von einem Zentrumsantrieb unabhängig von dem Abbauschneidrad ebenfalls zu einer Linksdrehung oder einer Rechtsdrehung antreibbar, um diesen Bereich unabhängig von dem Abbauschneidrad zu bearbeiten. Um im Bereich des Zentrumsschneidrads abgebautes Material auch bei hohen Vertriebsgeschwindigkeiten schnell abzuführen, verfügt die vorbekannte Schildvortriebsmaschine über ein Zentrumsrohr, das einen Brecherraum mit einem Steinbrecher zum Zerkleinern von durch das Zentrumsschneidrad abgebauten, sehr festen oder harten Material umgibt. Das in dem Brecherraum vorhandene zerkleinerte Material ist über eine Spül- oder Absaugleitung entfernbar.
Schildvortriebsmaschinen diesen Typs stoßen jedoch bei dem Erstellen von Tunnelröhren mit einem sehr großen Innendurchmesser, beispielsweise einem Innendurchmesser von mehr als 10 Metern bis 15 Metern, an ihre Grenzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schildvortriebsmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine Tunnelröhre mit einem sehr großen Innendurchmesser vorgetrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Schildvortriebsmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schneidradanordnung ein inneres Schneidrad und ein äußeres Schneidrad aufweist, wobei das innere Schneidrad konzentrisch innerhalb des äußeren Schneidrads angeordnet ist, dass der Antrieb über eine äußere Antriebseinheit zum Antrieb des äußeren Schneidrads und über eine innere Antriebseinheit zum Antrieb des inneren Schneidrads verfügt, wobei mit den Antriebseinheiten die Schneidräder paarweise zu gegenläufigen Drehungen antreibbar sind, und dass eine Steuereinheit vorhanden ist, mit der die Schneidräder beaufschlagende einander entgegengerichtete Drehmomente so aufeinander einstellbar sind, dass ein verrollungssicherer Vortrieb erfolgt.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Schildvortriebsmaschine die Schneidradanordnung konzentrisch angeordnete und paarweise gegenläufige Schneidräder aufweist, verringern die einander entgegengerichteten und sich somit teilweise kompensierenden, die Schneidräder beaufschlagenden Teildrehmomente das Wirkdrehmoment, das in an der Ortsbrust und an einem Schildschwanz der Schildvortriebsmaschine anstehendes Material eingeleitet werden muss. Hierzu sind durch die Steuereinheit die Teildrehmomente aufeinander abstimmbar, um auf wechselnde Abbaubedingungen reagieren zu können. Dadurch ist ein Verrollen der Schildvortriebsmaschine, das heißt eine schraubenförmige Drehung um deren Mittelachse, weitgehend verhindert.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1
in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schildvortriebsmaschine mit einer ein inneres Schneidrad und ein äußeres Schneidrad aufweisenden Schneidradanordnung,
Fig. 2
das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer vergrößerten Seitenansicht im Bereich eines Antriebs und
Fig. 3
das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht auf die Schneidradanordnung entgegen der Vortriebsrichtung.
Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht in einer schematisierten Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schildvortriebsmaschine für einen erddruckgestützten oder flüssigkeitsgestützten Abbau im bei bestimmungsgemäßen Einsatz in Abbaurichtung vorderen Bereich. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Schildvortriebsmaschine einen Schildschwanz 1 aufweist, in dessen Endbereich in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine Anzahl von Tübbingen 2 zum Auskleiden einer Tunnelröhre zu erkennen sind. Weiterhin ist im in Abbaurichtung vordersten Bereich ein Schild 3 und eine Schneidradanordnung 4 zum Abbau von Material zwischen einer äußeren Umfangsbahn sowie einer zwischen der äußeren Umfangsbahn und einer Mittelachse liegenden inneren Umfangsbahn vorhanden, die einen kreisförmigen äußeren Umfang aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Schneidradanordnung 4 aus einem flachen äußeren Schneidrad 5 und einem konzentrisch innerhalb des äußeren Schneidrads 5 angeordneten flachen inneren Schneidrad 6 aufgebaut.
Das innere Schneidrad 6 erstreckt sich radial von der Mittelachse zu einem die innere Umfangsbahn definierenden Zwischendurchmesser. Das äußere Schneidrad 5 setzt sich von dem Zwischendurchmesser im wesentlichen bis zu dem durch den Schild 3 vorgegebenen, die äußere Umfangsbahn definierenden Außendurchmesser der Schildvortriebsmaschine fort. Das äußere Schneidrad 5 ist mit einer Anzahl von axial in Abbaurichtung vorstehenden äußeren Abbauwerkzeugen 7 bestückt, während das innere Schneidrad 6 mit einer Anzahl von axial in Abbaurichtung vorstehenden inneren Abbauwerkzeugen 8 besetzt ist.
Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, dass die dargestellte Schildvortriebsmaschine im Bereich um die Mittelachse über einen um die Mittelachse konzentrischen, kegelartig ausgebildeten und axial in Abbaurichtung noch über die inneren Abbauwerkzeuge 8 vorstehenden Zentrumsschneider 9 verfügt, um im toten Bereich um die Mittelachse unter Umständen verdichtetes Material mit einer gegenüber dem äußeren Abbauwerkzeugen 7 und inneren Abbauwerkzeugen 8 erhöhten Abbauwirkung abzubauen.
In Abbaurichtung rückseitig des äußeren Schneidrads 5 und des inneren Schneidrads 6 ist ein Abbauraum 10 vorhanden, der sich über den gesamten Durchmesser der Schildvortriebsmaschine erstreckt. Der Abbauraum 10 ist radial von dem Schild 3, in Abbaurichtung durch die Schneidradanordnung 4 und entgegen der Abbaurichtung von einer druckdichten Rückwand 11 begrenzt. An den Schneidrädern 5, 6 sind eine Anzahl von axial in den Abbauraum 10 hineinragenden Rotormischarmen 12 angebracht, die sich somit mit den Schneidrädern 5, 6 drehen. An der Rückwand 11 sind eine Anzahl von axial in den Abbauraum 10 hineinragenden feststehenden Statormischarmen 13 angebracht. Die Rotormischarme 12 und die Statormischarme 13 bewirken ein weiteres Homogenisieren von durch die Schneidräder 5, 6 in den Abbauraum 10 eingeförderten und dort bereits vorkonditionierten Material.
Die Rückwand 11 ist aus einem äußeren Teil 14 und einem inneren Teil 15 aufgebaut. Der äußere Teil 14 nimmt eine äußere Antriebseinheit 16 eines Antriebs auf, die über radial nach außen abgewinkelte äußere Verbindungsarme 17 mit dem äußeren Schneidrad 5 in Verbindung steht und zum Drehen des äußeren Schneidrads 5 eingerichtet ist. Der innere Teil 15 der Rückwand 11 nimmt eine innere Antriebseinheit 18 des Antriebs auf, die über gerade innere Verbindungsarme 19 mit dem inneren Schneidrad 6 in Verbindung steht und zum Drehen des inneren Schneidrads 6 eingerichtet ist.
Die äußere Antriebseinheit 16 verfügt über eine Anzahl von äußeren Getrieben 20 und inneren Getrieben 21, die mit einer Steuereinheit 22 in Verbindung stehen. Die innere Antriebseinheit 18 ist mit einer Anzahl von Getrieben 23 ausgestattet, die ebenfalls mit der Steuereinheit 22 in Verbindung stehen. Mit der Steuereinheit 22 sind die Schneidräder 5, 6 im gegenläufigen Betrieb beaufschlagende einander entgegengerichtete Drehmomente so aufeinander einstellbar, dass ein verrollungssicherer Vortrieb, das heißt ein Vortrieb, bei dem sich die Schildvortriebsmaschine in einem allenfalls unerheblichem Maß um ihre Mittelachse dreht, erfolgt.
An dem äußeren Teil 14 der Rückwand 11 greifen äußere Vortriebspressen 24 an, die sich an einem in Abbaurichtung hinter der Rückwand 11 liegenden Tragrahmen 25 abstützen. Der gegenüber dem äußeren Teil 14 axial verschiebbare innere Teil 15 der Rückwand 11 wirkt mit inneren Vortriebspressen 26 zusammen, die sich ebenfalls an dem Tragrahmen 25 abstützen. Die inneren Vortriebspressen 26 und die äußeren Vortriebspressen 24 sind unabhängig voneinander zum Vorschieben des inneren Schneidrads 6 beziehungsweise des äußeren Schneidrads 5 gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten betätigbar.
Weiterhin ist die Schildvortriebsmaschine gemäß dem anhand Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel mit einer Fördereinrichtung ausgestattet, die über eine Anzahl von separaten Fördereinheiten verfügt, die in den Arbeitsbereichen der Schneidräder 5, 6 angeordnet sind. Als Fördereinheiten im Arbeitsbereich des äußeren Schneidrad 5 sind ein erster Schneckenförderer 27 und ein zweiter Schneckenförderer 28 vorgesehen, die im Bodenbereich des Abbauraumes 10 in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, um eine gegenseitige fluidmechanische Abschattung zu vermeiden. Im Arbeitsbereich des inneren Schneidrads 6 ist ein dritter Schneckenförderer 29 vorhanden, der etwas unterhalb der Mittelachse der Schildvortriebsmaschine angeordnet ist. Die Durchsatzleistungen der ersten und zweiten Schneckenförderer 27, 28 sowie des dritten Schneckenförderers 29 entsprechen in etwa den jeweiligen Flächenanteilen des äußeren Schneidrads 5 beziehungsweise des inneren Schneidrads 6. Durch das Vorsehen des dritten Schneckenförderers 29 dem zentrumsnahen Bereich der Schildvortriebsmaschine wird der Abbauraum 10 an dieser Stelle entlastet. Weiterhin wird ein leistungsfressender radialer Materialfluss weitgehend vermieden und eine Verbesserung der Druckverteilung in dem Abbauraum 10 erzielt.
Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer vergrößerten Seitenansicht im Bereich des aus der äußeren Antriebseinheit 16 und der inneren Antriebseinheit 18 gebildeten Antriebs. Die äußeren Getriebe 20 der äußeren Antriebseinheit 16 stehen mit äußeren Ritzeln 30 in Eingriff, die wiederum in einen äußeren Zahnring 31 eingreifen, der mit einem äußeren Verbindungsflansch 32 drehfest verbunden ist. An dem äußeren Verbindungsflansch 32 sind die äußeren Verbindungsarme 17 befestigt. Die inneren Getriebe 21 der äußeren Antriebseinheit 16 wirken mit inneren Ritzeln 33 zusammen, die in einen inneren Zahnring 34 eingreifen, der ebenfalls mit dem äußeren Verbindungsflansch 32 drehfest verbunden ist.
Die Getriebe 23 der inneren Antriebseinheit 18 treiben Ritzel 35 an, die mit einem Zahnring 36 in Eingriff ist, der wiederum über einen inneren Verbindungsflansch 37 mit den inneren Verbindungsarmen 19 in Verbindung steht.
Die Getriebe 20, 21 der äußeren Antriebseinheit 16 und die Getriebe 23 der inneren Antriebseinheit 18 sind von der Steuereinheit 22 unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass die die Schneidräder 5, 6 beaufschlagenden, einander entgegengerichteten Drehmomente so aufeinander einstellbar sind, dass ein verrollungssicherer Vortrieb erfolgt. Weiterhin sind die Getriebe 20, 21, 23 der Antriebseinheiten 16, 18 von der Steuereinheit 22 zum Drehen der Schneidräder 5, 6 mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten ansteuerbar, um die Umlaufgeschwindigkeiten der Schneidräder 5, 6 nicht nur zum Einstellen der Drehmomente, sondern auch zum Steuern der Druckverhältnisse sowie der Wirkung der Rotormischarme 12 und Statormischarme 13 in dem Abbauraum 10 zu beeinflussen.
Weiterhin ist Fig. 2 zu entnehmen, dass in der Verschiebeebene zwischen dem äußeren Teil 14 und dem inneren Teil 15 der Rückwand 11 sowie im Bereich der Verbindungsflansche 32, 37 Dichtungen 38 vorhanden sind, um den Abbauraum 10 zu der Rückwand 11 abzudichten.
Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht auf die Schneidradanordnung 4 entgegen der Vortriebsrichtung. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass das äußere Schneidrad 5 eine Anzahl von äußeren Schneidradöffnungen 39 aufweist, die zwischen äußeren Schneidarmen 40 liegen. Am seitlichen Rand der äußeren Schneidradöffnungen 39 sind die für verhältnismäßig hohe Umlaufgeschwindigkeiten ausgelegten äußeren Abbauwerkzeugen 7 und am radial außen liegenden Ende Räumer 41 angeordnet. Das innere Schneidrad 6 ist mit einer Anzahl von inneren Schneidradöffnungen 42 ausgebildet, die zwischen inneren Schneidarmen 43 angeordnet sind. Am seitlichen Rand der inneren Schneidradöffnungen 42 sind die für relativ niedrige Umlaufgeschwindigkeiten ausgelegten inneren Abbauwerkzeugen 8 vorgesehen. Im Betrieb der Schildvortriebsmaschine wird durch die Schneidräder 5, 6 abgebautes Material durch die Schneidradöffnungen 39, 42 in den Abbauraum 10 eingefördert.

Claims (10)

  1. Schildvortriebsmaschine mit einer Schneidradanordnung (4) zum Abbau von Material zwischen einer äußeren Umfangsbahn sowie einer zwischen der äußeren Umfangsbahn und einer Mittelachse liegenden inneren Umfangsbahn und mit einem Antrieb (16, 18) für die Schneidradanordnung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidradanordnung (4) ein inneres Schneidrad (5) und ein äußeres Schneidrad (6) aufweist, wobei das innere Schneidrad (5) konzentrisch innerhalb des äußeren Schneidrads (6) angeordnet ist, dass der Antrieb über eine äußere Antriebseinheit (16) zum Antrieb des äußeren Schneidrads (6) und über eine innere Antriebseinheit (18) zum Antrieb des inneren Schneidrads (6) verfügt, wobei mit den Antriebseinheiten (16, 18) die Schneidräder (5, 6) paarweise zu gegenläufigen Drehungen antreibbar sind, und dass eine Steuereinheit (22) vorhanden ist, mit der die Schneidräder (5, 6) beaufschlagende einander entgegengerichtete Drehmomente so aufeinander einstellbar sind, dass ein verrollungssicherer Vortrieb erfolgt.
  2. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (16, 18) von der Steuereinheit (22) zum Drehen der Schneidräder (5, 6) mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten ansteuerbar sind.
  3. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das innere Schneidrad (6) von der Mittelachse zu einem Zwischenradius erstreckt und dass sich das äußere Schneidrad (5) von dem Zwischenradius zu dem Außenradius der Schneidradanordnung (4) erstreckt.
  4. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung vorhanden ist, die mit einem Abbauraum (10) fluidmechanisch in Verbindung steht, wobei die Fördereinrichtung in den Arbeitsbereichen der Schneidräder (5, 6) angeordnete separate Fördereinheiten (27, 28, 29) aufweist.
  5. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsbereich des äußeren Schneidrads (5) zwei radial zueinander versetzte Fördereinheiten (27, 28) vorhanden sind.
  6. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheiten Schneckenförderer (27, 28, 29) aufweisen.
  7. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schneidrädern (5, 6) angebrachte Rotormischarme (12) und den Schneidrädern (5, 6) gegenüberliegende feststehende Statormischarme (13) vorhanden sind, wobei die Rotormischarme (12) und die Statormischarme (13) axial in einen Abbauraum (10) hineinragen.
  8. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Schneidrad (5) zwei Zahnringe (31, 34) aufweist, die mit jeweils einem Ritzel (30, 33) des Antriebs (16) in Eingriff stehen.
  9. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein konzentrisch zu dem inneren Schneidrad (6) angeordneter und auf der Mittelachse liegender Zentrumsschneider (9) zum Abbau von Material im Bereich um die Mittelachse vorhanden ist.
  10. Schildvortriebsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Schneidrad (5) mit einem äußeren Teil (14) einer Rückwand (11) verbunden ist, dass das innere Schneidrad (6) mit einem inneren Teil (15) der Rückwand (11) verbunden ist und dass das innere Teil (15) gegenüber dem äußeren Teil (14) axial verschiebbar ist.
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