DE2262388A1 - Schildvortriebsmaschine fuer tunnelbauten - Google Patents

Description

• Schildvortriebsmaschine für Tunnelbauten Die Erfindung bezieht sich auf eine Schildvortriebsmaschine für Tunnelbauten, insbesondere zum Einsatz in nicht standfesten Böden, deren Schneidkopf über, vorzugsweise horizontal ausgerichtete Tragarme eines in einander gegenüberliegenden Führungen des Schildmantels in Vortriebsrichtung verschiebbar und zur Schildachse allseitig neigbar gelagerten Lagerkörpers durch Vermittlung von Vorpresszylindern sowohl vorschiebbar als auch um beliebige Achsen neigbar im Schildmantel aufgehängt ist, wobei die Tragarme des Lagerkörpers über Sardangelenke mit, in Führungsschienen des Schildmantels in Vortriebsrichtung verschieblich geführten Führungsorganen verbunden sind, nach Patent (Patentanmeldung P 22 34 965.1).
• Die Hauptanmeldung betrifft eine Schneidkopfverlagerung im Schildmantel einer Schildvortriebsmaschine' die bei einfacher und raumsparender Ausführung eine weitgehende, allseitige Einstellbarkeit des Schneidkopfes gewährleistet und schlägt hierzu vor, den Schneidkopf tragenden Lagerkörper über Kardangelenke mit von den Führungen im Schildmantel in Vortriebsrichtung geführten Führungsorganen zu verbinden. Im einzelnen sollen dabei einander diametral zur Schildachse gegenüberliegende, Tragarme bildende Ausleger des Lagerkörpers über quer zu ihrer Achse ausgerichtete Drehbolzen mit Schwenkzapfen verbunden sein, welche um die Tragarmasche drehbar in Lagerbüchsen bildenden Fuhrungsorganen gelagert sind, wobei die Führungsorgane in den Führungen des Schildmantels parallel zur Schildachse verschiebbar gehalten sind. Die kardanische Verbindung zwischen den Tragarmen des Lagerkörpers mit den in den Fuhrungen des Schildmantels längsverschieblichen Führungsorganen gewährleistet zwar eine, im Hinblick auf die Anpassung der Schneidkopfstellung an die jeweils anstehende Bodenbeschaffenheit und im Hinblick auf eine Unterstützung von Steuerungsmaßnabmen, erwiinschte allseitige Einstellbarkeit des Schneidkopfes, bringt jedoch infolge des Abstandes zwischen dem Gelenk im Tragarm und dem Führungsorgan die Gefahr der Einleitung eines Kippmomentes in das Fühmrngsorgan und damit eines Verkantens des Führungsorganes mit sich. Ein weiterer Nachteil der Einzelausgestaltung nach dem Hauptpatent scheint darin zu liegen, daß bei einem Bruch des den Schwenkzapfen mit dem Tragarm verbindenden Drehbolzens ein gefährliches Herunterschlagen des Schneidkopfes zu befürchten ist.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Schildvortriebsmaschine und insbesondere eine Schneidkopfverlagerung für eine Schildvortriebsmaschine nach dem Hauptpatent, Patentanmeldung P 22 34 965.1 derart weiterzubilden, daß bei einfacher und raumsparender Ausbildung der Schneidkopfverlagerung und unter Beibehaltung der Vorteile der Anordnung nach dem Hauptpatent............, Patentanmeldung P 22 34 965.1 die dieser noch anhaftenden Unzulänglichkeiten vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schildvortriebsmaschine der eingangs bezeichneten Beuart dadurch gelöst, daß die kardanische Verbindung der Tragarme mit den Fuhrungsorganen jeweils in oder in unmittelbarer Nähe von den Auflagerflächen der Fuhrungsorgane auf den Führungsschienen des Schildmantels angeordnet sind. Die in den FUhrungsschienen des Schildmantels verschiebbaren Fuhrungsorgane sind dabei erfindungsgemäß als Gleitsteine ausgebildet und nehmen eine um wenigstens-zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen gelenkige Lagerung der Tragarme des Lagerkörpers auf.
• Vorzugsweise sind die Tragarme in den Gleitsteinen jeweils um eine erste, im wesentlichen horizontal gerichtete Achse unbegrenzt und um eine zweite, im wesentlichen vertikal gerichtete Achse begrenzt schwenkbar gelagert. Im Einzelnen sieht die Erfindung für die Verwirklichung der Schneidkopfverlagerung vor, daß in zylindrischen Ausnehmungen der Gleitsteine ihrerseits mit einer axialen, schlitzförmigen Ausnehmung versehene Drehkörper frei drehbar angeordnet sind und die in die schlitzförmigen Ausnehmungen der Drehkörper eingreifenden, freien Sonden der Tragarme des- Lagerkörpers in diesen über Achswellen schwenkbar gelagert sind.
• Die erfindungsgemäße Verlagerung eines Lagerkörpers für den Schneidkopf einer Schildvortriebsmaschine zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die zur Abstützung des Lagerkörpers in den Fuhrungsschienen des Schildmantels dienenden Gleitsteine von Kippmomenten weitgehendst freigehalten sind und somit keiner Gefahr eines Verkantens gegenüber den Führungsschienen ausgesetzt sind. Die Anordnung der kardanischen Gelenkverbindung zwischen den Tragarmen und den Gleitsteinen in den Gleitsteinen selbst bringt darüberhinaus noch den Vorzug einer außergewöhnlich einfachen und raumsparenden Bauweise mit sich. Schließlich sei noch als Vorzug der Erfindung hervorgehoben, daß auch beim Bruch eines Teiles der kardanischen Tragarmanlenkung keinerlei gefährliche Bewegung des Schneidkopfes zu befürchten ist, da die Tragarme in einem solchen Falle sofort am Schildinnenmantel zur Anlage kämen und der Schneidkopf daher nur eine geringe Bewegung ausführen würde.
• Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeizieles im einzelnen bescllrieDen. In der Zeichnung zeigt die Figur 1 eine mehr oder minder schematische I.ängsschnittdarstellung einer Schildvortriebsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schneidkopfverlagerung; Figur 2 einen Teilschnitt durch eine achildvortriebsmaschine entlang der Linie II-II in Figur 1; Figur 3 einen Teilschnitt durch eine Schildvortriebsmaschine entlang der Linie III - III in Figur 2.
• Ein insgesamt mit 10 bezeichneter Vortriebsschild weist einen doppelwandigen Schildmantel 11 auf, der an seiner vorderen, in die Orstbrust eindringenden Kante mit einer Schneide 12 versehen ist. Im Schild 10 ist durch Vermittlung eines Lagerkörpers 17 ein mit Schneid- und/oder Bohrwerkzeugen bestückter Schneidkopf 13 sowohl in Vortriebsrichtung verfahrbar als auch allseitig neigbar aufgehängt. Der Schneidkopf 13 umfasst ferner eine Stirnplatte 14, die rückseitig mit einer zentral in der Schildachse angeordneten Antriebswelle 15 gekoppelt, auf die ein nachgeschalteter Schneidkopfantrieb wirkt. Der Schneidkopfantrieb ist so gestaltet, daß er dem Schneidkopf wahlweise eine Rotationsbewegung oder aber eine Pendeldrehbewegung erteilen kann, und besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus doppeltwirkenden hydraulischen Zylindereinheiten 16, die mit der Antriebswelle 15 über raial vorspringende Hebelarme oder dergl. zusammenwirkenW Zusammen mit der Stirnplatte 14 ist der Schneidkopf 13 in einem im wesentlichen ringförmig ausgebildeten Lagerkörper 17 gelagert, wobei die Antriebswelle 15 des Schneidkopfes 13 eine zentrale Cffnung des Lagerkörpers 17 durchsetzt. Am Außenumfang des Lagerkörpers 17 sind starre, radial zur Schildachse gerichtete Tragarme 18 vorgesehen, die einander gegenüberliegend in der horizontalen angeordnet sind. Über die Tragarme 18 ist der Lagerkörper 17 durch Vermittlung von, in Führungsschienen 21 im Schildmantel 11 verschieblich geführten GleiNsReitnen 20 in Vortriebsrichtung verschiebbar abgestützt, so daß der Lagerkörper 17 und der von ihm getragene Schneidkopf 13 samt Stirnplatte 14 vorschiebbar bzw. zurückziehbar ist. Fiir den Schneidkopfvorschub sind mehrere hydraulische Vorpresszylinder 28 vorgesehen, die an der Rückseite des Lagerkörpers 17 über Kugelgelenke 29 angreifen und deren Kolbenstangen kugelgelenkig mit Widerlagern 30 verbunden sind. Mittels der vorzugsweise ringförmig um die Schildachse angeordneten Vorpresszylinder 28 ist der Schneidkopf 13 zusammen mit dem Lagerkörper 17 in Vortriebsrichtung vorschiebbar, wenn sämtliche Vorpresszylinder 28 gleichzeitig und gleichmäßig mit Druckmittel beaufschlagt werden. Durch eine entsprechend unterschiedliche Beaufschlagung der Vorpresszylinder 28 mit Druckmittel kann der Lagerkörper 17 dank seiner gelenkigen Verbindung mit den in den Führungsschienen 21 gleitend gehaltenen Gleitsteinen 20 um beliebige Achsen geneigt werden.
• Die Gleitkörper 20 sind im wesentlichen als quaderförmige Vollmaterialkörper ausgebildet, die zum überwiegenden Teil in die ein etwa U-föriniges Querschnittsprofil aufweisenden Führungsschienen 21 eingreifen.Die Gleitsteine 20 sind mit einer zentralen, zylindrischen Ausnehmung 35 versehen, die eine stufenförmige Absetzung 36 aufweist und in die jeweils ein entsprechend mit einem Bund 37 versehener Drehkörper 38 eingreift. Mit seinem Bund 37 liegt dabei der Drehkörper 38 auf dem Absatz 36 der Ausnehmung 35 auf, und ist um eine senkrecht zur Fiihrtzgsschiene 21 gerichtete Achse frei drehbar im Gleits-tein 20 gelagert. Die Drehkörper 38 sind jeweils mit einer axial gerichteten, schlitzförmigen Ausnehmung 39 versehen, in welche das freie und verjüngte Ende eines Tragarmes 18 eingreift. Die Endbereiche 40 der Tragarme 18 weisen dabei ein rechteckiges Querschnittsprofil der schlitzförmigen Ausnehmungen 39 in den Drehkörpern 38, in der Länge jedoch kleiner als das Querschnittsprofil der schlitzförinigen Ausnehmungen 39 in den Drehköryern 38 ist, derart, daß die Endbereiche 40 der Tragarme 18 entlang ihrer Breitseiten spielfrei und entlang ihrer Schmalseiten unter Bildung mindestens spaltförmiger Zwischenräume 41 in den schlitzförmigen Ausnehmungen 39 der Drehkörper 38 einfreifen. Im Drehkörper 38 sind die Endbereiche 40 der Tragarme 18 jeweils durch Vermittlung einer Achswelle 42 um eine im wesentlichen waagerechte Achse, die quer zur Achse der Führungen schienen 21 ausgerichtet ist, schwenkbar aufgehängt. Die Endbereiche 40 der Tragarme 18 sind in den Drehkörpern 38 exakt geführt und innerhalb vorbestimmter Winkelbereiche um die Achswellen 42 schwenkbar gelagert.

Claims (4)

1. P A T B IT T A IT S P R Ü C H E

   fo 1.)Schildvortriebsmaschine für Tunnelbauten, insbesondere zum für Tunnelbauten, insbesondere zum Einsatz in nicht standfesten Böden, deren Sclmeidkopf über vorzugsweise vertikal ausgerichtete Tragarme eines in einander gegenüberliegenden Führungen des Schildmantels in Vortriebsrichtung verschiebbar und zur Schildachse allse-itig neigbar gelagerten Lagerkörpers durch Vermittlung von Vorpresszylindern sowohl vorschiebbar als auch um beliebige Achsen neigbar im Schildmantel aufgehängt ist, wobei die Tragarme des Lagerkörpers über IBrdangelenke mit, in Führungsschienen des Schildmantels in Vortriebsrichtung verschieblich geführten Führungsorganen verbunden sind, nach Patent (Patentanmeldung P 22 34 965.1), dadurch gekennzeichnet, daß eine kardanische Verbindung der Tragarme (18) des Lagerkörpers (17) mit den Führungsorganen (20) jeweils in oder in unmittelbarer Nähe der Auflagerebene der Führungsorgane (20) auf den Führungsschienen (21) angeordnet ist.
2. 2. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch-gekennzeichnet, daß die Führungsorgane als Gleitsteine (20) ausgebildet sind und jeweils eine um wenigstens zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen gelenkige Lagerung eines Tragarmes (18) des Lagerkörpers (17) aufnehmen.
3. 3. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragarme (18) des Lagerkörpers (17) in den Gleitsteinen (20) jeweils um eine erste, im wesentlichen horizontal gerichtete Achse (18/38) unbegrenzt und um eine zweite, im wesentlichen vertikal gerichtete Achse (42) begrenzt schwenkbar gelagert sind.
4. 4. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in einer zylindrischen Ausnehmung (35) eines Gleitsteines (20) ein seinerseits mit einer axial gerichteten, schlitzförmigen Ausnehmung (39) versehener Drehkörper (38) frei drehbar gelagert und innerhalb des Drehkörpers (38) das in seine Ausnehmung (39) eingreifende Ende (40) eines Tragarmes (18) vorzugsweise über eine Achswelle (42) schwenkbar abgestützt ist.