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). Shield driving machine for tunnel construction The invention relates
on a shield driving machine for tunnel construction, especially for use in non
stable floors, the cutting head over, preferably horizontally aligned
Support arms of one in opposite guides of the shield jacket in the direction of advance
displaceable and on all sides inclined to the shield axis through the bearing body
Mediation of pre-press cylinders both forwardable and around any axis
is tiltably suspended in the shield jacket, the support arms of the bearing body over
Sardi joints with, in the guide rails of the shield jacket in the direction of advance
guided management bodies are connected, according to patent (patent application 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.The main application relates to a cutting head displacement in the shield jacket
a shield tunneling machine 'which is a simple and space-saving design
extensive, all-round adjustability of the cutting head ensures and beats
for this purpose, the bearing body carrying the cutting head via cardan joints with the
To connect guides in the shield jacket in the advance direction guided guide organs.
In detail, diametrically opposed to the shield axis,
Support arms forming boom of the bearing body across
to their axis
aligned pivot pins be connected to pivot pins, which around the bracket bracket
are rotatably mounted in guide members forming bearing bushes, the guide members
held displaceably parallel to the shield axis in the guides of the shield jacket
are. The gimbal connection between the support arms of the bearing body with the
Guaranteed in the guides of the shield jacket longitudinally displaceable guide organs
although one, with a view to adapting the cutting head position to each
upcoming soil conditions and with a view to supporting control measures,
Desired all-round adjustability of the cutting head, but this brings about
the distance between the joint in the support arm and the guide member the risk of
Introduction of a tilting moment in the Fühmrngsorgan and thus a tilting of the
Management body with itself. Another disadvantage of the individual design after
The main patent appears to be that if the pivot pin breaks with
the pivot bolt connecting the support arm a dangerous knocking down of the cutting head
is to be feared.
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.The invention is therefore based on the object of a shield tunneling machine
and in particular a cutting head relocation for a shield tunneling machine according to
the main patent, patent application P 22 34 965.1 in such a way that with easier
and space-saving design of the cutting head displacement and while maintaining the
Advantages of the arrangement according to the main patent ............, patent application P 22 34
965.1 that these deficiencies still clinging on can be avoided.
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.According to the invention, this object is achieved with a shield tunneling machine
the aforementioned Beuart solved by the fact that the cardanic connection
the support arms with the guide organs in or in the immediate vicinity of the
The bearing surfaces of the guide elements are arranged on the guide rails of the shield jacket
are. The guide elements that can be moved in the guide rails of the shield jacket
are there
according to the invention designed as sliding blocks and take
a mounting that is articulated about at least two mutually perpendicular axes
the support arms of the bearing body.
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.Preferably, the support arms are each in the sliding blocks by one
first, essentially horizontal axis unlimited and around a second,
essentially vertically oriented axis pivoted to a limited extent. In detail
the invention provides for the implementation of the cutting head displacement that in
cylindrical recesses of the sliding blocks in turn with an axial, slot-shaped
Recess provided rotating body are freely rotatably arranged and in the slot-shaped
Recesses of the rotating body engaging, free probes of the support arms of the bearing body
are pivotably mounted in these via axle shafts.
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.The displacement according to the invention of a bearing body for the cutting head
a shield tunneling machine is particularly characterized in that the for
Serving support of the bearing body in the guide rails of the shield jacket
Sliding blocks are largely kept free of tilting moments and therefore no danger
are exposed to tilting with respect to the guide rails. The arrangement of the
cardanic joint connection between the support arms and the sliding blocks in the
In addition, sliding blocks themselves have the advantage of being extraordinarily simple
and space-saving design. Finally, as an advantage of the invention
emphasized that even if a part of the cardan support arm linkage breaks
no dangerous movement of the cutting head is to be feared, as the support arms
in such a case would immediately come to rest on the inside of the shield and the cutting head
therefore would only make a small movement.
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.The invention is in the following description of examples
based
one embodiment shown in the drawing is described in detail.
In the drawing, FIG. 1 shows a more or less schematic longitudinal section
a shield tunneling machine with a cutting head displacement according to the invention;
FIG. 2 shows a partial section through a shield driving machine along the line II-II
in Figure 1; FIG. 3 shows a partial section through a shield tunneling machine
the line III - III in Figure 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.A jacking shield, designated as a whole by 10, has a double-walled one
Shield jacket 11 on the front edge penetrating into the Orstbrust
is provided with a cutting edge 12. In the shield 10 is through the mediation of a bearing body
17 a cutting head 13 equipped with cutting and / or drilling tools, both in FIG
Direction of advance movable as well as suspended on all sides tiltable. The cutting head
13 further comprises an end plate 14, the rear side with a central in the shield axis
arranged drive shaft 15 coupled to which a downstream cutting head drive
works. The cutting head drive is designed so that it can optionally be used with the cutting head
can give a rotational movement or a pendulum rotation movement, and exists
in the exemplary embodiment shown essentially consists of double-acting hydraulic
Cylinder units 16, which are connected to the drive shaft 15 via lever arms protruding in a raial manner
or the like. Together with the face plate 14 is the cutting head
13 mounted in a substantially ring-shaped bearing body 17, wherein
the drive shaft 15 of the cutting head 13 has a central opening in the bearing body
17 interspersed. On the outer circumference of the bearing body 17 are rigid, radial to the shield axis
directed support arms 18 are provided opposite each other in the horizontal
are arranged. About the support arms 18 of the bearing body 17 is through the mediation of,
in guide rails 21
slidably guided in the shield jacket 11
GleiNsReitnen 20 supported displaceably in the advance direction, so that the bearing body
17 and the cutting head 13 carried by it, including the face plate 14, can be advanced or
is retractable. There are several hydraulic pre-press cylinders for the cutting head feed
28 are provided, which act on the rear side of the bearing body 17 via ball joints 29
and the piston rods of which are connected to abutments 30 in a ball-and-socket manner. Means
the pre-press cylinder 28, which is preferably arranged in a ring around the shield axis
the cutting head 13 can be advanced together with the bearing body 17 in the advance direction,
if all pre-press cylinders 28 simultaneously and evenly with pressure medium
be applied. With a correspondingly different application of the
The bearing body 17 can, thanks to its articulated, pre-press cylinder 28 with pressure medium
Connection to the sliding blocks 20 held in a sliding manner in the guide rails 21
be tilted around any axis.
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.The sliding bodies 20 are essentially cuboid solid bodies
formed, which for the most part in an approximately U-shaped cross-sectional profile
engaging having guide rails 21. The sliding blocks 20 are provided with a central,
cylindrical recess 35 which has a step-shaped step 36
and in each of which a rotating body 38 correspondingly provided with a collar 37 engages.
With its collar 37, the rotating body 38 lies on the shoulder 36 of the recess
35, and is free about an axis directed perpendicular to the guide rail 21
rotatably mounted in sliding block 20. The rotating bodies 38 are each axial with one
directed, slot-shaped recess 39 provided in which the free and tapered
The end of a support arm 18 engages. The end regions 40 of the support arms 18 have
a rectangular cross-sectional profile of the slot-shaped recesses 39 in the
Rotating bodies
38, but smaller in length than the cross-sectional profile of the slit-shaped
Recesses 39 in the Drehköryern 38 is such that the end regions 40 of the support arms
18 without play along their broad sides and with formation along their narrow sides
at least gap-shaped intermediate spaces 41 in the slot-shaped recesses 39
tire the rotating body 38. The end regions 40 of the support arms are located in the rotating body 38
18 each by arranging an axle shaft 42 around a substantially horizontal one
Axis which rails transversely to the axis of the guides 21 is pivotable
hung up. The end regions 40 of the support arms 18 are exactly in the rotating bodies 38
guided and pivotable about the axle shafts 42 within predetermined angular ranges
stored.