DE2262388C3 - Shield driving machine for tunnel construction - Google Patents
Shield driving machine for tunnel constructionInfo
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Description
Die Erfindung beziet 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 ncigbar im Schildmantel aufgehängt ist, wobei die Tragarme des Lagerkörpers über Kardangelenke mit in Führungsschienen des Schildmantels in Vortriebsrichtung verschieblich geführten Führungsorganen verbunden sind, nach Patent 22 34 965.The invention relates to a shield tunneling machine for tunnels, especially for use in unstable soils, the cutting head over preferably horizontally aligned support arms of one in opposite guides of the shield jacket Slidable in the direction of advance and the bearing body can be tilted on all sides relative to the shield axis through the intermediary of pre-press cylinders, it can be advanced as well as ncigbar around any axis in the Shield jacket is suspended, the support arms of the bearing body via cardan joints with in guide rails of the shield jacket are connected to guide elements that can be moved in the direction of advance, according to patent 22 34 965.
Das Hauptpatent 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 Lagerkörpe· über Kardangelenke mit von den Führungen im Schildmantel in Vortriebsrichtung geführten Führungsorganen zu verbinden. Im einzelnen sollen dabei einander diametral zur Schildach- :· se gegenüberliegende, Tragarme bildende Ausleger des Lagerkörpers über quer zu ihrer Achse ausgerichtete Drehbolzen mit Schwenkzapfen verbunden sein, welche um die Tragarmachse drehbar in Lagerbüchsen bildenden Führungsorganen gelagert sind, wot si dieThe main patent relates to a cutting head displacement in the shield jacket of a shield tunneling machine, The simple and space-saving design allows extensive, all-round adjustability of the cutting head ensures and proposes to this end, the bearing body carrying the cutting head via cardan joints from the guides in the shield jacket to connect guide organs guided in the direction of advance. in the Individuals should be diametrically opposed to the shield axis: Bearing body be connected to pivot pins aligned transversely to its axis, which are rotatably mounted around the support arm axis in bearing bushes forming guide members, wot si
ίο Führungsorgane in den Führungen des Schildmantels parallel zur Schildachse verschiebbar gehalten sind. Die kardanische Verbindung zwischen den Tragarmen des Lagerkörpers mit den in den Führungen des Schildmantels längsverschieblichen Führungsorganen gewährlei-ίο Guide organs in the guides of the shield jacket are held displaceable parallel to the shield axis. The cardanic connection between the support arms of the Bearing body with the longitudinally displaceable guide members in the guides of the shield jacket
i.s stet zwar eine im Hinblick auf die Anpassung der Schneidkopfverstellung an die jeweils anstehende Bodenbeschaffenheit und im Hinblick auf eine Unterstützung von Steuerungsmaßnahmen erwünschte allseitige Einstellbarkeit des _ .-hneidkopfes, bringt jedochi.s actually one with a view to adapting the Adjustment of the cutting head to the respective soil conditions and with a view to support All-round adjustability of the cutting head, which is desired by control measures, but brings
ίο infolge des Abstandes zwischen dem Gelenk im Tragarm und dem Führungsorgan die Gefahr der Einleitung eines Kippmomentes in das Führungsorgan und damit eines Verkantens des Führungsorgans mit sich. Ein weiterer Nachteil der Einzclausgestaltung 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. ίο as a result of the distance between the joint in the support arm and the guide element, the risk of introducing a tilting moment into the guide element and thus tilting the guide element with it. Another disadvantage of the individual design according to the main patent appears to be that if the pivot pin connecting the pivot pin to the support arm breaks, the cutting head may be dangerously knocked down.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schildvortriebsmaschine und insbesondere eine Schneidkopfverlagerung für eine Schildvortriebsmaschine nach dem Patent 22 34 965 derart weiterzubilden, daß bei einfacher und raumsparender Ausbildung der Schneidkopfverlagerung und unter Beibehaltung der Vorteile der Anordnung nach dem Patent 22 34 965 die dieser noch anhaftenden Unzulänglichkeiten vermieden werden.The invention is therefore based on the object of a shield tunneling machine, and in particular one Cutting head displacement for a shield tunneling machine according to patent 22 34 965 such to develop that with a simple and space-saving training of the cutting head displacement and under Retention of the advantages of the arrangement according to patent 22 34 965 those still adhering to this Deficiencies are avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schildvortriebsmaschine der eingangs bezeichnetenAccording to the invention, this object is achieved in the case of a shield tunneling machine as described at the beginning
4« Bauart dadurch gelöst, daß die kardanische Verbindung der Tragarme mit den Führungsorganen jeweils in oder in unmittelbarer Nähe von den Auflagerflächen der Führungsorgane auf den Führungsschienen des Schildmantels angeordnet sind. Die in den Führungsschienen des Schildmantels verschiebbaren Führungsorgane sind dabei erfindungsgemäß als Gleitsteine ausgebildet und nehmen eine um wenigstens zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen gelenkige Lagerung der Tragarme des Lagerkörpers auf.4 «design solved in that the cardanic connection of the support arms with the guide members in or in the immediate vicinity of the bearing surfaces of the guide elements on the guide rails of the shield jacket are arranged. The guide organs that can be displaced in the guide rails of the shield shell are designed according to the invention as sliding blocks and take one perpendicular to each other by at least two standing axes articulated mounting of the support arms of the bearing body.
Vorzugsweise sind die Tragarme in den Gleitsteincn jeweils um eine erste, irn 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 derPreferably, the support arms in the sliding blocks are each substantially horizontal around a first one directed axis unlimited and limited to a second, essentially vertically directed axis pivoted. 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
<*> Drehkörper eingreifenden freien Enden der Tragarme des Lagerkörpers in diesen über Achswellen schwenkbar gelagert sind.<*> Rotary body engaging free ends 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 SchildvortriebsmaschineThe inventive relocation of a bearing body for the cutting head of a shield tunneling machine
(ii zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die zur Abstützung des Lagerkörpers in den Führungsschienen des Schildmantels dienenden Gleitsteine von Kippmomenten weitgehendst freigehalten sind und somit keiner (ii is characterized in particular by the fact that the sliding blocks serving to support the bearing body in the guide rails of the shield jacket are largely kept free of tilting moments and thus none
Gefahr eines Verkaniens gegenüber den Führungsschienen ausgesetzt sind. Die Anordnung der kardanischen Gelenkverbindung zwischen den Tragarmen und den Gleitsteinen in den Gleitsteinen selbst bringt darüber hinaus noch den Vorzug einer außergewöhnlich einfachen und raumsparenden Bauweise mit sich. Schließlich sei noch der Vorzug der Erfindung hervorgehoben, daß auch beim Bruch eines Teiles der kardanischen Tragarmanlenkung keinerlei gefährliche Bewegung des bchneidkopfes 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.Risk of jamming in relation to the guide rails are exposed. The arrangement of the cardanic joint between the support arms and The sliding blocks in the sliding blocks themselves also have the advantage of being exceptional simple and space-saving construction. Finally, there is the advantage of the invention emphasized that even if a part of the cardanic support arm linkage breaks, there is no danger whatsoever Movement of the cutting head is to be feared, as the support arms in such a case immediately on the inside of the shield would come to the plant and the cutting head would therefore only perform a small movement.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt dieThe invention is in the following description of examples is described in detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. In the Drawing shows the
F i g. 1 eine mehr oder minder schematische Längsschnittdarstellung einer Schildvortriebsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schneidkopfverlagerung;F i g. 1 shows a more or less schematic longitudinal section a shield driving machine with a cutting head displacement according to the invention;
Fig.2 einen Teilschnitt durch eine Schildvortriebsmaschine entlang der Linie H-Il in Fig. 1;2 shows a partial section through a shield driving machine along the line II-II in Fig. 1;
F i g. 3 einen Teilschnitt durch eine Schildvortriebsmaschine entlang der Linie IH-IIl in Fig. 2.F i g. 3 shows a partial section through a shield driving machine along the line IH-III in FIG. 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 ist, auf die ein nachgeschalteter Schneidkopfantrieb wirkt. Der Schneidkopfantrieb ist so geschaltet, daß er dem Schneidkopf wahlweise eine Rotationsbewegung oder aber eine Pendeldrehbewegung erteilen kann und besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus doppelt wirkenden hydraulischen Zylindereinheiten 16, die mit der Antriebswelle 15 über radial vorspringende Hebelarme oder dergl. zusammenwirken. 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 Öffnung 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 Gleitsteinen 20 in Vortriebsrichlung verschiebbar abgestützt, so daß der Lagerkörper 17 und der von ihm getragene Schneidkopf 13 samt Stirnplatte 14 vorschiebbar bzw. zurückziehbar ist. Für den Schneidkopf-A generally designated 10 propulsion shield has a double-walled shield jacket 11, which on its front edge penetrating the Orstbrust is provided with a cutting edge 12. In the shield 10 is through Mediation of a bearing body 17 with a cutting and / or drilling tools equipped cutting head 13 both in the direction of advance and on all sides hung inclined. The cutting head 13 further comprises an end plate 14, the rear with a central in the Shield axis arranged drive shaft 15 is coupled to which a downstream cutting head drive works. The cutting head drive is connected in such a way that it optionally gives the cutting head a rotational movement or it can give a pendulum rotary movement and essentially consists in the illustrated embodiment from double-acting hydraulic cylinder units 16, which with the drive shaft 15 via radial projecting lever arms or the like. Cooperate. Together with the face plate 14 is the Cutting head 13 mounted in a substantially ring-shaped bearing body 17, the Drive shaft 15 of the cutting head 13 passes through a central opening of the bearing body 17. On the outer circumference of the bearing body 17 rigid support arms 18 directed radially to the shield axis are provided which are arranged opposite one another in the horizontal. About the support arms 18 is the Bearing body 17 by mediating in guide rails 21 in the shield shell 11 slidably guided Sliding blocks 20 displaceable in the direction of advance supported so that the bearing body 17 and the cutting head 13 carried by it together with the face plate 14 can be advanced or is retractable. For the cutting head
ΐ vorschub 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 Schildachseΐ there are several hydraulic pre-press cylinders 28 in advance provided, which attack the rear of the bearing body 17 via ball joints 29 and their piston rods are connected to abutments 30 in a ball-and-socket manner. By means of the preferably ring around the shield axis
ίο 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 unterschiedliehe 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.ίο arranged prepress cylinder 28 is the cutting head 13 together with the bearing body 17 in the advance direction can be advanced when all the pre-compression cylinders 28 are simultaneously and evenly acted upon with pressure medium will. By a correspondingly different application of the prepress cylinder 28 with The bearing body 17 can pressurize medium thanks to its articulated connection with the in the guide rails 21 slidably held sliding blocks 20 are inclined about any axes.
ίο Die Gleitkörper 20 sind im wesentlichen als quaderförmige Vollmaterialkörper ausgebildet, die zum überwiegenden Teil in ein etwa U-fönniges 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 3€ der Ausnehmungίο The sliding bodies 20 are essentially as Cuboid solid body formed, which for predominantly engage in a roughly U-shaped cross-sectional profile having guide rails 21. The sliding blocks 20 are provided with a central, cylindrical recess 35, the one has stepped offset 36 and in each of which a correspondingly provided with a collar 37 Rotary body 38 engages. With its collar 37, the rotating body 38 lies on the shoulder 3 € of the recess
jo 35 auf und ist um eine senkrecht zur Führungsschiene 21 gerichtete Achse frei drehbar im Gleitstein 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 schlitzförmigen Ausnehmungen 39 in den Drehkörpern 38 ist, derart, daß die Endbereiche 40 der Trafarme 18 entlang ihrer Breitseiten spielfrei und entlang ihrer Schmalseiten unter Bildung mindestens spaltförmiger Zwischenräume 41 in den schlitzförmigen Ausnehmungen 39 der Drehkörper 38 eingreifen. Imjo 35 and is around a perpendicular to the guide rail 21 oriented axis freely rotatably mounted in the sliding block 20. The rotating bodies 38 are each axial with one directed, slot-shaped recess 39, in which the free and tapered end of a support arm 18 intervenes. The end regions 40 of the support arms 18 have a rectangular cross-sectional profile slot-shaped recesses 39 in the rotating bodies 38, but smaller in length than the cross-sectional profile of the slot-shaped recesses 39 in the rotating bodies 38, such that the end regions 40 of the Trafarm 18 play-free along their broad sides and along their narrow sides with formation at least Gap-shaped interspaces 41 engage in the slot-shaped recesses 39 of the rotating body 38. in the
,(■j 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 Führungsschienen 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., (■ j rotating bodies 38 are the end regions 40 of the support arms 18 each by arranging an axle shaft 42 around a substantially horizontal axis which is transverse to the axis the guide rails 21 is aligned, pivotally suspended. The end regions 40 of the support arms 18 are shown in FIG guided precisely around the rotating bodies 38 and around the axle shafts 42 within predetermined angular ranges pivoted.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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