DE2534984C3 - Schildvortriebsmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schildvortriebsmaschine, bestehend aus einem vorderen und einem hinteren Schildabschnitt, die über zwischen beiden Teilen angeordnete Hauptpressen sich, insbesondere teleskopisch, überlappend gegeneinander relativ verschiebbar sind, wobei der hintere Schildabschnitt als Schildschwanz ausgebildet ist, in dessen Schutz die Tunnelauskleidungssegmente eingebracht werden, und zusätzliche Pressen aufweist, die nach hinten zur Anlage gegen den Tunnelausbau ausfahrbar sind und einen Hub aufweisen, der zumindest geringfügig größer ist als die axiale Länge der einzelnen Tunnelausbausegmente.

Eine Schildvortriebsmaschine dieser Ausbildung ist aus der US-PS 12 92 159 bekannt.

Eine zum Vortrieb in einem sich selbst abstützenden geologischen Material geeignete Vortriebsmaschine ist ferner aus der US-PS 32 03 737 bekannt Die bekannte Maschine weist eine Abspannanordnung auf, die seitlich in Verankerung mit beiden Seitenabschnitten des Tunnels ausgefahren werden kann. Dabei erstrecken sich hydraulische Pressen von der Abspannanordnung nach vorne gegen einen Rahmen, welcher einen angetriebenen Schneidkopf aufnimmt Die Pressen stützen sich nach hinten gegen die Abspannanordnung ab und dienen bei ihrem Ausfahren dazu, den Rahmen und den von ihm getragenen Schneidkopf im Tunnel nach vorne zu schieben. Am Ende des Arbeitshubes wird die Abspannanordnung von der Tunnelwandung zurückgefahren und durch die Pressen in eine neue Stellung gezogen. Anschließend wird sie seitlich ausgefahren, um erneut in Anlage mit der Tunnelwandung zu gelangen, wobei sich der beschriebene Vorgang wiederholt

Es ist ferner bekannt, einen Tunnel durch Erdreich vorzutreiben, welches eine kontinuierliche Abstützung mittels einer Schildvortriebsmaschine erfordert. Ein Ausführungsbeispiel einer Schildvortriebsmaschine ist in der US-PS 32 66 257 beschrieben. Diese bekannte Maschine besitzt einen rohrförmigen Schild, welcher einen sich nach hinten erstreckenden Endabschnitt aufweist. Eine aus Tunnelauskleidungssegmenten aufgebaute Tunnelauskleidung wird im wesentlichen hinter der Maschine innerhalb des durch den Endabschnitt gebotenen Schutzes errichtet. Der Schild wird während des Tunnelvortriebs mittels einer Anzahl hydraulischer Pressen nach vorne bewegt, wobei die Pressen vom Schild nach hinten ausgefahren werden können, um sich gegen den vorderen Bereich der Tunnelauskleidung

J5 abzustützen.

Die US-PS 35 23 426 zeigt eine Schildvortriebsmaschine zum Vortrieb eines Tunnels durch Erdreich, welches Zonen unterschiedlicher Stabilität aufweist. Gemäß dieser Patentschrift wird die Schildvortriebsmaschine zur Bearbeitung des Materials verwendet. Anschließend wird die Maschine zurückgefahren. Dann wird ein aus Tunnelauskleidungssegmenten bestehender Auskleidungsring in dem vor der Maschine liegenden Tunnelabschnitt errichtet. Schließlich wird die Maschine ein weiteres Stück nach vorne bewegt. Darauf wird die Maschine zurückgefahren, und ein weiterer Ring der Tunnelauskleidungssegmente wird errichtet. Dieses Verfahren wiederholt sich, bis die Maschine eine Zone weichen oder instabilen Materials durchfahren hat.

Die US-PS 34 11 826 zeigt ebenfalls eine Tunnelvortriebsmaschine, welche sich zum Einsatz sowohl in sich selbst abstützendem Erdreich als auch in solchem Erdreich eignet, welches eine kontinuierliche Abstützung erfordert. Die Maschine ist im wesentlichen eine Schildvortriebsmaschine und weist nach hinten ausfahrbare Pressen auf, welche sich gegen die Tunnelauskleidung abstützen, um die Maschine beim Arbeiten durch eine Abstützung erforderndes Erdreich nach vorne zu bewegen. Jedoch ist die Maschine auch mit einer

bo Zusatzeinrichtung in Gestalt eines radial ausfahrbaren Rings versehen. Wird die Maschine zumVortrieb durch sich selbst abstützendes Erdreich verwendet, so wird der Ring im Tunnel hinter dem Schild installiert. Der Ring wird in radialer Richtung ausgefahren, um die

μ Tunnelwand zu erfassen und dabei fest im Tunnel verankert. Anschließend werden die Pressen nach hinten ausgefahren, um sich gegen den verankerten Ring abzustützen und dabei die Maschine im Tunnel

relativ zum Ring nach vorne zu bewegen.

Die US-PSen 36 13 379 und 36 13 384 zeigen jeweils Vortriebsmaschinen mit mehreren Schildbereichen. Die Scnildbereiche sind teleskopisch miteinander verbunden, wobei jeder Schild im Tunnel gegenüber dem benachbarten Schild mittels hydraulischer Pressen bewegt wird, die zwischen benachbarter' Schildbereichen angeordnet sein können. Mindestens einige dieser Schildbereiche sind zum Erfassen der Tunnelwandung in radialer Richtung ausfahrbar oder tragen in radialer Richtung ausfahrbare Greiferschuhe zum Erfassen der Tunnelwandung. Im Einklang mit diesen Patentschriften wird im Tunnel hinter der Maschine eine kontinuierliche Zementauskleidung errichtet

Schließlich ist die Unterteilung des Schilds von Schildvortriebsmaschinen in einzelne Abschnitte, die über zwischengeschaltete Schubkolbengetriebe miteinander relativ verschiebbar verbunden sind, so daß der Schild mittels unterschiedlicher Beaufschlagung der Schubkolbengetriebe steuerbar ist, aus der DE-OS 2109 384, CH-PS 3 84 612 und der DE-AS 12 06 938 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schildvortriebsmaschine, der eingangs genannten Bauart durch eine andere Anordnung der Vorschubpressen so weiterzubilden, daß sie besser kurvengängig wird, das heißt, daß mit ihr engere Kurven aufgefahren werden können und daß die Tunnelauskleidung kontinuierlich eingebracht werden kann, auch wenn die Vortriebsmaschine arbeitet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zusätzlichen Pressen in mehrere Gruppen umfangseitig benachbarter, und gleichzeitig ausfahrbarer Pressen aufgeteilt sind, die gegeneinander jeweils fortschreitend um einen Betrag versetzt angeordnet sind, der im wesentlichen dem Hub der Hauptpressen entspricht, und daß die doppelt beaufschlagbaren Hauptpressen gemeinsam nach hinten um einen Betrag ausfahrbar sind, der im wesentlichen 1/x des Hubes der zusätzlichen Pressen entspricht, wobei χ der Anzahl der Gruppen entspricht, in die die zusätzlichen Pressen eingeteilt sind.

Als Folge dieser Ausbildung kann eine Gruppe der zusätzlichen Pressen eingezogen werden, damit die Tunnelauskleidungssegmente in den freigegebenen Raum eingesetzt werden können, während die übrigen Gruppen gegen einen vorausgehend errichteten vorderen Abschnitt der Tunnelauskleidung ausgefahren sind und die Hauptpressen zur Bewegung des vorderen Schilds gegenüber dem hinteren Schild verwendet werden, wobei, da der Hub der Hauptpressen im wesentlichen Mx des Hubs der zusätzlichen Pressen entspricht, der vordere Schild in einer verhältnismäßig scharfen Kurve gedreht werden kann.

Durch diese besondere Anordnung der verschiedenartigen Vorschubpressen zu Gruppen und deren hubmäßige Abstimmung aufeinander wird es möglich, während des Einsatzes der Tunnelvortriebsmaschine kontinuierlich die Tunnelauskleidung zu errichten und dennoch eine Vorwärtsbewegung der Maschine längs einer Bahn mit verhältnismäßig kleinem Radius zu bo erzielen.

In weiterer Ausgestaltung der Schildvortriebsmaschine sind die zusätzlichen Pressen in zwei Gruppen aufgeteilt. Damit wird lediglich eine Weiterbewegung der Tübbing-Erektoren für das Aufrichten eines M geschlossenen Rings von Tübbing-Segmenten erforderlich.

Gemäß einer Ausgestaltung der Schildvortriebsmaschine weist der hintere Schildteil einen mit seiner Innerfläche fest verbundenen, in radialer Richtung kurzen Rahmen auf, an dem die zusätzlichen Pressen befestigt sind. Auf diese Weise steht ein großer, offener, mittiger Bereich des Rahmens zur Verfügung, um einen Raum für einen zentral angeordneten Förderer und den Tübbing-Erektor, sowie den Durchtritt von Bedienungspersonen zu schaffen.

Zweckmäßig sind dabei eine erste Gruppe von Pressen im oberen Halbkreisbereich des Rahmens und eine zweite Gruppe in dessen unteren Halbkreisbereich angeordnet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Bewegung von im mittleren Bereich der Schildvortriebsmaschine angeordneten Abspannschuhen möglichst wenig durch die Anordnung der Pressen beeinträchtigt wird.

Dabei weist der hintere Schildteil in an sich bekannter Weise eine vor dem Schildschwanz liegende Anordnung von Abspannschuhen auf, die gegen die Tunnelwandungen preßbar sind, und zwischen beiden Schildteilen ist eine Drehmomente übertragende Vorrichtung vorgesehen.

Die Anordnung von Abspannschuhen, die hydraulisch an umfangseitig verteilte Stellen der Schildvortriebsmaschine gegen die Tunnelwand gepreßt werden, ist aus der US-PS 34 11 826 bekannt. Es ist ferner bekannt, an Stelle einer Anzahl von umfangseitig verteilten Abspannschuhen als Abstützvorrichtung einen in Umfangsrichtung der Tunnelvortriebsmaschine dehnbaren Mantel anzuordnen, der an seinen Rändern an einem Stützrohr anliegt und zwischen sich und dem Stützrohr einen Raum abschließt, der zum radialen Aufweiten des Mantels mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist (DE-AS 12 72 744). Schließlich ist die Befestigung des Vortriebsschilds an der Wand des Ausbruchsquerschnitts mittels Abspannschuhen durch die DE-OS 21 07 044 an sich bekannt.

Der vordere Schild kann mit einem umlaufenden Schneidkopf versehen sein, oder kann ein anderes Erdbearbeitungsgerät aufweisen oder lediglich einen Arbeitsbereich für die Arbeiter.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine, wobei einige Teile in Seitenansicht dargestellt sind,

Fig. 2 einen Querschnitt im wesentlichen längs der Linie 2-2 der F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt im wesentlichen längs der Linie 3-3 der Fig. 1, wobei einige Teile weggelassen sind,

Fig.4 einen Teilschnitt im wesentlichen längs der Linie 4-4 der F i g. 3,

Fig.5 eine Teildraufsicht im Bereich der teleskopischen Überlappung der beiden Schilde, wobei vordere Bereiche des Schildumfangs weggeschnitten sind,

F i g. 6 eine schematische Längsschnittansicht, aus welcher die Bauelemente in der Stellung gemäß F i g. 1 ersichtlich sind, wobei jedoch die untere Gruppe zusätzlicher Pressen eingefahren ist,

Fig. 7 eine der Fig.6 ähnliche Darstellung, wobei jedoch der hintere Schild vorgeschoben ist,

Fig. 8 eine der F i g. 7 ähnliche Darstellung, wobei jedoch der vordere Schild nach vorne bewegt, die untere Gruppe der zusätzlichen Pressen ausgefahren und die oberen Gruppe der Pressen eingefahren ist, und Fig. 9 eine schematische Darstellung des Fluidsy-

stems für ein diametral einander gegenüberliegendes Paar vorderer Pressenansätze eines beispielsweise gezeigten Steuersystems, durch die auch das Fluidsystem erläutert wird, welches für das verbleibende Paar diametral einander gegenüberliegender Pressensätze vorgesehen ist, da die Systeme einander im wesentlichen gleichen.

Gemäß der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind ein vorderer, rohrförmiger Schild 10 und ein hinterer, rohrförmiger Schild 12 vorgesehen, die teleskopisch miteinander verbunden sind. Der vordere Schild 10 weist einen hinteren Abschnitt 14 auf, welcher überlappend mit dem vorderen Abschnitt 15 des hinteren Schilds 12 angeordnet ist. Der hintere Schild 12 weist einen iängiichen, sich nach hinten erstreckenden Endabschniti 16 auf, innerhalb welchem eine aus Abschnitten bestehende Tunnelauskleidung TL errichtet wird.

Der hintere Schild 12 besitzt ferner eine Greiferanordnung zum Erfassen der Seitenwand des Tunnels zwecks Verankerung des hinteren Schilds 12, damit dieser Druckkräfte und Drehmomente aufnehmen kann. Die Abspannanordnung kann ein Paar radial ausfahrbarer und einziehbarer Abspannerschuhe 18, 19 (Fig.3) aufweisen, weiche mittels doppeltwirkender, hydraulischer Zylinder 20 ausgefahren und zurückgezogen werden. Der hintere Schild 12 enthält ferner einen ringförmigen, in radialer Richtung kurzen Rahmen 22, welcher sich an die Schildwandung anschließt. Der Rahmen 22 besitzt im wesentlichen radiale Führungen 24 für die Abspannerschuhe 18, 19. Der mittige Bereich des Rahmens 22 ist offen, um einen Raum für einen Förderer 26 und eine Tübbing-Erektor £ sowie für den Durchtritt von Bedienungspersonen zu schaffen.

Der Rahmen 22 trägt ferner einen Ring axial angeordneter, nach hinten ausfahrbarer Pressen 48, die anschließend als zusätzliche Pressen bezeichnet werden. Die Pressen 48 können nach hinten ausgefahren werden, um sich gegen die vorderen Tübbing-Segmente S der Tunnelauskleidung TL abzustützen. Nach diesem Ausfahren werden die Pressen 48 zurückgezogen, um vor dem letzten vollständigen Ring der Tübbing-Segmente Seinen Raum zu schaffen, in dem neue Segmente S mittels der Tübbing-Erektor E in der anschließend beschriebenen Weise eingesetzt werden können.

Der vordere Schild 10 weist ebenfalls einen ringförmigen, in radialer Richtung kurzen Rahmen 50 mit freiem Mittelbereich auf. Der Rahmen 50 trägt einen zweiten Ring axial angeordneter, nach hinten ausfahrbarer Pressen 52, die anschließend als Hauptpressen bezeichnet werden. Die Kolbenstangen 54 der Pressen 52 sind nach hinten ausfahrbar, um sich gegen einen radialen Wandabschnitt 56 des Rahmens 22 abzustützen. Die Pressen 52 bestehen aus doppeltwirkenden hydraulischen Zylindern. Die Kolbenstangen 54 sind mit der Rahmenwand 56 verbunden, so daß sie auch dazu verwendet werden können, den Schild 12 nach vorne zu ziehen.

Der vordere Schild 10 trägt ferner einen Schneidkopfträger 58, auf welchem eine mittels eines Kraftantriebs bewegbare Gesteinsschneidvorrichtung, beispielsweise ein umlaufender Schneidkopf 60, durch ein Lager 62 mit großem Durchmesser befestigt ist. Am Schneidkopfträger 58 sind eine Anzahl Antriebsmotoren 64 angeordnet die zum Antrieb nicht dargestellter Ritzel dienen, die in einen nicht gezeigten, großen Zahnkranz am Schneidkopf 60 in der üblichen Weise eingreifen. Der Schneidkopf 60 trägt eine Anzahl nach vorne gerichteter Schneidelemente, beispielsweise ablaufende Schneidräder. Am Umfang des Schneidkopfes 60 sind Becher 68 zur Aufnahme des Materials angeordnet. Diese Becher nehmen das von der Tunnelstirnseite 70 gelöste Material auf und geben es an im Schneidkopf befindliche Schächte ab, durch welche das Material in einen Trichter 72 gelangt, welcher es auf ein Förderband eines Förderers 26 abgibt. Das Förderband 74 bringt das abgebaute Material nach

ίο hinten aus dem Tunnel heraus oder an eine weitere Transportvorrichtung zum Abtransport aus dem Tunnel. Dies erfolgt, während der vordere Schild nach vorne gedruckt wird.

Jeder Schild 10, 12 trägt sich selbst auf Grund des Umstands, daß sein unterer Abschnitt unmittelbar am Boden des Tunnels aufliegt.

Wenn die Maschine zum Vortrieb eines Tunnels durch hartes Material verwendet wird, welches sich selbst abstützen kann, ist eine Tunnelauskleidung unter Umständen nicht erforderlich. In diesem Falle wird der hintere Pressensatz 48 eingezogen und nicht verwendet. Die Abspannerschuhe 18, 19 werden ausgefahren, um die Tunnelwand zu erfassen und dabei den hinteren Schild im Tunnel zu verankern. Die vorderen Pressen 52 werden ausgefahren, um den vorderen Schild 10 relativ zum verankerten hinteren Schild 12 nach vorne zu drücken. Der Schneidkopf 60 wird in Umlauf gebracht, um die Tunnelstirnseite 70 zu bearbeiten, während der Schild 10 nach vorne gedruckt wird. Nach vollständigem Ausfahren der Pressen 52 werden die Abspannschuhe 18, 19 zurückgezogen, und die Pressen 52 werden dazu verwendet, den hinteren Schild relativ zum vorderen Schild 10 nach vorne zu ziehen. Nachdem die Pressen 52 vollständig eingezogen sind und sich der hintere Schild 12 in seiner neuen Stellung vor der alten Lage befindet werden die Abspannschuhe 18, 19 erneut ausgefahren und der beschriebene Vorgang wiederholt sich.

Wird die Tunnelvortriebsmaschine zum Einsatz in einem Material verwendet, welches nicht ausreichenc selbstabstützend ist, so wird hinter der Maschine eine Tunnelauskleidung im Schutz der Abdeckung errichtet die durch den Schildschwanz 16 des hinteren Schilds \Ί geliefert wird. Bei verhältnismäßig festem Materia werden die Abspannschuhe 18,19 ausgefahren, um der hinteren Schild 12 im Tunnel zu verankern. Die Presser 52 werden dazu verwendet, um den vorderen Schilc gegenüber dem verankerten hinteren Schild nach vorm zu drücken, während der Schneidkopf 60 zur Bearbei tung der Tunnelstirnseite 70 umläuft. Nach vollständi gern Ausfahren des vorderen Schildes werden di« Abspannschuhe 18, 19 eingefahren, und die Pressen 5i werden dazu verwendet, den hinteren Schild 12 nacr vorne in eine neue Lage zu ziehen. Gegebenenfall: müssen die hinteren Pressen 48 verwendet werden, un die Vorwärtsbewegung des Schildes 12 zu unterstützen Mit anderen Worten, die hinteren Pressen 48 könnet nach hinten ausgefahren werden, um sich gegen di< vorderen Tübbing-Segmente S der Tunnelauskleidunj TL abzustützen. Nach dem Ausfahren der Pressen 41

bo werden die Abspannschuhe 18, 19 erneut ausgefahrer um den hinteren Schild 12 im Tunnel zu verankern Anschließend wird der vordere Schild 10 erneut relati' zum hinteren Schild 12 mittels der Pressen 52 nacl vorne gedrückt. Gleichzeitig können die Pressen 4!

eingezogen werden, so daß zusätzliche Tübbing-Seg mente 5 installiert werden können, während sich de vordere Schild nach vorne bewegt, damit ein neuer Rinj Tübbing-Segmente Sam vorderen Ende der Tunnelaus

kleidung TL gebildet werden kann.

In einem Bereich, welches nicht fest genug ist, um den Einsatz der Abspannschuhe zu gestatten, erfolgt die Vorwärtsbewegung des Schilds 12 durch die Verwendung der Pressen 48 allein.

Die Abspannschuhe 18, 19 werden mittels eines oberen und unteren, doppeltwirkenden, hydraulischen Aniricbszylinders 80, 82 ausgefahren und eingefahren. Der obere Zylinder 80 ist zwischen Befestigungsnasen 84, 86 an den oberen Enden der Abspannschuhe 18, 19 angeordnet. In ähnlicher Weise ist der untere Zylinder 82 zwischen Befestigungsnasen 88, 90 an den unteren Enden der Abspannschuhe 18,19 angeordnet.

Die Schnitidarslellung (F i g. 3) des unteren Zylinders 82 zeigt den inneren Aufbau der beiden Zylinder 80, 82. jeder Zylinder 80, 82 enthält einen Kolben 92, dessen Kolbenkopf 94 innerhalb einer Kolbenkammer % angeordnet ist, welche eine geschlossene innere Stirnseite 98 und eine geschlossene äußere Stirnseite 100 aufweist. Eine erste Fluidkammer 102 veränderlichen Volumens wird zwischen dem Kolbenkopf 94 und der Stirnwand 98 gebildet. Eine erste Leitung 104 führt Fluid der Kammer 102 zu und führt es aus dieser ab. Eine zweite Kammer 106 wird zwischen dem Kolbenkopf 94 und der Stirnwand 100 gebildet. Eine zweite Leitung 108 ist vorgesehen, um der Kammer 106 Fluid zuzuführen und es von ihr abzuziehen. Die beiden Zylinder 80, 82 werden zusammen betätigt. Sollen die Abspannschuhe 18, 19 ausgefahren werden, so wird Antriebsmittel den Kammern 102 beider Zylinder 80, 82 zugeführt, während gleichzeitig Antriebsmittel von den Kammern 106 beider Zylinder 80, 82 abgezogen wird. Die Slrömungsrichtung des Antriebsmittels wird umgekehrt, falls die Abspannschuhe 18, 19 zurückgezogen werden sollen.

Wie am besten aus F i g. 3 ersichtlich ist, erstrecken sich die seitlich angeordneten zusätzlichen Pressen 48 seitlich durch die Führungen 24 für die Abspannschuhe 18, 19. Um eine Beeinträchtigung der Bewegung der Abspannschuhe durch die Pressen 48 zu verhindern, sind in den Abspannschuhen 18, 19 Schlitze 110 vorgesehen. Diese Schlitze 110 sind länglich in einer Richtung parallel zur Längsachse der Zylinder 18, 19 ausgebildet. Die Schlitze 110 sind lang genug, um eine notwendige Abspannschuhbewegung zuzulassen. In Fig.3 sind der Förderer und andere vergleichsweise mittig angeordnete Bauteile aus Gründen der Klarheit weggelassen.

Eine Kugelgelenkverbindung oder ähnliche Anordnung ist an jedem Ende eines jeden Zylinders 52 zwischen dem Zylinderende und seiner Halterung vorgesehen.

Der Schneidkopf 60 weist einen geringfügig größeren Durchmesser als die Schilde 10,12 auf. Auf diese Weise schneidet der Schneidkopf 60 einen Kreis, dessen Durchmesser geringfügig größer als jener der Schilde 10, 12 ist Die untere Begrenzung des Tunnels fällt im wesentlichen mit der untersten Fläche der Schilde 10,12 zusammen. Somit wird oberhalb der Schilde 10, 12 infolge dieses Durchmesserunterschieds ein radialer Spalt gebildet, welcher üblicherweise als »Oberschnitt« bezeichnet wird. Der obere Teil des vorderen Schilds 80 trägt zur Stabilisierung ein Paar Abspannschuhe 112, welche im wesentlichen radial durch Führungen einwärts und auswärts bewegt werden, die in einem Rahmenabschnitl des Schilds 10 vorhanden sind. Die Schuhe 112 werden mittels doppeltwirkender, hydraulischer Zylinder 114 ausgefahren und zurückgezogen. Eine Aufgabe der Schuhe 112 besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, welche im wesentlichen radial gegenüber dem Schildrahmen ausgefahren werden kann, um längs der oberen seitlichen Bereiche des Tunnels zu gleiten, um eine stabilisierende Anlage an diesen Stellen zu schaffen.

Die Schuhe 112 können ferner in Anlage an die Tunnelwandung gebracht werden, um zur Verankerung des vorderen Schildes 10 beizutragen, während der hintere Schild 12 nach vorne bewegt wird. In einigen Anordnungen wird das Gewicht des vorderen Schilds 10 allein als ausreichend zu seiner Verankerung angesehen, während die Vorwärtsbewegung des Schilds 12 erfolgt. Selbstverständlich ist eine Verankerung des vorderen Schilds 10 nicht nötig, wenn die hinteren Pressen 48 dazu eingesetzt werden, den hinleren Schild 12 nach vorne zu bewegen.

An einander gegenüberliegenden Seiten der Maschine sind zwei Drehmoment übertragende Zylinder 116, 118 angeordnet, welche als Verbindungsglieder dienen, um ein Drehmoment zwischen den beiden Schilden 10, 12 zu übertragen. Gemäß Fig. 1 ist ein vorderer Teil des Schneidkopfträgers 58 weggeschnitten, damit die Lage der Drehmoment übertragenden Zylinder 118 ersichtlich ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Schneidkopfträger 58 mit nach hinten gerichteten Befestigungsnasen 120, 122 an seinen beiden Seiten ausgestattet. Die oberen Enden der Zylinder 116, 118 sind mit diesen Befestigungsnasen 120,122 mittels eines Kugelgelenks oder dergleichen gelenkig verbunden. Die unteren Enden der Zylinder 116, 118 sind in ähnlicher Weise gelenkig mit Befestigungsnasen 124, 126 verbunden, die einen Teil des hinteren Schilds 12 bilden.

In jedem Drehmoment übertragenden Zylinder sind an den beiden Seiten des Kolbenkopfes gleich große Flächen vorgesehen. Die obere Kammer oberhalb des Kolbenkopfes des Zylinders 116 ist mit der unteren Kammer des Zylinders 118 der gegenüberliegenden Seite durch eine Fluidleitung verbunden. Ferner ist die untere Kammer des Zylinders 116 mit der oberen Kammer des Zylinders 118 durch eine Fluidleitung verbunden.

Da die beiden Schilde 10,12 teleskopisch miteinander verbunden sind, sind die beiden Drehmoment übertragenden Zylinder 116, 118 gegenüber der Vertikalen nach hinten geneigt. Wird der vordere Schild 10 nach vorne gedruckt, so bewegt sich der obere Verbindungspunkt in axialer Richtung nach vorne. Sind die Pressen 52 vollständig ausgefahren, so sind die Drehmoment übertragenden Zylinder 116, 118 gegenüber der Vertikalen nach vorne geneigt.

Während der Schneidbewegung hat der Schneidkopfträger 58 das Bestreben, sich gegenüber dem Schneidkopf 60 in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Der Grund dafür liegt darin, daß das auf den Schneidkopf 60 ausgeübte Drehmoment zur Drehung desselben in einer Richtung in entgegengesetzter Richtung auch auf den Schneidkopfträger 58 ausgeübt wird, wodurch die Neigung besteht, daß dieser in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Während des Vortriebs ist der hintere Schild 12 in seinem Platz verankert, da die Abspannschuhe 18, 19 nach außen in Anlage an die Tunnelwand ausgefahren sind. Das Gegendrehmoment wird über die Drehmoment übertragenden Zylinder 116, 118 vom Schneidkopfträger 58 auf den hinteren Schild 12 übertragen, wo einer tatsächlichen Drehung durch die Anlage an der Tunnelwandung Widerstand entgegengesetzt wird. Die beiden Drehmoment übertragenden Zylinder arbeiten gemeinsam. Das Gegendrehmo-

die untere Gruppe zusätzlicher Pressen erneut gegen die untere Hälfte des neuen Tübbing-Rings ausgefahren werden, und die obere Gruppe der zusätzlichen Pressen 48 kann zurückgezogen werden, so daß die obere Hälfte des neuen Rings Tübbing-Segmente errichtet werden kann. Selbstverständlich werden während des Errichtens der oberen Hälfte des neuen Tunnelauskleidungsrings die Hauptpressen 52 in der vorausgehend beschriebenen Weise, d. h. unter Ausführung zweier Hübe, eingesetzt, um den vorderen Schild 10 nach vorne zu bewegen.

Gemäß einer üblichen, nicht einschränkend zu versiehenden Ausführungsform werden der obere Satz dreier vorderer Pressen 52 und der untere Satz dreier vorderer Pressen 52 in der anschließend beschriebenen Weise koordiniert, um den vorderen Schild 10 in vertikaler Richtung, d. h. zur Neigungsverstellung, gegenüber dem hinteren Schild 12 zu steuern. In ähnlicher Weise werden der rechte und der linke Satz der vorderen Pressen 52 koordiniert, um eine Steuerung des vorderen Schilds 10 nach rechts oder links relativ zum hinteren Schild 12 zu erzielen. Zwischen dem Endabschnitt 14 und der vorderen Verlängerung 15 besteht ein ausreichendes Spiel, um die fragliche Winkelbewegung aufzunehmen.

Gemäß Fig.9 fördert eine Hydraulikpumpe 128 hydraulisches Arbeitsmittel an den Satz dreier vorderer Pressen 52, der an der linken Seite der Maschine liegt. Eiwe weitere Hydraulikpumpe 130 fördert hydraulisches Arbeitsmittel an die drei vorderen Pressen 52 an der rechten Seite der Maschine. Eine Verteilerleitung 132 führt von der Pumpe 128 zu einem Steuerventil 134. Die vorderen Kammern der vorderen Pressen 52 sind miteinander verbunden, und alle drei vorderen Kammern sind mittels einer Leitung 136 an das Steuerventil 134 angeschlossen. Die hinteren Kammern der vorderen Pressen 52 sind ebenfalls verbunden und sind alle drei über eine Leitung 138 an das Steuerventil 134 angeschlossen. Eine Rückleitung 140 führt vom Steuerventil 134 schließlich zurück zum Arbeitsmittelreservoir 142. In ähnlicher Weise führt eine Verteilerleitung 144 von einer Pumpe 130 zu einem Steuerventil 146. Die vorderen Kammern der rechts angeordneten drei Pressen 52 sind miteinander verbunden und sind alle drei mittels einer Leitung 148 an das Steuerventil 146 angeschlossen. Die hinteren Kammern der drei rechts angeordneten Pressen 52 sind ebenfalls miteinander verbunden und sind alle drei mittels einer Leitung 150 an das Steuerventil 146 angeschlossen. Eine Rückleitung 152 führt vom Steuerventil 146 zurück zum Arbeitsmittelreservoir 142.

Eine weitere Pumpe 154 dient dazu, Arbeitsmittel einem reversierbaren Hydraulikmotor 156 zuzuführen, welcher eine reversierbare Überführungspumpe 158 antreibt. Die Überführungspumpe 158 ist zwischen den Verteilerleitungen 132 und 144 angeordnet Ventile 160, 162 üblicher Ausführung sind zwischen der Verteilerleitung 132 und der Pumpe 158 bzw. zwischen der Überfühningspumpe 158 und der Verteilerleitung 144 angeordnet Ein Steuerventil 164 liegt zwischen der Pumpe 154 und dem Hydraulikmotor 156.

Während einer geradlinigen Vorwärtsbewegung der Tunnelvortriebsmaschine werden die Förderpumpen 128,130 betrieben, um hydraulisches Arbeitsmittel in die vorderen Kammern aller Pressen 52 zu fördern. Die Steuerventile 134, 146 befinden sich in der in F i g. 9 dargestellten Stellung. Hydraulisches Arbeitsmittel in den hinteren Kammern der Pressen 52 fließt aus diesen ment hat das Bestreben, die Kolbenstange und den Kolbenkopf des Zylinders 116 nach unten zu bewegen, wodurch Druck auf das Arbeitsmittel in der unteren Kammer ausgeübt wird. Das am Schneidkopfträger 58 ausgeübte Gegendrehmoment hat ferner das Bestreben, die Kolbenstange und den Kolbenkopf des Zylinders 118 anzuheben, wodurch Druck auf das Arbeitsmittel in der oberen Kammer des Zylinders 118 ausgeübt wird.

Infolge der an gegenüberliegenden Seiten der Kolben vorhandenen, gleich großen Flächen können die Drehmoment übertragenden Zylinder 116, 118 ihre Länge während der Teleskopbewegung der Schilde 10, 12 je nach den Erfordernissen verändern. Eine Bewegung, welche das Bestreben hat, die Zylinder 116, 118 zu verkürzen, ergibt einen Anstieg des Volumens einer jeden oberen Kammer und eine gleich große Volumenänderung in jeder unteren Kammer. Somit wird während einer solchen Bewegung Arbeitsmittel lediglich von jeder unteren Kammer in die damit verbundene obere Kammer überführt. In ähnlicher Weise führt eine Bewegung, welche das Bestreben hat, die Zylinder 116,118 zu verlängern, zu einem Abfall des Volumens in den oberen Kammern und zu einem entsprechenden, gleich großen Anstieg des Volumens in den unteren Kammern. Während einer derartigen Bewegung wird das Arbeitsmittel lediglich von jeder oberen Kammer in die damit verbundene untere Kammer überführt.

In der dargestellten Ausführungsform befindet sich eine Hälfte der zusätzlichen Pressen 48 in der oberen Hälfte des hinteren Schildes, und die andere Hälfte der zusätzlichen Pressen 48 ist in der unteren Hälfte des Schilds 12 angeordnet. Die oberen zusätzlichen Pressen 48 sind gegenüber den unteren Pressen 48 um einen Betrag versetzt, welcher im wesentlichen einem Hub der Hauptpressenzylinder 52 entspricht. Alle zusätzlichen Pressen 48 können um einen Betrag ausgefahren werden, welcher mindestens geringfügig größer ist als die axiale Länge eines Tübbing-Segments S.

In Verbindung mit den Fig. 1 und 6 bis 8 wird nunmehr ein Vorschub der Maschine beschrieben. Es sei angenommen, daß sich die Maschine zunächst in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet. Die zusätzlichen Pressen 48 stützen sich gegen den vorderen Endabschnitt der Tunnelauskleidung TL ab, und die Hauptpressen 52 werden betrieben, um den vorderen Schild 10 gegenüber dem hinteren Schild 12 nach vorne zu bewegen. Wie aus F i g. 6 ersichtlich ist, kann während dieses Vorgangs die untere Gruppe zusätzlicher Pressen 48 eingefahren werden, und die untere Hälfte der Tübbing-Segmente S kann innerhalb des von den Pressen 48 freigegebenen Raums installiert werden.

Nach dem vollständigen Ausfahren der Hauptpressen 52 werden diese zurückgezogen, und der hintere Schild 12 wird um einen Betrag nach vorne bewegt, welcher dem Hub der Hauptpressen 52 entspricht. Die oberen Pressen 48 können zur Beendigung ihres Hubs weiter ausgefahren werden, während sie sich weiterhin gegen das vordere Ende der Tunnelauskleidung TL abstützen.

Nach der Vorwärtsbewegung des hinteren Schildes können die Hauptpressen 52 erneut ausgefahren werden, um den vorderen Schild 10 weiter nach vorne zu bewegen. Während dies erfolgt, kann die Anordnung der Tübbing-Segmente 5 innerhalb des unteren Raumes beendet werden.

Nachdem die obere Gruppe zusätzlicher Pressen 48 vollständig ausgefahren und die untere Hälfte eines neuen Rings Tübbing-Segmente 5 errichtet wurde, kann

Kammern in die Leitungen 138, 150, dann durch die Steuerventile 134, 146, anschließend durch die Leitungen 140, 152 und schließlich zurück zum Arbeitsmittelreservoir 142. Nach dem Ausfahren der Pressen 52 werden die Steuerventile 134, 146 betätigt, um die Strömung zu den Zylindern 52 und von diesen weg umzukehren, so daß die Zylinder 52 eingefahren werden und der hintere Schild 12 gegen den vorderen Schild 10 nach vorne gezogen wird.

Soll die Maschine seitlich verschwenkt werden, beispielsweise nach rechts, so wird das Steuerventil 164 betätigt, damit eine Strömung von der Pumpe 154 zum Hydraulikmotor 156 erfolgt, so daß der Hydraulikmotor 156 die reversierbare Pumpe 158 in einer Richtung antreibt, bei welcher Arbeitsmittel von der Verteilerleitung 144 zur Verteilerleitung 132 fließt. Daher gelangt hydraulisches Arbeitsmitte! in die vorderen Kammern der linksseitig angeordneten Pressen 52 in größerer Menge als sie den rechts angeordneten Pressen 52 zugeführt wird. Die links angeordneten Pressen werden daher weiter ausgefahren als die rechtsseitigen Pressen 52, und der vordere Schild 10 wird nach rechts verschwenkt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei oberen Zylinder 52, wie gezeigt, miteinander verbunden, und die unteren drei Zylinder sind ebenfalls in der dargestellten Weise miteinander verbunden. Während einer seitlichen Drehung der Maschine strömt Arbeitsmittel im wesentlichen in gleicher Menge an diese beiden Zylindersätze 52. Da jedoch die Zylinder 52 eines jeden Satzes miteinander verbunden sind, führt eine seitliche Drehung des vorderen Schildes zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Arbeitsmittels an die oberen drei Zylinder 52 und die unteren drei Zylinder 52, so daß diese Zylinder eine horizontale Schwenkbewegung nicht beeinträchtigen.

Der vordere Schild kann in eine geradlinige Bewegungsbahn zurückgeführt werden oder kann ausgehend von einer geradlinigen Bewegungsbahn nach links bewegt werden, indem das Steuerventil 164 betätigt wird, um die Förderrichtung des Motors 156 umzukehren und damit die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels. Wie bereits erwähnt wurde, ist das Fluidsystem für den oberen und unteren Satz Zylinder 52 im wesentlichen genauso ausgebildet wie das dargestellte System für den linken und rechten Satz Zylinder 52. Die oberen und unteren Zylinder 52 werden in der beschriebenen Weise betätigt, um den vorderen Schild vertikal nach oben oder unten gegenüber dem hinteren Schild 12 zu verschwenken. Während einer vertikalen Steuerung erfolgt eine ungleichmäßige Verteilung des Arbeitsmittels sowohl an die drei linken Zylinder 52 als auch an die drei rechten Zylinder 52, so daß diese Zylinder eine vertikale Schwenkbewegung nicht beeinträchtigen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schildvortriebsmaschine, bestehend aus einem vorderen und einem hinteren Schildabschnitt, die über zwischen beiden Teilen angeordnete Hauptpressen sich, insbesondere teleskopisch, überlappend gegeneinander relativ verschiebbar sind, wobei der hintere Schildabschnitt als Schildschwanz ausgebildet ist, in dessen Schutz die Tunnelauskleidungssegmente eingebracht werden, und zusätzliche Pressen aufweist, die nach hinten zur Anlage gegen den Tunnelausbau ausfahrbar sind und einen Hub aufweisen, der zumindest geringfügig größer ist als die axiale Länge der einzelnen Tunnelausbausegmente, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Pressen (48) in mehrere Gruppen umfangseitig benachbarter, und gleichzeitig ausfahrbarer Pressen (48) aufgeteilt sind, die gegeneinander jeweils fortschreitend um einen Betrag versetzt angeordnet sind, der im wesentlichen dem Hub der Hauptpressen (52) entspricht, und daß die doppelt beaufschlagbaren Hauptpressen (52) gemeinsam nach hinten um einen Betrag ausfahrbar sind, der im wesentlichen Mx des Hubes der zusätzlichen Pressen (48) entspricht, wobei χ der Anzahl der Gruppen entspricht, in die die zusätzlichen Pressen (48) eingeteilt sind.

2. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Pressen (48) in zwei Gruppen aufgeteilt sind.

3. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der hintere Schildtei! (12) einen mit seiner Innenfläche fest verbundenen, in radialer Richtung kurzen Rahmen (22) aufweist, an dem die zusätzlichen Pressen (48) befestigt sind.

4. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Pressen (48) im oberen Halbkreisbereich des Rahmens (22) und eine zweite Gruppe in dessen unteren Halbkreisbereich angeordnet sind.

5. Schildvortriebsmaschine nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Schildteil (12) in an sich bekannter Weise, eine vor dem Schildschwanz (16) liegende Anordnung von Abspannschuhen (18, 19) aufweist, die gegen die Tunnelwandungen preßbar sind, und daß zwischen beiden Schildteilen (10, 12) eine Drehmomente übertragende Vorrichtung (116,118) vorgesehen ist.