DE2107930A1 - Tunneling machine - Google Patents

Description

λ λμ Li οι Lüdenscheid, den 18. Februar 1971 -λ λμ Li οι Lüdenscheid, February 18, 1971 -

Dr. Werner HaßierDr. Werner Hassier

PATEN TANWALT A 7125PATEN ADVERTISING A 7125

588 LODENSCHEIO
Asenbctg 36-Postfach 1704588 LODENSCHEIO
Asenbctg 36 P.O. Box 1704

Anmelderin: Firma Streeters Plant Hire Limited Catteshall Warf, Godalming, Surrey, EnglandApplicant: Streeters Plant Hire Limited Catteshall Warf, Godalming, Surrey, England

Turme Ib aumas chineTower Ib aumas chine

Die Erfindung betrifft eine Tunnelbaumaschine mit einem Vortriebs-Rohrs child und einem Grabkopf.The invention relates to a tunneling machine with a jacking pipe child and a grave head.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Tunnelbau vorzugsweise in weichem Untergrund. Bei einer derartigen Tunnelbaumaschine wird der Vortriebsschild gegenüber einem Abstützteil oder einem bereits fertiggestellten Abschnitt der Tunnelauskleidung periodisch vorgetrieben.The field of application of the invention is tunnel construction, preferably in soft ground. With such a tunneling machine the jacking shield becomes periodic in relation to a support part or an already completed section of the tunnel lining driven forward.

Großmaschinen dieser Art besitzen normalerweise einen Drehgrabkopf oder eine Drehaushubeinrichtung, die koaxial zu dem Rohrschild angeordnet ist. Normalerweise ist eine Fördereinrichtung zum Abtransport des Aushubs vorgesehen. Solche Maschinen sind teuer und nicht wirtschaftlich oder nicht verfügbar, wenn ein Tunnel mit vergleichsweise kleinem Durchmesser bis zu etwa 2 m gebohrt werden soll. Infolgedessen besitzen kleinere Tunnelbaumaschinen normalerweise nur einen Zylinderschild mit einer Schneidkante; die Abtragung und die Entfernung des Aushubs erfolgen von Hand, weil nur ein vergleichsweise kleiner Raum zur Verfugung steht, der für die Anbringung einer Aushubeinrichtung und /oder einer Fördereinrichtung beschränkt ist. Die Vortriebsgeschwindigkeit einer solchen Tunnelbaumaschine i£t infolge-Large machines of this type usually have a rotary digger head or a rotary lifting device which is arranged coaxially with the pipe shield. Usually a conveyor intended for the removal of the excavated material. Such machines are expensive and not economical or not available if one Tunnels with a comparatively small diameter up to about 2 m should be drilled. As a result, they own smaller tunneling machines usually just a cylinder shield with a cutting edge; the excavation and removal of the excavation are carried out by hand, because there is only a comparatively small space available for attaching an excavation device and / or a conveyor is limited. The advance speed of such a tunneling machine is as a result

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dessen klein, besonders in feuchtem Untergrund. Die Betriebskosten einer solchen Maschine sind infolgedessen hoch.its small, especially in damp ground. The operating costs such a machine are therefore high.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlichen und schnell arbeitenden Tunnelbaumaschine. Dieselbe soll nicht unbedingt auf eine kleine Bauart beschränkt sein. Erstrebt wird ein wirksamer und preiswerter Grabkopf, der wenig Raum innerhalb des Vortriebsschilds einnimmt und außerdem den Einbau einer Transporteinrichtung ermöglicht.The object of the invention is to provide an economical and fast working tunneling machine. The same should not necessarily be limited to a small design. What is sought is an effective and inexpensive grave head that has little Takes up space within the propulsion shield and also enables the installation of a transport device.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Stirnende des Rohrschilds mindestens ein mit Grabwerkzeugen bestückter Aushubbügel auf einer bogenförmigen Aushubbahn zwischen einer Wartestellung innerhalb des Rohrschilds und einer aus dem Rohrschild gestreckt herausragenden Stellung schwenkbar angeordnet und an ein Antriebselement angeschlossen ist.This object is achieved according to the invention in that at least one with digging tools in the front end of the pipe shield equipped excavation bar on an arched excavation path between a waiting position within the pipe shield and a position protruding from the pipe shield is pivotably arranged and connected to a drive element is.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:The invention will now be described with reference to the accompanying Drawings explained in which represent:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht auf das Stirnende der Tunnelbaumaschine,1 shows a perspective partial view of the front end of the tunneling machine,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Tunnelbaumaschine, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 2 und Fig. 5, 6, 7 verschiedene Ausführungsformen von Aushubbügeln. Fig. 2 is an end view of the tunneling machine, Fig. 3 is a section along the line A-A in Fig. 2, 4 shows a section along the line B-B in FIG. 2 and FIGS. 5, 6, 7 show different embodiments of excavation bars.

Die dargestellte Tunnelbaumaschine besitzt einen Zylinderschild 1 mit einer Schneidstirnkante 2, die in einer achssenkrechten Ebene ausgerichtet ist. Der Zylinderschild 1 ist mit zwei oder mehr Vortriebs-Hydraulikeinheiten 3 ausgestattet, die einerseits an einem ringförmigen, inneren Abstützflansch 4 des Zylinderschilds 1 befestigt sind und andererseits mit den Stirnteilen 5 eines bereits fertiggestellten Abschnitts der Tunnelauskleidung zusammenwirken. Dieser Abschnitt kann bspw. ausThe tunneling machine shown has a cylinder shield 1 with a cutting front edge 2, which is perpendicular to the axis Level is aligned. The cylinder shield 1 is equipped with two or more propulsion hydraulic units 3, on the one hand are attached to an annular, inner support flange 4 of the cylinder shield 1 and on the other hand with the front parts 5 of an already completed section of the tunnel lining cooperate. This section can, for example

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bogenförmigen Betoribauteilen bestehen. Die Hydraulikeinheiten werden periodisch vorgetrieben, eingezogen und ausgerichtet, wie dies in der Technik bekannt ist.There are arched Betori components. The hydraulic units are periodically advanced, retracted, and aligned as is known in the art.

Unmittelbar innerhalb der Stirnfläche des ZylinderSchilds 1 sind auf parallel zueinander ausgerichteten Zapfen 7, die in geringem Abstand von einer Axialebene des Zylinderschilds ausgerichtet sind, zwei halbkreisförmige Aushübbügel 6, 6^f angeordnet. Die Zapfen 7 sind normalerweise in einer Vertikalebene ausgerichtet. Wenn die Aushubbügel 6, 6¹ vollständig ausgeschwenkt sind, liegen sie in Wartestellung innerhalb einer achssenkrechten Ebene und verlaufen konzentrisch in der Nähe der Innenfläche des Zylinderschilds 1. In den Fig. 1 bis 4 ist der Aushubbügel 6 in dieser Wartestellung g^eigt. Die Aushubbügel 6, 6' tragen auf der Vorderseite eine Reihe von Grabzähnen 8, die entsprechend den Eigenschaften des Baugrunds bemessen und angeordnet sind. Man kann anstelle von Grabzähnen auch Scheiben und andere Schneidwerkzeuge vorsehen. ^{Immediately within the end face of the cylinder shield 1, two semicircular lifting bows 6, 6 f} are arranged on pins 7 which are aligned parallel to one another and which are aligned at a small distance from an axial plane of the cylinder shield. The pins 7 are normally aligned in a vertical plane. When the lifting bars 6, 6 ^{1 are} fully swung out, they are in the waiting position within a plane perpendicular to the axis and run concentrically in the vicinity of the inner surface of the cylinder shield 1. In FIGS. 1 to 4, the lifting bar 6 is in this waiting position. The excavation stirrups 6, 6 'carry a row of digging teeth 8 on the front side, which are dimensioned and arranged according to the properties of the subsoil. You can use discs and other cutting tools instead of digging teeth.

In ausgefahrener Stellung ragen die Aushubbügel 6, 6' gestreckt aus dem Zylinderschild 2 heraus und liegen in achsparallelen Ebenen, wobei die Grabzähne 8 aneinander anliegen. In den Zeichnungen befindet sich der Aushubbügel 6' in einer solchen Stellung. Die Aushubbügel werden gemeinsam zwischen der Wartestellung, wo sie vollständig geöffnet sind, und der Streckstellung, wo sie gegeneinander geschlossen sind, verschwenkt, indem die Hydraulikeinheiten 9 schwenkbar innerhalb des Zylinderschilds angelenkt und ebenfalls schwenkbar an eine Traverse 10 eines jeden Aushubbügels angelenkt sind; die Traverse 10 liegt in einem Mittelteil des betreffenden Aushubbügels. Die Hydraulikeinheiten 9 können von dem gleichen Druckmittelkreis wie die Vortriebseinheiten betätigt werden.In the extended position, the lifting bars 6, 6 'protrude in a stretched manner out of the cylinder shield 2 and lie in axially parallel planes, the grave teeth 8 resting against one another. In the Drawings is the lifting bracket 6 'in such a position. The lifting bars are moved together between the waiting position, where they are fully open, and the extended position, where they are closed against each other, pivoted by the hydraulic units 9 are pivotably articulated within the cylinder shield and also pivotable on a cross member 10 of each excavation bracket are articulated; the traverse 10 lies in a central part of the relevant excavation bracket. The hydraulic units 9 can be actuated by the same pressure medium circuit as the propulsion units.

Im Betrieb der Tunnelbaumaschine werden nach jeder Betätigung der.Vortriebseinheiten Z5 zum Vortrieb des Zylinderschilds 1 innerhalb des Baugrunds die Hydraulikeinheiten 9 beaufschlagt, damit die Aushubbügel 6, 6' gegeneinander geschlossen werden.When the tunneling machine is in operation, after each actuation of the drive units Z5 to drive the cylinder shield 1 the hydraulic units 9 are acted upon within the subsoil so that the lifting bars 6, 6 'are closed against one another.

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Diese Schließbewegung führt dazu, daß die Grabzähne 8 der Aushubbügel eine kugelsegmentförmige Aushubmasse abschürfen oder" ausheben. Diese Aushubmasse wird entweder von Hand oder vorzugsweise mithilfe einer kleinen Selbstlader-Fördereinrichtung entfernt. Diese Fördereinrichtung mit einem endlosen Förderband oder einer Löffelkette arbeitet in Längsrichtung innerhalb des Zylinderschilds 1.This closing movement leads to the digging teeth 8 of the excavation bar Abrade or "excavate" a spherical segment-shaped excavation material. This excavation material is either done by hand or preferably removed using a small self-loading conveyor. This conveyor with an endless conveyor belt or a spoon chain works in the longitudinal direction within the cylinder plate 1.

Die Aushubbügel 6, 6^f und die Zydraulikeinheiten 9 sind so ange ordnet, daß sie leicht eingebaut und herausgenommen werden können, auch im Einsatz im Untergrund. Dies ermöglicht eine einfache Instandhaltung, Wiederinstandsetzung oder einen einfachen Austausch von Teilen. Es ist auch ein Aushub von Hand ohne Aushubbügel 6, 6¹ möglich, wenn besondere Umstände dies erforderlich machen.The lifting bar 6, 6 ^f and the hydraulic units 9 are arranged so that they can be easily installed and removed, even when in use underground. This enables simple maintenance, repair or simple replacement of parts. Excavation by hand is also possible without excavation handle 6, 6 ¹ if special circumstances make this necessary.

Die Erfindung ist nicht nur zum Bau von Tunnels mit Kreisquerschnitt brauchbar, sondern auch für Tunnels mit anderen Querschnittsformen. Die Figuren 5, 6, 7 zeigen Beispiele für die Formgebung der Aushubbügel für einen abgeflachten Kreisquerschnitt, einen Quadratquerschnitt und einen hufeisenförmigen Querschnitt. In diesen Figuren sind die Anlenkstellen der Hydraulikeinheiten durch Kreise angegeben. Bei der Anordnung nach Fig. 6 sind die Aushubbügel um horizontale Achsen schwenkbar.The invention is not only for building circular tunnels useful, but also for tunnels with other cross-sectional shapes. Figures 5, 6, 7 show examples of the shape of the lifting bracket for a flattened circular cross-section, a square cross-section and a horseshoe-shaped cross-section. In these figures are the articulation points of the hydraulic units indicated by circles. In the arrangement according to FIG. 6, the lifting bars can be pivoted about horizontal axes.

Im Gegensatz zu bekannten Tunnelbaumaschinen tritt bei der Maschine nach der Erfindung kein Einfluß im Sinne einer Drehung des Zylinderschilds während des Schneidvorgangs auf. Der Aufbau der Maschine ist vereinfacht, infolgedessen sind die Herstellungskosten verringert. Die Tunnelbaumaschine nach der Erfindung ist besonders für Tunnels mit vergleichsweise kleinem Querschnitt in weichem Baugrund geeignet. Jedoch ist kein Grund ersichtlich, daß die Maschine nicht auch für größere Abmessungen gebaut werden könnte oder in einem vergleichsweise harten Untergrund mit entsprechend ausgebildeten Schneidwerkzeugen brauchbar wäre.In contrast to known tunneling machines, the machine according to the invention has no influence in terms of rotation of the cylinder shield during the cutting process. The structure of the machine is simplified, hence the manufacturing cost decreased. The tunneling machine according to the invention is particularly suitable for tunnels with comparatively small ones Cross-section suitable in soft subsoil. However, there is no apparent reason that the machine should not be suitable for larger dimensions could be built or usable in a comparatively hard subsurface with appropriately trained cutting tools were.

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Claims (5)

- 5 Patentansprüche- 5 claims 1.) Tunnelbaumaschine mit einem Vortriebs-Rohrschild und einem1.) Tunneling machine with a jacking pipe shield and a kopf, dadurch gekennzeichnet, daß im Stirnende des Rohrschilds (1) mindestens ein mit Grabwerkzeugen (8) bestückter Aushubbügel (6) auf einer bogenförmigen Aushubbahn zwischen einer Wartestellung innerhalb des Rohrschilds und einer aus dem Rohrschild gestreckt herausragenden Stellung schwenkbar angeordnet und an ein Antriebselement angeschlossen ist.head, characterized in that in the front end of the pipe shield (1) at least one equipped with digging tools (8) Excavation bracket (6) on an arched excavation path between a waiting position within the pipe shield and one out of the Pipe shield is arranged stretched outstanding position pivotable and connected to a drive element. 2. Tunnelbaumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aushubbügel (6,6') auf parallel zueinander verlaufen·^- den Achsen sitzen und daß die Aushubbügel (6, 6¹) in ihrer gestreckt herausragenden Stellung aneinander liegen.2. Tunnel construction machine according to claim 1, characterized in that two excavation bars (6,6 ') are parallel to each other · ^ - sit the axes and that the excavation bars (6, 6 ¹ ) lie against one another in their extended, protruding position. 3. Tunnelbaumaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushubbügel an Tragböcken des Rohrschilds (1) sitzen und daß Hydraulikeinheiten (9) zum Einzelantrieb der Aushubbügel ebenfalls an Tragböcken innerhalb des Rohrschilds verankert sind.3. Tunneling machine according to claim 2, characterized in that the lifting bracket sit on support brackets of the pipe shield (1) and that hydraulic units (9) for the individual drive of the lifting bracket are also anchored to support brackets within the pipe shield are. 4. Tunnelbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Rohrschilds (1) Vorstuf-Hydraulikeinheiten (3) an einem Innenflansch (4) verankert sind und daß eine Gegenabstützung für diese Hydraulikeinheiten vorgesehen ist.4. Tunneling machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that within the pipe shield (1) pre-stage hydraulic units (3) are anchored on an inner flange (4) and that a counter-support is provided for these hydraulic units is. 5. Tunnelbaumaschine, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushubbügel (6, 6') des Grabkopfes Grabzähne (8) tragen und auf Schwenkzapfen (7) innerhalb des Rohrsehilds gehalten sind.5. Tunneling machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the excavation bracket (6, 6 ') of the grave head Carry digging teeth (8) and are held on pivot pins (7) within the Rohrsehilds. 109852/1125109852/1125 L e e r s e 11 eRead 11 e