DE2234965C3 - Shield driving machine for tunneling and the like - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schildvortriebsmaschine für den Tunnelbau u. dgl., insbesondere für den Vortrieb in nicht standfesten Böden, mit einem Schneidkopf, dessen Lagerkörper mittels Vorpreßzylinder in Vortriebsrichtung verschiebbar und in Führungen des Schildes schwenkbar gelagert ist.The invention relates to a shield driving machine for tunnel construction and the like, in particular for driving in unstable soils, with a cutting head, the bearing body of which by means of a pre-press cylinder in the advance direction slidably and pivotably mounted in guides of the shield.

Schildvortriebsmaschinen, bei denen der Schneid- oder Bohrkopf nicht nur geradlinig in Vortriebsrichtunt verschiebbar, sondern zum Durchfahren von Kurven auch geschwenkt werden kann, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei einer bekannten Schildvortriebsmaschine dieser Art ist der Lagerkörper des Bohrkopfes als plattenförmiger Jochträger ausgebildet, der miteinander diametral gegenüberliegenden radialen Armansätzen in Aussparungen des Schiidmantels mil Bewegungsspiel so eingreift, daß der Lagerkörper und damit auch der Bohrkopf mit Hilfe hydraulischer Pressen quer zur Längsachse der Maschine gekippt und geschwenkt werden kann. Der Bohrkopf mit seinem plattenförmigen Lagerkörper ist hier also nach allen Seiten hin frei beweglich, wobei die jeweilige Einstellung abhängig is) von dem Ausschub dr ihn rückseitig abstützenden Pressen. Der Vorschub des Bohrkopfes in Vortriebsrichtüng erfolgt mittels besonderer Vorschubpress;·.:, die am Vortriebsschild angreifen und diesen zusammen mit der Vortriebsmaschine Vordrucken (DT-AS 15 34 605).Shield tunneling machines in which the cutting or drilling head can not only be displaced in a straight line in the direction of advance, but can also be pivoted to drive through curves, are known in various designs. In one known shield tunneling machine of this kind, the bearing body of the drill head is formed as a plate-shaped truss beam, the mutually diametrically opposite radial arm sets in recesses of the Schiidmantels so engages mil motion, that the bearing body and thus the boring head is tilted by means of hydraulic presses transverse to the longitudinal axis of the machine and can be swiveled. The drill head with its plate-shaped bearing body is thus freely movable in all directions, the respective setting being dependent on the extension from the presses supporting it on the rear. The drilling head is advanced in the direction of advance by means of a special advance press;

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Schildvorinebsmasc! >ne. bei der der Bohr- oder Schneidkopf m alien Richtungen frei beweglich ist. was im H'iblick jn cim-Anpassung des Schnc.dkopfes an die jeweilige Bodenart bzw. die Ausbildung des Arbensstoßes sowie mi Hinblick auf das Durchfahren von Kurven und die Durchführung von S'euerbewegungen von Bedeutung ist. Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, eine solche Vortriebsmaschine in baulich zweckmäßiger Weise, d. h. vor allem bei einfacher und raumsparender Ausführung so auszubilden, daß sich mit ihr bei weitgehender allseitiger Fins.ellburkeit des Sehneidkn ,'es möglichst genaue Steuerbewcgungen durchführen lassen.The invention also relates to a Schildvorinebsmasc! > no. in which the drilling or cutting head can move freely in all directions. what is important in terms of adapting the cutting head to the respective soil type or the formation of the work joint as well as with regard to driving through curves and performing steering movements. The invention is primarily based on the object of constructing such a driving machine in a structurally expedient manner, that is, above all with a simple and space-saving design, so that it can be used to carry out the most precise control movements possible with extensive all-round refinement of the cutting edge.

Die erfindungsgemäße Schildvortnebsmaschine kennzeichnet sich dadurch, daß der Lagerkorper iiber Kardang -^nke mit von (»en Schildführungen in Vortriebsrichtung geführten '"ührungsorganen verbunden ist.The shield tunneling machine according to the invention is characterized by the fact that the bearing body has Kardang - ^ nke with of (»en shield guides in Direction of advance guided '"guide organs connected is.

Vorzugsweise besteht der Lagerkörper, wie an sich bekannt, aus einem S'ützring, der mit diametral einander gegenüberliegenden Auslegern od. dgl. versehen ist. welche jeweils über ein Kardangelenk nut einem an der Schildführung geführten Führungsorgan verbunden ist. Die genannten Führungsorgane bestehen zweckmäßig aus Führungsbüchsen od. dgl., in die Schwenkzapfen dich- und längsbeweglich einfassen, die ihrerseits über einen zu ihrer Achse angeordneten Drehbolzen mit dem Lagerkorper bzw. dem Ausleger schwenkbar verbunden sind.The bearing body is preferably made as it is known from a S'ützring with diametral Opposite arms or the like. Is provided. which each have a universal joint nut one is connected to the shield guide guided guide organ. The aforementioned management bodies exist expediently from guide bushes or the like., In the Trunnions border you and longitudinally movable that in turn with the bearing body or the boom via a pivot pin arranged on its axis are pivotally connected.

Der Lagerkörper ist zweckmäßig rückseitig durch mehrere hydraulische Vorpreßzylinder, die über den Umfang des Lagerkörpcrs verteilt engeordnet sind, abgestützt, wie dies an sich bekannt ist. Dabei ist die Anordnung gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteühafterweise so getroffen, daß die Vorpreßzylinder sowohl zur Verschwenkung und Winkeleinstellung als auch zum Vorschub des Schneidkopfes in Vortriebsrichtung während der Vortriebsarbeit dienen. Hierbei empfiehlt es sich,die Führungslärje der am Schild angeordneten Führungen so zu bemessen, daß sie mindestens gleich dem Hub der Vorpreßzylinder ist, vorzugsweise ein Mehrfaches des Vorpreßzylinderhubes beträgt. Die Schildführungen können sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Vortriebsschildes erstrecken.The bearing body is expediently at the rear by several hydraulic pre-press cylinders, which are on the Scope of the bearing body are distributed enordered, supported, as is known per se. Here is the Arrangement according to a further feature of the invention advantageously made so that the Pre-press cylinder for pivoting and angle adjustment as well as for advancing the cutting head serve in the direction of advance during the advance work. It is advisable to use the guide lärje dimensioned the guides arranged on the shield so that they are at least equal to the stroke of the prepress cylinder is, preferably a multiple of the pre-press cylinder stroke. The shield guides can be in the extend substantially over the entire length of the propulsion shield.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die an oder in den -».hildführungen geführten Führungsorgane mit einem spornartigen Führungsansatz versehen, der in einer gesonderten Führung geführt ist. Die spornartigen Führungsansätze verhindern ein Verkanten der Führungsorgane bzw. Führungsbüchsen und damit ein Verklemmen der Vortriebsmaschine in de:n. Vortriebsschild. Die den Führungsorganen zugeordneten Führungen sind zweckmäßig im oberen Bereich des Schildes an diesem vorgesehen.According to a further feature of the invention, the guide organs guided on or in the guideways are provided with a spur-like guide approach which is guided in a separate guide. the spur-like guide approaches prevent tilting of the guide organs or guide bushes and thus jamming of the tunneling machine in de: n. Propulsion shield. Those assigned to the governing bodies Guides are expediently provided in the upper area of the shield on this.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 eine Schildvortriebsmaschine gemäß der Erfindung im horizontalen Schnitt durch den Vortriebsschild, 1 shows a shield tunneling machine according to the invention in a horizontal section through the tunneling shield,

Fig. 2 einen Schnitt nach Urne 11-11 der Fi g. IFig. 2 is a section through urn 11-11 of Fi g. I.

In der Zeichnung ist mit IO der Vortriebsschild eines Tunnel- oder Stollenvortriebs od. dgl. bezeichne!, der. wie bei 11 angedeutet im wesentlichen über seme gesamte Länge doppelwandig ausgebildet ist und im vorderen Moßnahen Bereich in eine Schneide 12 übergeht. In dem Vortriebsschild 10 ist die Vortriebsmaschine angeordnet Diese besieht aus einem mn Schneid- oder Bohrwerkzeugen bestückten Schneid kopf 13. der von bekannter Ausführung sein kann. Die Ausgestaltung des Schneidkopfes ist hier vm unter geordne s Bedeutung, so daß sich eine eingehende Beschreibung erübrigen kannIn the drawing, the heading shield of a tunnel or gallery heading or the like is denoted by IO! The. As indicated at 11, it is designed to be double-walled essentially over its entire length and merges into a cutting edge 12 in the front area close to the measurement. The driving machine is arranged in the driving shield 10. It consists of a cutting head 13 equipped with mn cutting or drilling tools, which can be of known design. The configuration of the cutting head is here vm under geordne s importance, so that a detailed description can spare

Der Schneidkopf 13 ist an (.tue: ' irnphiue 14 angeordnet, mit der rückseitig ei.-.e zen;: . ■ ihrförmi ge Welle 15 verbunden ist. Mn uiese· A,.:. lebswellc 15 ist der Schneidkopfantrieh· wib^; ■·_■;. der demThe cutting head 13 is arranged on (.tue: 'irnphiue 14, to which the rear side ei .-. E zen ;:. ■ their-shaped shaft 15 is connected. Mn uiese · A,.:. Lebswellc 15 is the cutting head drive · wib ^; ■ · _ ■ ;. the dem

Schneidkopf eine Drehbett" '>uer eine Drehpen·Cutting head a rotating bed " '> over a rotating pen

delbewegung um die l.änt's.i '.,e der W eile erteili. Bei dem dargestellten Ativ ■ ■: .:ngsheispiel besteht der Schneidkopfantrieb aus mehreren über den I -mlang de:' Antriebswelle verteilt angeordneten und .in dieser angelenkten doppelt wirkenden hydraul^:schen Antriebszylindern 16. Schneidkopfantriebe dieser An sind ebenfalls bekannt und brauchen daher hier nicht im einzelnen erläutert zu werden.del movement around the l.ant's.i '. In the example shown, the cutting head drive consists of several double-acting ^{hydraulic drive cylinders 16 distributed over the drive shaft and articulated in it.} Cutting head drives of this type are also known and therefore do not need to be used here to be explained in detail.

Der Schneidkopf 13 ist mn seiner Stirnplaite 14 an einem als Stüt/.ring ausgebildeten Lagerkörper 17 abgestützt, durch dessen zentrale Öffnung die rohrförmige Antriebswelle 15 hindurchgreift. Der Stüt/ring weist am Umfang zwei einander diametral gegenüberliegende Ausleger 18 auf, die über je ein Kardangelenk 19 mit einem Führungsorgar 20 verbunden sind. Die beiden Führungsorgane 20 bestehen aus Führungsbüchsen, die in Führungen 21 am Innenmaniel des Vortriebsschildes 10 gleitend geführt sind. Die rinnenartigen Führungen 21 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Vortriebsschildes 10. Sie enden br^: 22 im vorderen Bereich des Schildes in Nähe des Überganges des Schilddoppelmantels 11 in die ringfö^rfnige Schneide 12.The cutting head 13 is supported on its face plate 14 on a bearing body 17 designed as a support / .ring, through the central opening of which the tubular drive shaft 15 extends. The support / ring has two diametrically opposed arms 18 on the circumference, each of which is connected to a guide element 20 via a cardan joint 19. The two guide members 20 consist of guide bushes which are slidably guided in guides 21 on the inner maniel of the propulsion shield 10. The gutter-like guides 21 extend substantially over the entire length of the shield tunneling machine 10. They end ^br: 22 in the front region of the shield in the vicinity of the transition of the shield 11 in the double jacket ringfö ^r fnige cutting 12th

ir- die in Vortriebsrichtung Pan den Schildführungen 2S geführten Führungsbüchsen greifen radiale Schwenkzapfen 23 der Kardangelenke verschiebbar ein. Die Schwenkzapfen 23 sind jeweils an einem Block 24 angeordnet, der mit einer Axialboiirung 25 versehen ist. durch die ein axialer tVehbolzen 26 hindurchfaßt. dessen Enden in Bolzenlöchern von die Blöcke gabelliirmig umgreifenden dahelanschluliieilen 27 dei beiden Mislcger 18 liegen Die senkrecht ziiein.nidci stehenden /aplen 2Ϊ und Drehbolzen 2h biUlcri m.iiu: jeweils ein Kardangelenk!, über wckhc·- dei N!ui/"ng 17 mit den I iihrungshiichsen 20 ν ei hunden i-»t Die radialen Schwenkzapfen 2} erl.iuli-.-n eine veink.iU-Verschwenkung und die axialen Drehbolzen 26 cmc horizontale Verstellung des Schneidkopfes I 5 Bei der horizontalen Verstellung verschieben sich die Schwenkir- the shield guides 2S guided in the advance direction Pan engage radial pivot pins 23 of the universal joints displaceably. The pivot pins 23 are each arranged on a block 24 which is provided with an axial bore 25. through which an axial tVehbolzen 26 grips. the ends of which lie in bolt holes of the blocks gabelliirmig encompassing dahelanschluliieilen 27 dei two Mislcger 18 perpendicular ziiein.nidci stationary / aplen 2Ϊ and pivot pins 2h biUlcri m.iiu: each a universal joint !, about wckhc · - dei N ui / "17 ng with the I iihrungshiichsen 20 ν ei hunden i- »t The radial pivot pins 2} allow.iuli -.- n a veink.iU pivoting and the axial pivot pins 26 cmc horizontal adjustment of the cutting head I 5 With the horizontal adjustment, the swivel shift

ίο zapfen 23 geringfügig »n der Bohrung der runnings büchsen 20. Der Stützring 17 imd damn der S.hneidkupl 1? siid somit allseitig Irei beweglich mn den Fuhrungsorganen bzw. Führungsbuchsen 20 \crnunden die ihrerseits in Pfeilrichtung /' gleitend in den Schildfuhrungen 2t geführt sindίο pin 23 slightly »n the bore of the runnings bushes 20. The support ring 17 imd damn the S.hneidkupl 1? are thus freely movable on all sides Guide organs or guide bushings 20 \ crround which in turn slide in the direction of the arrow / 'in the Shield guides 2t are performed

An dem Stülzring 17 sind riiikseiug in ringförmiger Anordnung mehrere doppelt wirkende hydraulische Vorpreßzvlinder 28 über Kugelgelenke 24 .ingelenki. deren Kolbenstangen mn Widerlagern 30 l iiielgeL-nkig verbunden sind, die in Fig. 1 ledigliih schematisch angedeutet sind. Mit Hilfe dieser hydraulischen Vorpreßzylinder 28 läßt sie* der Schneidkopf 13 zusammen mn dem Stützring 17 ip Vorpreßrichtung P vorschieben und sogleich in die jwei's gewünschte Winkeleinstellung bringen. Dies kann durch dosierte Beaufschlagung der Vorpreßzvlinder 28 ohne weiteres erreicht werden. Während der Voririebsarbeit be»· gi sich der Schneidkopf 1 3 in Pfeilrichtung P. wobei er über den Stülz.ring 17 und die Fuhrungsorgane 20 in den Schiidführungen 21 gefuhrt wird. Die luhrungslängeder Schildführungen 21 ist vorzugsweise großer als der Hub der Vorpreßzylinnder 28. Mit Hilfe der doppelt wirkenden Vorpreßzylinder 28 laßt sich der Schneidkopf 13 auch entgegen der Pfeilrichtung P vomA plurality of double-acting hydraulic Vorpreßzvlinder 28 via ball joints 24 .ingelenki are riiikseiug in an annular arrangement on the Stülzring 17. the piston rods of which are connected in parallel with abutments 30 l, which are only indicated schematically in FIG. 1. With the help of these hydraulic pre-pressing cylinders 28, the cutting head 13 can be pushed forward together with the support ring 17 in the pre-pressing direction P and immediately brought into the angle setting desired in each case. This can easily be achieved by metered application of the pre-press cylinder 28. During the preparatory work, the cutting head 13 moves in the direction of arrow P. whereby it is guided over the sleeve 17 and the guide elements 20 in the blade guides 21. The length of the shield guides 21 is preferably greater than the stroke of the prepressing cylinder 28. With the help of the double-acting prepressing cylinder 28, the cutting head 13 can also be moved against the direction of arrow P from

1% Arbeitsstoß soweit zurückfahren, daß die am Schneidkopf angeordneten Werkzeuge zuganglich werden. Es versteht sich, daß der Vortrieb des Schildes 10 in Pfeilrichtung P mittels gesondertei Preßzylinder kontinuierlich oder auch stufenweise vorgenonvnen werden Move back 1% work stroke so that the tools arranged on the cutting head are accessible. It goes without saying that the advance of the shield 10 in the direction of arrow P can be carried out continuously or in stages by means of separate press cylinders

-ίο kann.-ίο can.

An den FührungsDüchsen 20 sind spornariige Ansätze 31 befestigt, die im oberen Bereich des Schildes jeweils in einer gesonderten nuianigen Führung 32 des Schi!drri2"'e!s geführt sind. Die .-p'Mn.ini^en liihrungsansätze 31 verhindern ein Verkamen der |:ihrungsbüchsen und somit ein Verklemmen der (iewinnungseinnchtung. At the guide nozzles 20 there are sporadic approaches 31 attached, each in the upper part of the shield in a separate nuianigen guide 32 of the Schi! Drri2 "'e! S are guided. The.-P'Mn.ini ^ en guiding approaches 31 prevent the cans from getting lost and thus jamming of the (iewinnungseinnchtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schildvortriebsmaschine für den Tunnelbau od. dgl., insbesondere fur den Vortrieb in nicht standfesten Böden, mit einem Schneidkopf, dessen Lagerkörper mittels Verpreßzylinder in Vortriebsrichtung verschiebbar und in Führungen des Schildes schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (17) über Kardangelenke (19) mit von den Schildführungen (21) in Vortriebsrichtung geführten Führungsoisjunen (20) verbunden ist.1. Shield driving machine for tunneling or the like, especially for driving in not stable floors, with a cutting head, the bearing body of which by means of a compression cylinder in the direction of advance slidably and pivotably mounted in guides of the shield, characterized in that that the bearing body (17) via cardan joints (19) with guide islets guided in the direction of advance by the shield guides (21) (20) is connected. 2. Schildvortriebsmaschine nach An^piuch 1, dadurch gekennzeichnet. d;.ß der Lagerkörper (1.'). wie bekannt, aus einem Stüt/ring bestellt, der mit diametral einander gegenüberliegenden Auslegern (ig) versehen ist, welche jeweils über ein Kardangelenk (19) mit einem Führungsorgan (20) verbunden sind. 2. Shield tunneling machine according to An ^ piuch 1, characterized. d; .ß the bearing body (1. '). As is known, ordered from a support / ring which is provided with diametrically opposed arms (ig) which are each connected to a guide member (20) via a universal joint (19). 3. Schiltivortriebsmaschine na^h Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane (20) aus Führjngsbüchsen od. dg¹ bestehen, in die Sehwenk/apfen (23) dreh- und längsbeweglich einfasser, die ihrerseits über einen zu ihrer Achse senkrecht angeordneten D^rehbohen (26) mit dem Lagerkörper (17) bzw. dem Ausleger (18) desselben schwenkbar verbunden sind.3. Schiltivortriebsmaschine na ^ h claim 1 or 2, characterized in that the guide members (20) of Führjngsbüchsen od. Dg ¹ exist, in the Sehwenk / apfen (23) rotatably and longitudinally movable, which in turn via a perpendicular to its axis arranged D ^r ehbohen (26) with the bearing body (17) or the boom (18) of the same are pivotally connected. 4. Schildvor'nebsmaschine nach einem der Ansprüche ' bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (17), wie an sich bekannt, rückseitig durch mehrere hyd-aulisc' · Vorpreßzylinder (28) abgestützt ist.4. Schildvor'nebsmaschine according to one of the claims 'to 3. characterized in that the Bearing body (17), as known per se, on the rear side by several hydraulic pre-press cylinders (28) is supported. 5. Schildvortriebsmasehinc nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslänge der Schildführungen (21) mindestens gleich dem Hub der Vorpreßzylinder (28) ist. vorzugsweise ein Mehrfaches des Vorprtßzvlinderhubes betragt.5. shield tunneling masehinc according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the guide length of the shield guides (21) is at least is equal to the stroke of the pre-press cylinder (28). preferably a multiple of the Vorprtßzvlinderhubes amounts to. 6. S^hildvortriebsmaschine nach einem der An-Sprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die in den Schildführungen (21) geführten Führungsorgane (20) mit einem spornariigen Führungsansatz (3!) ν ersehen iind. der in einer gesonderten Führung (32) gelührt ist.6. S ^ hild driving machine according to one of the claims 1 to 5. characterized in that the guide members guided in the shield guides (21) (20) with a sporadic leadership approach (3!) ν see iind. in a separate guide (32) is led.