DE2547021C3

DE2547021C3 - Verbauschild

Info

Publication number: DE2547021C3
Application number: DE2547021A
Authority: DE
Inventors: Dieter 4714 Selm Stuckmann
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1975-10-21
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE2547021B2; JPS5252447A; DE2547021A1; ES452569A1; JPS5910478B2; GB1558791A; US4073153A

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbauschild für den Tunnel-, Stollen- oder Streckenvortrieb u. dgl., insbesondere im druckhaften Gebirge, mit einem Stützrahmen und mit gegenüber dem Stützrahmen in Vortriebsrichtung vorpreßbaren Vortriebsmessern, die mittels Spreizvorrichtungen gegenüber dem Stützrahmen in Richtung auf die Ausbruchswandung abspreizbar sind.

Für das Auffahren von Tunneln oder von Gräben sind aus DE-Gbm 19 10 987 Verbauschilde bekannt, die für jede abzufangende Ausbruchswandung einen Stützrahmen aufweisen, an dem mittels Preßzylinder vorpreßbare Bohlen abgestützt und geführt sind. Die Bohlen sind außerdem gegenüber dem Stützrahmen in Richtung auf die Ausbruchswandung abspreizbar. Dies erfolgt mittels Druckschläuchen, die an den Bohlenführungen des Stützrahmens angeordnet und durch Druckmittelbeaufschlagung aufweitbar sind. Solche Spreizvorrichlungen mit aufweitbaren Druckschläuchen erfordern einen hohen Aufwand und sind unter den rauhen Einsatzbedingungen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt

' Aus DE-OS 23 14 703 und DE-OS 2144 862 sind ferner Vortriebsschilde bekannt, die aus zwei in Vortriebsrichtung relativ zueinander beweglichen Schildteilen bestehen, welche jeweils von Spreizringen und hieran befestigten Vortriebsmessern gebildet sind.

' Die Vortriebsmesser der beiden Schildteile bilden gemeinsam einen im wesentlichen geschlossenen zylindrischen Schildmantel. Mit Hilfe von Spreizzylindern können die Segmente der Spreizringe und damit die hi;ran befestigten Vortriebsmesser gegen die Ausbruchswandung abgespreizt werden. Bei diesen Messerschilden lassen sich die Vortriebsmesser nur zusammen mit den ihnen zugeordneten, als Spreizringe ausgeb'ldeiin Stützrahmen vorpressen. Dabei ist es nicht möglich, die Vortriebsmesser wahlweise einzeln

¹ odsr gruppenweise vorzupressen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbauschild bekannter Art, der mit gegenüber einem Stützrahmen einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Vortriebsmessern versehen ist, bei baulich vergleichsweise einfacher und robuster Ausführung so auszubilden, daß die Vortriebsmesser im Bedarfsfall gegen die Ausbruchswandung abgespreizt und angepreßt werden können, ohne daß hierbei der Stützrahmen oder die ihn bildenden Rahmenteile als Spreizrahmen (oder die Vortriebsmesser selbst als mehrteilige, spreizbare Messer) ausgebildet zu werden brauchen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebsmesser an Spreizsegmenten in Vortriebsrichtung verschiebbar angeordnet sind, welche ihrerseits an dem Stützrahmen in der genannten Spreizrichtung beweglich abgestützt sind. Vorzugsweise sind die Spreizsegmente in Spreizrichtung verschiebbar an dem Stützrahmen geführt, während sie in Vortriebsrichtung unverschieblich am Stützrahmen angeordnet sind.

Bei dieser Ausbildung des Verbauschildes kann ein starrer Stützrahmen verwendet werden, wobei zwischen dem Stützrahmen und den Vortriebsmessern die genannten Spreizsegmente eingeschaltet sind, die sich gegen den Stützrahmen abstützen und zusammen mit diesem in Vortriebsrichtung vorgeholt werden, sobald die an den Spreizsegmenten verschiebbaren Vortriebsmesser vorgepreßt worden sind. Die Vortriebsmesser lassen sich einzeln oder gruppenweise gegenüber den Spreizsegmenten und dem Stützrahmen vorpressen. Dies geschieht zweckmäßig mittels Vorpreßzylinder, die vorzugsweise zwischen den Vortriebsmessern und den Spreizsegmenten eingeschaltet sind.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbauschildes ergibt sich, wenn ein aus mehreren im Abstand angeordneten starren Rahmenteilen bestehender Stützrahmen verwendet wird, bei dem die Rahmenteile über Längs- und/oder Diagonalverbindungen zu einem starren Rahmengestell

verbunden sind. Es empfiehlt sich im übrigen, die Anordnung so zu treffen, daß an jedem Spreizsegment mehrere Vortriebsmesser verschiebbar geführt sind. Dabei werden über den Umfang des ringförmigen Stützrahmens vorzugsweise mindestens drei Spreizsegmente, zweckmäßig jedoch noch mehr Spreizsegmente, angeordnet die gemeinsam einen die Vortriebsmesser tragenden Spreizring bilden.

Für die Abspreizung der Spreizsegmente werden vorteilhafterweise hydraulische Spreizzylinder verwendet, die sich am Stützrahmen abstützen. Dabei werden zweckmäßig jedem Spreizsegment mehrere radial angeordnete Spreizzylinder zugeordnet Die Spreizzylinder lassen sich raumsparend und geschützt im Profilinneren des Stützrahmens unterbringen. Falls der Stützrahmen zwei im Abstand angeordnete starre Stützrahmenteile aufweist werden zweckmäßig an beiden Stützrahmenteilen hydraulische Spreizzylinder vorgesehen.

Es empfiehlt sich ferner, den Drudräumen der hydraulischen Spreizzylinder Überdruckventile zuzuordnen, welche die Druckaufnahme der Spreizzylinder begrenzen. Steigen die Drücke aus dem umgebenden Gebirge oder Boden unzulässig hoch an, so sprechen die Überdruckventile an, wodurch die Druckräume der Spreizzylinder entlastet werden. Dabei fährt das druckbeaufschlagte Spreizsegment ein, bis der auf die Vortriebsmesser wirkende Gebirgsdruck und damit der Druck in den Druckräumen der Spreizzylinder wieder einen vorbestimmten Wert erreicht. Ein Verklemmen des erfindungsgemäßen Verbauschildes ist aufgrund der Druckentlastung auch nach längerer Standzeit nicht möglich. Der Verbauschild läßt sich in gespreiztem Zustand fahren. Bei Erreichen weniger druckhafter Gebirgszonen spreizt sich der Schild über die Spreizzylinder selbsttätig wieder aus.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbauschildes schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Verbauschild im Längsschnitt;

F i g. 2 den Verbauschild gemäß F i g. 1 in einer Ansicht von hinten;

F i g. 3 eine perspektivische Teil-Darstellung eines am Stützrahmen angeordneten Spreizsegmentes des Verbauschildes gemäß den F i g. 1 und 2.

Der dargestellte Verbauschild weist einen Stützrahmen 10 auf, der von zwei starren, ringförmigen Stützrahmenteikn 11 und 12 mit Rinnen- oder Kastenprofil gebildet wird. Mit 13 sind die Vortriebsmesser bezeichnet, die, wie F i g. 2 zeigt, gemeinsam einen zylindrischen Schildmantel bilden. Die Vortriebsmesser 13 sind einzeln oder gruppenweise mittels doppeltwirkender hydraulischer Vorpreßzylinder 14 in Vortriebsrichtung Vvorpreßbar.

Zwischen den Stützrahmenteilen 11 und 12 sind Spreizsegmente 15 eingeschaltet, auf welchen die Vortriebsmesser 13 abgestützt und in Vortriebsrichtung Vgeführt sind. Die Führung der Vortriebsmesser 13 auf den Spreizsegmenten 15 kann, wie bei Verbauschilden bekannt, mittels T-Nutführungen erfolgen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf dem kreisförmigen Umfang der Stützrahmenteile 11 und 12 insgesamt sechs Spreizsegmente 15 angeordnet, die jeweils drei Vortriebsmesser 13 tragen. Die Spreizsegmente bestehen jeweils aus Längsstreben 16 und rechtwinklig dazu angeordneten Segmentstücken 17. die z. B. ein Kastenprofil aufweisen. Die Längsstreben 16 und die Segmentstücke 17 sind zu einem starren Spreizsegment miteinander verbunden. Die beiden starren Stützrahmenteile 11 und 12 weisen an ihrem Umfang radiale Führungsöffnungen 18 auf, in welchen die Längsstreben 16 der Spreizsegmente in radialer Richtung verschieblich geführt sind. Es ist erkennbar, daß die beiden Stützrahmenteile 11 und 12 über die Spreizsegmente 15 zu einem starren Rahmengestell verbunden sind, welches sich als Baueinheit in Vortriebsrichtung V vorziehen oder vorschieben läßt Dies erfolgt mittels der hydraulischen Vorpreßzylinder 14, die, wie F i g. 1 zeigt an den Segmentstücken 17 der Spreizsegmente abgestützt sind und mit ihren Kolbenstangen bei 20 gelenkig an der Unterseite der Vortriebsmesser angreifen. Jedem Vortriebsmesser ist dabei ein eigener Vorpreßzylinder zugeordnet

Die Spreizsegmente 15 sind gegenüber den Stützrahmenteilen 11 und 12 in radialer Richtung, d, h, quer zur Vortriebsrichtung V, gegen die Ausbruchswandung abspreizbar. Dies erfolgt mittels hydraulischer Spreizzylinder 19, die im Profilinneren der Stützrahmenteile 11 und 12 angeordnet sind und mit ihren Kolbenstangen an den Längsstreben 16 der Spreizsegmente angreifen. Durch Ausschub der Spreizzylinder 19 können daher die Spreizsegmente einzeln oder gemeinsam abgespreizt werden, wodurch die von den Spreizsegmenten getragenen Vortriebsmesser 13 gegen die Ausbruchswandung angepreßt werden, !n Fig. 1 ist strichpunktiert bei 13' die Lage der Vortriebsmesser im ausgespreizten Zustand angedeutet.

Während der Vortriebsarbeit werden die Vortriebsmesser 13 mittels der Vorpreßzylinder 14 einzeln oder gruppenweise in Vortriebsrichtung V vorgepreßt. Hierbei können die Vortriebsmesser mit Hilfe der Spreizzylinder 19 gegen die Ausbruchswandung angepreßt sein. Die Vorpreßzylinder 14 stützen sich über die Spreizsegmente 15 gegen den Stützrahmen 10 bzw. dessen hinteres Rahmenteil 12 ab.

Sobald sämtliche Vortriebsmesser 13 um den Zylinderhub vorgepreßt sind, kann der Stützrahmen 10 in einem einzigen Schritt nachgeholt werden. Zu diesem Zweck werden die Vorpreßzylinder 14 in Einschubrichtung von dem hydraulischen Druckmedium beaufschlagt. Beim Nachholen des Stützrahmens 10 bilden die mit dem Anpreßdruck am Gebirge bzw. an der Ausbruchswandung anliegenden Vortriebsmesser das Widerlager für die Vorpreßzylinder 14. Da die Spreizsegmente 15 mit den Stützrahmenteilen 11 und 12 nur in radialer Richtung, nicht aber in Vortriebsrichtung Vbeweglich gekoppelt sind, werden sie beim Nachholen der Stützrahmenteile 11 und 12 mitgenommen.

Den Druckräumen der Spreizzylinder 19 sind Überdruckventile (nicht dargestellt) zugeordnet, die bei Überschreiten eines bestimmten Gebirgsdruckes ansprechen und die Spreizzylinder entlasten. Hierbei fährt das druckbeaufschlagte Spreizsegment mit den hieran abgestützten Vortriebsmessern ein, bis der Gebirgsdruck und der Druck in den Druckräumen der betreffenden Spreizzylinder wieder den normalen Druckwert erreicht. Mit Hilfe der Überdruckventile ist eine genaue Einstellung der Drücke, mit welchen die Vortriebsmesser gegen die Ausbruchswandung angepreßt werden bzw. das Gebirge abgefangen wird, möglich. Es empfiehlt sich, die hydraulische Steuerung der Spreizzylinder so auszubilden, daß die Spreizsegmente und ihre Vortriebsmesser im Zuge des Vortriebs selbsttätig gegen die Ausbruchswandung mit einer vorbestimmten Anpreßkraft angedrückt werden. So-

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bald im Zuge der Vortriebsarbeit der Schild eine Zone Die Rahmenteile II und 12 des Stützrahmens sind

geringeren Gebirgsdruckes erreicht, werden die Spreiz- über Längs- und/oder Diagonalverbindungen 21, 22 zu

segmente über die Spreizzylinder selbsttätig ausge- einem starren Rahmengestell verbunden, an dem die

spreizt und damit das Gebirge von dem Schild mit einer einzelnen Spreizsegmente 15 nur in radialer Richtung

vorbestimmten Stützkraft unterfangen. > verschiebbar gelagert sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbauschild für den Tunnel, Stollen- oder Streckenvortrieb u. dgl., insbesondere im druckhaften Gebirge, mit einem Stützrahmen und mit gegenüber dem Stützrahmen in Vortriebsrichtung vorpreßbaren Vortriebsmessern, die mittels Spreizvorrichtungen gegenüber dem Stützrahmen in Richtung auf die Ausbruchswandung abspreizbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebsmesser (13) an Spreizsegmenten (15) in Vortriebsrichtung (V) verschiebbar angeordnet sind, welche ihrerseits an dem Stützrahmen in der genannten Spreizrichtung beweglich abgestützt sind.

2. Verbauschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizsegmente (15) in Spreizrichtung verschiebbar ari dem Stützrahmen (10) geführt und in Vortriebsrichtung (V) unverschieblich mit dem Stützrahmen verbunden sind.

3. Verbauschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpreßzyfinder (14) der Vortriebsmesser (13) zwischen diesen und den Spreizsegmenten (15) eingeschaltet sind.

4. Verbauschild nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (10) aus mehreren im Abstand angeordneten starren Rahmenteilen (U, 12) besteht, die über Längs- und/oder Diagonalverbindungen (21, 22) zu einem starren Rahmengestell verbunden sind.

5. Verbauschild nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizsegmente (15) mittels an Stützrahmen (10) abgestützter hydraulischer Spreizzylinder (19) abspreizbar sind.

6. Verbauschild nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Spreizsegment (15) mehrere radial angeordnete Spreizzylinder (19) zugeordnet sind.

7. Verbauschild nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spieizzylinder (19) im Profilinneren des Stützrahmens (10) angeordnet sind.

8. Verbauschild nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der beiden den Stützrahmen (10) bildenden Rahmenteile (11,12) hydraulische Spreizzylinder (19) angeordnet sind.

9. Verbauschild nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Druckräumen der hydraulischen Spreizzylinder (19) Oberdruckventile zugeordnet sind.

10. Verbauschild nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Spreizsegment (15) mehrere Vortriebsmesser (13) verschiebbar geführt sind.

11. Verbauschild nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des ringförmigen Stützrahmens (10) mindestens drei Spreizsegmente (15) angeordnet sind, die gemeinsam einen die Vortriebsmesser (13) tragenden Spreizring bilden.