DE2646570B2

DE2646570B2 - Schildschwanzdichtung

Info

Publication number: DE2646570B2
Application number: DE19762646570
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Wayss and Freytag AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1976-10-15
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2646570C3; DE2646570A1

Description

Die Anmeldung betrifft eine Schildschwanzdichtung für Schildvortriebsmaschinen bestehend aus einer an der Innenseite des Schildschwanzes mittel- oder unmittelbar befestigten Dichtungslippe aus elastischem Kunststoff, die durch ein sie stützendes federartiges Element gegen die Außenseite des Tunnelausbaus gedrückt wird.

Im Zuge der Humanisierung der Arbeitsplätze gilt es, Arbeiten unter Druckluft möglichst zu vermeiden. Damit erhalten Bemühungen, auch Tunnelbauarbeiten im Grundwasser ohne Luftüberdruck im Schild aufzufahren, zunehmend Bedeutung. Sie sind abhängig von der Lösung der Aufgabe, den Ringspalt sicher gegen drückendes Grundwasser abzudichten. Dazu hat die Entwicklung neuer Tunnelbaumethoden, wie z. B. dem Vortrieb mit Schilden mit bentonitgestützter Ortsbrust, günstigere Voraussetzungen geschaffen.

Zur Lösung des Abdichtungsproblems sind die am Schildmantel dicht montierten, an der Auskleidung gleitenden Dichtungen am häufigsten angewendet. Daneben sind verschiedene Systeme von ruhenden, miteinander gekoppelten Dichtungspaaren bekannt, bei denen jeweils eine Dichtung angedrückt ist, während ßine zweite entspannt ist und in diesem Zustand vorwürtsbewegt wird. Letztere Dichtungen erfordern komplizierte maschinelle Einrichtungen im Schild, so daß ihr Einsatz nur dort wirtschaftlich ist, wo einfachere Dichtungsformen versagen. Die gleitende Dichtung muß, um ihrer Aufgabe zu genügen, zwei Forderungen erfüllen:

1. Sie muß den Raum des Ringspaltes gegen das

Eindringen von Verpreßmörtel und Bodenteilen freihalten und sich beim Vortrieb der durch Lageverschiebungen der Auskleidung innerhalb des Schildmantels bedingten veränderlichen Spaltbreite elastisch anpassen.

?.. Sie muß, indem sie mit dem Schild fest verbunden und über die rauhe Außenseite der Auskleidung gleitend weiterbewegt wird, bei möglichst geringer Abnutzung eine möglichst vollkommene Abdichtung gegen drückendes Wasser bewirken.

Bekannt sind gleitende Dichtungen, die auf dem Prinzip beruhen, daß eine verschleißfeste federnde Lippe — in der Regel dicht aneinanderliegende Blechlamellen oder Kunststoffbänder, die innen am Schildmantel dicht befestigt sind - an die Außenseite der Auskleidung abdichtend angepreßt wird. Die Anpreßkraft wird mit unter Druck stehenden luft- oder flüssigkeitsgefüllten Schläuchen, Schaumstoffpolstern u. ä. und/oder durch Federwirkung des Metalls bei Blechlamellen aufgebracht. Die gefüllten Schläuche bzw. Schaumstoffpolster erfüllen dabei gleichzeitig die Aufgabe der elastischen abdichtenden Raumfüllung, während die Blechfedern als Bewehrung und Verschleißschutz für den hochbeanspruchten Dichtungskörper dienen und die Abdichtung in der Bewegungsfuge übernehmen. In Ausgestaltungen der Dichtung mit federnden Blechlamellen wird der kammerartigen Blechfeder ein elastisches Kunststoffband unterlegt bzw. w ird sie in einen elastischen Kunststoff eingebettet, wobei auf das raumausfüllende Polster verzichtet wird. Eine weitere Dichtungsform verwendet einen Hochdruckschlauch, der durch ein auswechselbares Verschleißband gegen Verschmutzung und Reibungsverschleiß geschützt ist. Schließlich gibt es eine Dichtungsvorrichtung mit hintereinander angeordneten Lippendichtungen, bei der der Druckunterschied zwischen Schildraum und durchfahrenem Boden stufenweise abgebaut wird.

Die bekannten gleitenden Dichtungen haben den Nachteü, daß sie entweder aus mehreren Teilen und aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, die nur mit großem Arbeitsaufwand zu montieren und auszuwechseln sind, oder daß, wo sie einfache Lippenbänder sind, sich der Raum über ihnen mit Bodenteilen und Verpreßmörtel zusetzen kann, wodurch die elastische Federwirkung aufgehoben wird. Ein schwerwiegender Nachteil der mit Stahlfedern aufgebauten Dichtungen besteht darin, daß die Stahlfedern sich nicht vollkommen der Oberfläche der Auskleidung anlegen können. Sie können daher den Schild bei drückendem Wasser nicht so gut abdichten, daß ohne Luftüberdruck im Schild gearbeitet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, mindestens für begrenzte Druckhöhen des Grundwassers eine einfache Dichtung zu entwickeln, die die erhöhten Abdichtungsanforderungen vornehmlich in Verbindung mit Vortrieben mit bentonitgestützter Ortsbrust erfüllt, leicht eingebaut und ausgewechselt weiden kann und gleichzeitig den Raum über der Dichtung von Fremdkörpern frei hält.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Dichtung aus einem die Dichtlippe tragenden mit dem Schildschwanzblech verbundenen Schenkel und einem winklig zu letzterem verlaufenden, ebenfalls am Schildschwanzblech befestigten Stützfederschenkel, wobei der Schenkel und der Stützfederschenkel zwischen sich und dem Schildschwanzblech einen gegenüber dem rückwärtigen Ringraum abgedichteten Ver-

formungsraum einschließen und die Dichtlippe, der Schenkel und der Stützfederschenkel aus dem gleichen Material bestehen und die Dichtung insgesamt einstückig und maschinell herstellbar ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäüen Dichtung '· sind: die Einfachheit des aus einem einzigen Werkstoff bestehenden Profils, das eine wirtschaftliche Fertigung und die Verwendung geeigneten Kunststoffmateriais ermöglicht, das durch hohe Elastizität und Nachgiebigkeit eine gute Anpassung an die Uneben- "■■ heiten der Außenfläche der Auskleidung und hohe Abriebfestigkeit gewährleistet. Die beiden im Winkel zueinander stehenden Schenkel des Profils, die sich auf dem Schildmantel abstützen und von denen mindestens ein Schenkel dicht auf dem Mantel befestigt r> ist, bilden mit dem Schildmantel einen Hohlraum, in den hinein sich das Profil verformen kann. Dadurch kann der Hohlraum sich nicht mit Verpreßmörtel oder Rodenbeständen zusetzen und so die Dichtung unwirksam machen. Zur Verbesserung der Abdich- J» tungswirkung können mehrere erfindungsgemäße Dichtungen hintereinander angeordnet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Dichtung sind in den Merkmalen der Unteransprüche beschrieben. Sie gestatten es, den -'"> Anpreßdruck auf die Dichtung durch entsprechende Dimensionierung und Gestaltung des hinteren Profilschenkels zu beeinflussen.

Die Fig. la und Ib zeigen ein Beispiel einer Schildschwanzdichtung mit einem erfindungsgemäßen Profil:

Fig. 1 a zeigt einen Querschnitt in Tunnelachse des Profils im nahezu unverformten Zustand bei größtmöglicher Ringspaltbreite;

Fig. Ib einen Querschnitt desselben Profils im zusammengepreßten Zustand bei der geringstmöglichen Ringspaltbreite.

Das Dichtungsprofil besteht aus dem in Vortriebsrichtung vorderen Schenkel 1 mit der Dichtungslippe 2 und dem hinteren Schenkel 3. Es ist mindestens mit einer der beiden Befestigungen 4 bzw. 5 dicht und mit einer weiteren Befestigung 5 bzw. 4 mit dem Schildmantel 6 verbunden. Die Dichtungslippe 2 wird durch den Schenkel 3, der dabei gestaucht und/ oder ausgebogen wird, fest an die Auskleidung 7 angepreßt. Bei dem dargestellten Beispiel besitzt der Schenkel 3 gegenüber dem Schenkel 1 eine größere Stärke 8 und erhält durch im Querschnitt angeordnete Aussparungen 9 eine bessere Verformbarkeit. Führungsnocken am Schildmantel 10 begrenzen die Ringspaltbreite auf das für die Dichtung zulässige Mindestmaß.

Hierzu I Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schildschwanzdichtung für Schildvortriebsrnaschinen bestehend aus einer an der Innenseite des Schildschwanzes mittel- oder unmittelbar befestigten Dichtungslippe aus elastischem Kunststoff, die durch ein sie stützendes federartiges Element gegen die Außenseite des Tunnelausbaus gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem die Dichtlippe (2) tragenden mit dem Schildschwanzblech (6) verbundenen Schenkel (1) und einem winklig zu letzterem verlaufenden, ebenfalls am Schildschwanzblech (6) befestigten Stützfederschenkel (3) besteht, wobei der Schenkel (1) und der Stützfederschenkel (3) zwischen sich und dem Schildschwanzblech (6) einen gegenüber dem rückwärtigen Ringraum abgedichteten Verformungsraum einschließen, und daß die Dichtlippe (2), der Schenkel (1) und der Stützfederschenkel (3) aus dem gleichen Material bestehen und die Dichtung insgesamt einstückig und maschinell herstellbar ist.

2. Schildschwanzdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stützfeder (3) bildende Schenkel breiter ausgebildet ist als der die Dichtlippe (2) tragende Schenkel (1).

3. Schildschwanzdichtungnach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stützfeder (3) bildende Schenkel mit Aussparungen (9) versehen ist.