DE2829053C3 - Lagerung für das Schneidrad eines mit druckluft- oder flüssigkeitsabgestützter Ortsbrust arbeitenden Vortriebsschildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Lagerung des Schneidrades einer mit druckluft- oder flüssigkeitsabgestützter Ortsbrust arbeitenden Schildvortriebsmaschine, bei der das Schneidrad drehbar innerhalb der bzw. einer der Schottwände gelagert ist, wobei die Lageranordnung zwei in der Schottwand verlagerte Außengehäusehälften aufweist

Bei dem in der DE-AS 15 34 605 beschriebenen Vortriebsschild wird die Beweglichkeit des Bohrkopfes dadurch erreicht, daß der Lagerkörper als plattenförmiger Jochträger ausgebildet ist und Armansätze aufweist, mit denen er in Aussparungen des Schildmantels längsverschieblich und kippbar gelagert ist, so daß eine Längsbewegung auch mit einer Kippbewegung kombiniert werden kann. Auf der rückwärtigen Seite des Jochträgers greifen hierbei hydraulische Pressen an, die sich gegen die Schottenwand abstützen, wobei die hydraulischen Pressen den Bewegungen des jochträgers folgen können. Mit einer derartigen Lagerung des Bohrkopfes kann eine vollständige Abdichtung bei voller Beweglichkeit in allen Richtungen nicht erreicht werden, weil der |ochträger an den Enden der Armansätze Kugelkalotten trägt, die eine sichere Abdichtung nicht ermöglichen. In der DE-AS 15 34 688 ist eine Tunnelbohrmaschine beschrieben, bei der die Drehachse des drehbaren Fräsers zwecks Änderung der Bohrrichtung gegenüber der Schildlängsachse verschwenkbar ist. Die Verbesserung der Verschwenkung der Fräserdrehachse wird dadurch erreicht, daß das dem

ί Fräser benachbarte Lager der Fräserwelle im Schild außermittig verlagerbar ist, wobei Justierglieder für eine relativ zur Schildlängsachse radiale Verstellung der vorderen Lagerung der Fräserwelle vorgesehen sind. Die Verstellung erfolgt dabei durch Stellschrauben und

ίο stufenweise Einlagerung von Zwischenscheiben. Jedoch sind bei einer derartigen Anordnung Voraussetzungen gleichzeitig für eine Steuerung des Schneidrades und eine sichere Abdichtung zwischen vorderem Druckraum und Tunnelraum nicht gegeben. In der DE-AS

i: 25 04 370 ist eine Vortriebsmaschine beschrieben, bei der die Einstellbarkeit des Bohrkopfes dadurch erreicht wird, daß Schwenklager vorgesehen sind, die gleichzeitig höhenversetzbar und in verschiedenen Höheneinstellungen feststellbar sind. Diese Art von Verschwenkbarkeit läßt eine sichere Abdichtung gegen den Innenraum der Vortriebsmaschine nicht zu. In der DE-OS 22 34965 ist eine Schüdvortriebsmaschine beschrieben, bei der Kardangelenke vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, daß der Lagerkörper des Bohrkopfes mit Führungsorganen verbunden ist Auch diese Anordnung läßt neben der Verstellbarkeit eine sichere Abdichtung des Inneren der Vortriebsmaschine nicht zu. In der DE-OS 26 15 264 ist eine Vortriebseinrichtung für das Auffahren von Tunneln, Stollen u. dgl.

beschrieben, bei der zur Richtungssteuerung des Schildes über den Schildumfang verteilt mehrere ausstellbare Spreizorgane vorgesehen sind, die gegenüber der vertikalen und horizontalen Längsmittelebene des Schildes unter einem spitzen Winkel in Umfangsrichtung versetzt an dem Schild angeordnet sind. Mittels dieser Spreizorgane ist zwar eine Richtungssteuerung des Bohrkopfes möglich, jedoch bietet diese Anordnung keine geeigneten Voraussetzungen für die Ausbildung einer sicheren Abdichtung gegen das Innere der

■»o Vortriebsmaschine. Allen bekannte? Anordnungen zur Richtungssteuerung des Vortriebsschildes ist gemeinsam, daß es sich nicht um Hydroschilde handelt und daher die Aufgabe nicht besteht, neben den Mitteln zur Richtungssteuerung zusätzlich Mittel zur sicheren

■»5 Abdichtung vorzusehen. Auch sind die vorgesehenen Mittel zur Richtungssteurung in ihrem konstruktiven Aufbau von der angemeldeten Erfindung derart verschieden, daß sie die Erfindung nicht nahelegen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, für einen Hydroschild mit einer druckluft- oder flüssigkeitsabgestützten Ortsbrust für das Schneidrad eine Lagerung zu entwickeln, die eine weitgehende Richtungssteuerung des Schneidrades möglich macht und eine vollständige und wirksame Abdichtung zwischen vorderem Druckraum und Tunnelraum gewährleistet, wobei auf eine Lagerung und Führung des Bohrkopfes der DE-AS 15 34 605 zu verzichten war, weil die dort vorgesehene Kugelkalotte auf kleiner Fläche Abstützdrücke erzeugt, die eine sichere Abdichtung nicht gewährleisten.

Die Erfindung besteht darin, daß die beiden Außengehäusehälften der Lageranordnung eine Ausnehmung aufweisen, in die, die sie umgebende Schottwand mit an ihr ausgebildeten Gleitflächen in radialer Richtung gleitbeweglich eingreift, daß sie mit kugelkalottenartig ausgebildeter Innenfläche in Richtung der Drehachse des Schneidrades kippbeweglich auf kugelförmigen Gleitflächcn eines sich auf dem Getriebegehäuse abstützenden Lagerringes gelagert

sind, der in seinem mittleren Bereich eine Ausnehmung aufweist, in die ein mit den beiden Außengehäusehälften verbundener Verbindungsring mit Spiel eingreift, dessen innere, sich am Lagerring abstützende Auflagerflache eine die Kippbewegung zwischen Lagerring und Lageraußengehäuse ermöglichende Ausbildung aufweist, wobei die Außengehäusehälften gegen die Schottwandgleitflächen Ober eine der Lagerring gegen das Getriebegehäuse beidseitig der Schottwand über je eine stopfbuchsenartig nachstellbare Dichtung abgedichtet sind.

Der technische Fortschritt der Erfindung besteht darin, daß bei Aufrechterhaltung des Vorteils eines atmosphärischen Luftdruckes im Schildinnenraum, nämlich hinter der Schottwand, die Steuerbarkeit des Schildes dadurch erheblich verbessert ist, daß die Lageranordnung, die das Getriebegehäuse bzw. die Getriebefälle führt, drei Bewegungen möglich macht, nämlich eine Radialbewegung, eine Längsverschiebung und schließlich eine Kippbewegung des Schneidrades, und daß bei allen Bewegungen gleichzeitig die erforderliche Dichtwirkung vorhanden ist und auch dann erhalten bleibt, wenn Teile der Dichtung nach längerer Benutzung erneuert werden müssen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Außenlagergehäuse mit Abstützplatten versehen, zwischen die und die gegenüberliegenden Teile der Schottwand zur Radialverstellbarkeit und Justierung des Lagergehäuses innerhalb der Schottwand Führungsleisten von unterschiedlicher Stärke einschiebbar sind. Diese Ausbildung bietet die Möglichkeit, die Position des Lagergehäuses zu justieren zwecks einer radialen Verstellung der Lageranordnung in bezug aul den Mantel des Gehäuses.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung und als Vertikal-Schnitt den vorderen Teil eines Schildes für einen mechanischen Tunnelvortrieb mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust;

F i g. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den mittleren Teil von F i g. 1 mit dem Schneidrad mit Lagerung und Getriebe;

Fig.3 zeigt eine Schnittdarstellung der kompletten Lageranordnung für das Getriebegehäuse bzw. die Getriebewelle;

F i g. 4 2.eigt eine Vorderansicht tier Lageranordnung gemäß Pfeil 99 in Fig.3 mit der Darstellung der Elemente für die radiale Verschiebbarkeit der Lageranordnung.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 ist der Schildmantel mit 40, die vordere Schneidkante des Schildmauels mit 41 und das Schneidrad mit 42 bezeichnet; 43 ist die Schottwand, die das Schildinnere gegen den Überdruckbereich abdichtet, der mit 44 bezeichnet ist. 45 sind die Druckzylinder, mit deren Hilfe sich der Schild gegen die Tübbings 46 abstützt. Das Schneidrad 42 ist auf einer Antriebswelle 50 befestigt.

Mit 48 ist in F i g. 1 diejenige Zone hinter der Schottwand V bezeichnet, in der bereits atmosphärischer Druck vorhanden ist, womit das Arbeiten innerhalb des Vortriebsschildes erleichtert wird und auch Drucklufterkrankungen verhindert werden.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den mittleren Teil des Schneidrades 42 mit der Lagerausbildung, deren Einzelheiten sich aus der Darstellung in Fig.3 ergeben. Gemäß der Darstellung in Fi g. 2 befindet sich hinter dem erfindungsgemäßen Lager das Getriebe til,

dessen Umrisse lediglich angedeutet wurden, weil Getriebeausbildungen zum Antrieb des Schneidrades im wesentlichen bekannt sind.

Wie F i g. 3 erkennen läßt, sind die beiden Außengehäusehälften 3 derart ausgebildet, daß sie eine

in Ausnehmung aufweisen. In diese Ausnehmung greift die Schottwand Γ mit Gleitführungen 1 in radialer Richtung ein. Durch diese Ausbildung entsteht eine Verbindung zwischen der Schottwand Γ und den anschließenden Teilen einerseits und der Lageranordnung andererseits, die in radialer Richtung gleitbeweglich ist Außerdem sind die Außengehäusehälfxen, die auf der Innenseite die Form einer Kugelkalotte haben, auf dem Lagerring 2 gelagert, dessen Oberfläche der Form der Kugelkalotte angepaßt ist. Durch eine Relativbewegung zwischen den Außengehäusehälften 3 und dem Lagerring 2 kann die Antriebswelle 50 mittels der kugelförmigen Gleitflächen 32 eine Kippbewegung ausführen. Der Lagerring 2 weist im mittleren Bereich eine Ausnehmung 33 auf, in die ein mit den beiden Außengehäusehälften verbundener Verbindungsring 4 mit Spiel eingreift, wodurch die Kippbewegung in beiden Richtungen, nämlich nach vorn und nach rückwärts, eine Begrenzung erhält. Hierbei sind die Außengehäusehälften 3 gegen die Schottwandleitführungen 1 über Dichtungen 19,20 und der Lagerring 2 gegen das Getriebegehäuse 47 beidseitig der Schottwand Γ über je eine Dichtung 18, 20' abgedichtet, wobei besonders vorteilhaft ist, daß die erwähnten Dichtungen durch Stopfbuchsen jederzeit nachstellbar und auswechselbar sind. Das Getriebegehäuse 47 ist Iängsverschieblich gelagert In Aussparungen des Lagerringes 2 sind Stopfbuchsen 5 vorgesehen, deren Nachstellung durch Stellschrauben 23 erfolgt Die Dichtungen 19 und 20 sind gesichert durch Stopfbuchsen 6, die durch Befestigungsmittel 26 und 28

■w nachgestellt werden können. Neben den bereits erwähnten Dichtungen sind auch noch statisch wirkende Dichtungen 22 in der Gleitfläche 32 vorgesehen. 29 ist eine Befestigungsschraube mit Dichtungen 21 zur Sicherung des Verbindungsringes 4. Ferner ist zwecks Sicherung der Gleitfläche 32 ein Haltering 7 vorgesehen, der sich auf der Innenseite gegen statische Dichtungen T anlegt Dieser Haltering 7 ist gesichert durch Stellschrauben 24 mit Unterlagsscheibe 15. Mit 17 ist ein Schmiernippel für die Fettschmierung bezeichnet.

so Mit 8 ist ein Organ zur Abstützung bezeichnet, das an den Außengehäusehälften 3 mittels Kopfschrauben 25 mit Unterlagsscheiben 16 befestigt ist

Fig,4 zeigt entsprechend der Pfeilrichtung 99 in F i g. 3 die grundsätzliche Anordnung der Lageranordnung in der Schottwand in der Vorderansicht. Mit 60 sind Führungsleisten bezeichnet, die durch unterschiedlich wählbare Dicken zur Positionierung der Lageranordnung im Verhältnis zu den Achsen des Schildes benutzt werden können, d. h. um die radiale Verschiebbarkeit zu ermöglichen und nach der Einstellung zu justieren. Die Darstellung zeigt die Ausbildung des Äbstützungsorgans 8 mit den Kopfschrauben 23 und den Kopfschrauben 23.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lagerung des Schneidrades einer mit druekluft- oder flüssigkeitsabgestützter Ortsbrust arbeitenden Schildvortriebsmaschine, bei der das Schneidrad drehbar innerhalb der bzw, einer der Schottwände gelagert ist, wobei die Lageranordnung zwei in der Schottwand gelagerte Außengehäusehälften aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Außengehäusehälften (3) der Lageranordnung eine Ausnehmung aufweisen, in die die sie umgebende Schottwand (V) mit an ihr ausgebildeten Gleitflächen (1) in radialer Richtung gleitbeweglich eingreift, daß sie mit kugelkalottenartig ausgebildeter Innenfläche in Richtung der Drehachse des Schneidrades kippbeweglich auf kugelförmigen Gleitflächen (32) eines sich auf dem Getriebegehäuse (47) abstützenden Lagerringes (2) gelagert sind, der in seinem mittleren Bereich eine Ausnehmung aufweist, in die ein mit den beiden Außengehäusehälften (3) verbundener Verbindungsring (4) mit Spiel eingreift, dessen innere, sich am Lagerring (2) abstützende Auflagerfläche eine die Kippbewegung zwischen Lagerring (2) und Lageraußengehäuse (3) ermöglichende Ausbildung aufweist, wobei die Außengehäusehälften (3) gegen die Schottwandgleitflächen (1) über eine Dicfüung (19, 20) und der Lagerring (2) gegen das Getriebegehäuse (47) beidseitig der Schottwand (1') über je eine stopfbuchsenartig nachstellbare Dichtung (18, 20") abgedichtet sind.

2. Lagerovg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenlf»?ergehäuse (3) mit Abstützplatten (8) versehen ist, zwischen die und die gegenüberliegenden Teile der Schottwand (Γ) zur radialen Verstellbarkeit und Justierung des Lagergehäuses (3) innerhalb der Schottwand (Γ) Führungsleisten (60) von unterschiedlicher Stärke einschiebbar sind.