DE3222923C2

DE3222923C2 - Fördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine

Info

Publication number: DE3222923C2
Application number: DE3222923A
Authority: DE
Inventors: Shozo Osaka Hirata; Tadao Yoshikawa
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1984-11-15
Also published as: AT375734B; GB2106161B; DE3222923A1; FR2513309A1; ATA348482A; FR2513309B1; GB2106161A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schildtunnelmaschine mit einer darin eingebauten Materialfördereinrichtung (6), die aus einem röhrenförmigen Gehäuse (7) mit einem Materialeinlaß (7a) am einen Ende und mit einem verschließbaren Materialauslaß (7b) am anderen Ende und mit einem Materialtransportförderer (8) besteht, wobei der Materialtransportförderer (8) innerhalb des Gehäuses (7) angeordnet ist und aus einem schraubenförmig verdrehten Band besteht. Anders als in einer herkömmlichen Materialfördereinrichtung, mit einem Schneckenförderer, der eine Drehwelle und ein Schraubenblatt rund um die Welle aufweist, kann die erfindungsgemäße Einrichtung Material, das große Abbruchstücke enthält, transportieren und auswerfen und arbeitet daher auch bei kleineren Durchmessern noch funktionsfähig, z.B. wenn der Schilddurchmesser kleiner ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für eine Schildvortricbsmaschinc der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Galtung.

Eine bekannte Schildvorlriebsmaschine (GB-PS 15 70 .52M) enthält eine Materialfördercinrichlung mit einem Bohrkopf, der drehbar an einem Ende des Schildniaiitels angeordnet ist. Unmittelbar hinter dem Bohrkopf befindet sich eine Druckkammer und im Anschluß daran ein unter atmosphärischem Druck stehendes Abteil. Die Fördereinrichtung weist ein röhrenförmiges Gehäuse auf, das die unter Überdruck und Normaldruck stehenden Abteile verbindet und das im vorderen, orlsbrusiseiligcn Teil einen offenen Malcrialcinlaß sowie im rückwärtigen Teil einen verschließbaren Matcrialauslaß enthält, und in dem ein Malcrialfördcrblattmittcl drehbar gelagert ist, mit dem ein in die Druckkammer hineinragendes Maicrialknctblattmittcl verbunden ist. Das Malerialförderblaltmiltel ist hier ein sog. Schneckenförderer, bei dem ein Schraubcnblatl rund um eine Drehwelle üngcbraehl ist.

Wenn Tunnels mit Hilfe einer solchen Schildvorlriebsmaschine aufgefahren werden, wird der vorauslicgende Boden mit dem Bohrkopf hcrcingcwonnen, wobei das anfallende Material in die Druckkammer hinter den Bohrkopf und durch die Materialfördercinrichtung in das unter atmosphärischem Druck stehende Abteil gelangt. Wegen des Schneckenförderers wird die Größe der transportierten Steine oder Felsen durch die Welle iles Schneckenförderers, die ein Hindernis darstellt, begrenzt. Dementsprechend hat dann, wenn der Durchmesser des Schildmantels zum Vortrieb kleinerer Tunnels verkleinert wird, die benutzte Materialfördereinrichtung einen entsprechend verringerten Durchmesser und isi dann nicht mehr in der Lage, befriedigend Material, das große I laufwerksieile enthüll, zu transportieren und auszutragen. Von dieser bekannten Schildvortriebsmaschine geht die Erfindung aus.

Ls ist an sich weiter bekannt (DE-OS 30 02 32b und I IM¹S I i 10 620). Förderselirauben aus einem schraubenförmig verdrehten Hand ohne Welle zu verwenden.

Eine Anwendung in einer Schildvortricbsmaschinc, insbesondere eine spezielle Art und Lagerung eines Materialknetmittels, kann diesem Stand der Technik nicht entnommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäßc Materialfördereinrichtung so weiterzubilden, daß mit ihr auch dann größere Haufwerksteile gefördert werden können, wenn nur Materialfördereinrichtungcn geringen Querschnitts eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Mitteln gelöst.

Da die Materialfördereinrichtung keine Drchwelle wie in der eingangs ei-wähnten Ausführung enthält, ist die Einrichtung in der Lage, Material, das relativ große Abbruchteile (z. B. solche mit zwei Drittel des Gchäuscdurchmessers) enthält, zu transportieren und auszutragen auch dann, wenn der Schildmantel oder das röhrenförmige Gehäuse einen geringeren Durchmesser aufweist. Weiter setzt das Band, das durchgehend schraubenförmig verdreht ist, dem Material keinen großen Widerstand entgegen und neigt weniger i'.um Verschleiß.

Ein Materialknetblatt, das aus einem schraubenförmig verdrehten Band besteht, ist drehbar innerhalb der Druckkammer vorgesehen, wobei das hercingewonnene Material gründlich mit Schlamm innerhalb der Druckkammer geknetet wird und dabei weniger durchlässig für Wasser und leichter transportabel gemacht wird, bevor es in die Materialfördereinrichtung gedrängt wird. Daher kann das Material wirksam transportiert werden, ohne eine Abnutzung am Fördere« zu verursachen. Die verbesserten Abdichtungseigenschaften des Materials erlauben es außerdem, den Druck in der Druckkammer genauso wie der Materialfördereinrichtung genügend aufzubauen, um wirksam die Ortsbrust zu stützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das hintere Ende des Gehäuses mil einer Stocherstange versehen, die innerhalb des Gehäuses beweglich ist, um den Teil des Materials zu zerlegen, der im hinteren Teil verdichtet ist. Die Stocherstange isi hohl und an ein Schlammeinspritzrohr angeschlossen, durch das Schlamm in das hintere Ende des Gehäuses eingeführt werden kann, wenn dies erwünscht ist, um dem Material eine verminderte Wasserdurchlässigkeit und verbesserte Fließfähigkeit in diesem Bereich zu geben.

In der nachfcigenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der den Figuren entnehmbaren Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht im Längsschnitt, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt,

Fig.2 eine Schnittansicht entlang der Lin'o V-V aus Fig. 4,

F i g. 3 eine Ansicht im Längsschnitt, die eine Modifikation der Ausführung gemäß F i g. 1 darstellt,

F i g. 4 eine vergrößerte Schnitiansicht eines Teils davon,

F i g. 5 eine Ansicht im Längsschnitt, die eine weitere Modifikation der Ausführungsfortn gemäß Fig. 1 darstellt,

F i g. 6 eine Ansicht im Längsschnitt, die eine weitere Modifikation der Ausführungsforni gemäl) Fig. 1 darstellt.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine Schildvcrtricbsmaschinc mit einem hohlen Schildmantel 1, der mit der Form des aufzufahrenden Tunnels übereinstimmt. Ein Bohrkopf 2, der durch eine Antriebseinheit 3 antreibbsr ist, ist drehbar an einer Seite (Vorderseite) des Schildmantels 1 montiert Innerhalb des Schildmantels 1 sind eine Druckkammer 4 unmittelbar hinter dem Bohrkopf 2 und einem Abteil 5 mit Atmosphärendruck hinter der Druckkammer 4 gebildet. Die Druckkammer 4 ist durch eine Materialfördereinrichtung 6 mit dem Atmosphärendruckabteil 5 verbunden. Das hereingewonnene Material, das durch Schlitze im Bohrkopf 2 in die Druckkammer 4 dringt, wird durch die Materialfördereinrichtung 6 zum Abteil 5 transportiert. Die Materialfördereinrichtung 6 besteht im wesentlichen aus einem röhrenförmigen Gehäuse 7, das an einer Stelle der Vorderseite einen zur Druckkammer 4 offenen Materialeinlaß Ta und am rückwärtigen Ende einen mit dem Atmosphärendruckabteil 5 verbundenen Auslaß Tb aufweist, und einen Materialtransportförderer 8, der drehbar innerhalb des Gehäuses 7 angeordnet ist und eine schraubenförmig gedrehtes Band umfaßt. Eine Schleuse 15 zum Schließen des Matcrialauslasscs 76 wird mit einer Zylindereinheit 16 betätigt. Die Druckkammer 4 ist mit damit in Verbindung stehenden Einspritzrohren 19 zum Einspritzen von Schlamm in die Druckkammer 4 versehen.

Das vom Bohrkopf der vorgeschriebenen Vorrichtung hereingewonnene Haufwerk dringt durch Schlitze des Bohrkopfes in die Druckkammer 4. Das mit dem durch die Rohre 19 eingespritzen Schlamm wirksam geknetete Haufwerk wird in den Förderer gedrückt und am Matcrialauslaß Tb ausgetragen. Da die hereingewonnenen Haufwerkseile durch das Kneten in den Schlamm eingebettet werden, ist die Knetmasse weniger durchlässig für Wasser und kann so den Durchbruch von Grundwasser verhindern. Weiter stützt der vergrößerte Druck in der Kammer 4, der durch einen dosierten

)5 Austrag des Haufwerks an der Schleuse 15 des Materialauslasses Tb aufgebaut wird, wirksam die Ortsbrust.

Bei der Schildvoririebsmaschine ist zusätzlich zu der Matcrialiransporieinriehiung 8 ein Materialknetblatt 29 vorgesehen, um das Material mit dem Schlamm aus den

4(i Einsprit/.rohren 19 und der Druckkammer 4 effektiver zu kneten. Im einzelnen hat das Knetblatt 29 die Form eines schraubenförmig gedrehten Bandes, das den vorderen Teil des Förderers 8 umgibt. Das Blatt 29 ist an einem Ende drehbar in ein Lager 30 im Rotationszentrum des Bohrkopfs 2 abgestützt und am anderen Ende durch ein ringförmiges Teil 31, das an der äußeren Umfangsflächc des Bandes 29 angebracht ist und durch ein Lager 32 an einer kegelstumpfförmigen Wand 33, die die Druckkammer bildet, gelagert. Das Knetblatt 29 wird durch eine Antriebseinheit 36 gedreht, durch einen angetriebenen Zahnkranz 34, der an dem ringförmigen Teil 31 angebracht ist und einem Antriebsritzel 35. Der Förderer 8 ist im Gehäuse 7 drehbar gelagert durch ein ringförmiges Teil 22, das direkt an der äußeren Umfangsfläche des rückwärtigen Endes des Förderers 8 befestigt ist. Das rückwärtige Ende des Gehäuses 7 enthält einen Materialauslaß Tb. Anschließend an die Materialfördereinrichtung 6 ist ein üblicner Bandförderer oder eine ähnliche Fördereinrichtung 37 angeordnet, um das

bo ausgegrabene Material aus dem Auslaß Tb zu einem geeigneten Ort zu schaffen.

tviit dem Materialknetblatt 29 kann das Material gründlich mit Schlamm geknetet werden, bevor es weiter in die Materialfördereinrichtung 6 gelangt, so daß in

h5 der Druckkammer 4 und dem Gehäuse 7 wirksam ein Druck zur Ortsbruststützung aufgebaut werden kann.

F i g. 3 /cigt eine Modifikation, die sich von der Ausführungsform gemäß F i g. I in der Anordnung der La-

gerung des Materialknetblatts 29 unterscheidet. Das Knetblatt 29, das ein schraubenförmig gedrehtes Band enthält, ist an einem Ende drehbar durch ein Lager 38 im vorderen Teil des röhrenförmigen Gehäuses 7, das sich in die Druckkammer 4 erstreckt, gehalten und das ande- ■> re Ende ist drehbar an der äußeren Umfangsflächc des Gehäuses 7 über ein ringförmiges Teil 31, das an der inneren Umfangsfläche des Bandes 29 angebracht ist, gelagert, so daß ein vorderes Lager 39 und ein hinteres Lager 40 gebildet ist. ι ο

Wie in F i g. 4 gezeigt, ist das hintere Lager 40 ein Axiallager, das einen äußeren Ring 4Q:i enthält, der auf dem ringförmigen Teil 31 befestigt ist und einen inneren Ring 40b enthält, und das einen äußeren Umfangsteil in der Form eines antreibbaren Zahnkranzes 34 aufweist, π Der Zahnkranz 34 ist im Eingriff mit einem Anlricbsritzel 35, einer Antriebseinheit 36, wodurch das Blatt 29 gedreht wird. Der innere Ring 406 des hinteren Lagers 40 wird durch eine Stütze 41 am Gehäuse 7 getragen. Andererseits ist der Materialtransportfördcrcr 8 am einen Ende drehbar durch ein Lager 9 am Vorderende des Gehäuses 7 gelagert und am anderen Ende drehbar am hinteren Ende des Gehäuses 7 über ein ringförmiges Teil 22, das am äußeren Umfang des Bandes 8 befestigt ist, gelagert. F i g. 3 zeigt weitere Dichtungen 42, die 2^r> zwischen dem Gehäuse 7 und dem ringförmigen Teil 31 eingelegt sind, ein Lager 43, das zwischen dem ringförmigen Teil 31 und einer Wand, die die Druckkammer 8 bestimmt, vorgesehen ist, Dichtungen 44, die an den gegenüberliegenden Seiten des Lagers 43 vorgesehen so sind, eine Stütze 45 zum Unterstützen der Einrichtung 6 am Schildmantel 1 und ein Schürfblatt 46. das in der Druckkammer 4 angeordnet ist.

F i g. 5 zeigt eine weitere modifizierte .Schildvortriebsmaschine, in welcher das Gehäuse 7 und der Mate- r> rialtransportförderer 8 sich nicht in die Druckkammer 4 erstrecken. Das Knetblatt 29 ist dabei nur an einem Ende durch ein ringförmiges Teil 31 an dem röhrenförmigen Gehäuse 7 gelagert.

F i g. 6 zeigt eine weitere Modifikation, in der ein ringförmiges Teil 3!, das an der inneren Umfangsfläche des Knetblatts 29 befestigt ist, drehbar über einen Lagerring 47. der an der äußeren Umfangsfläche 7 befestigt ist, gelagert ist. Eine (!»!versorgungsleitung 49 ist in einen ringförmigen Raum 48, der zwischen dem Lagerring 47 und dem Gehäuse 7 gebildet wird, eingebracht.

Die Schildvortriebsmaschinen, die in den F i g. 3 und 6 gezeigt sind, arbeiten in der gleichen Art wie die gemäß F i g. 1. Obwohl die Maschinen, die in den F i g. 1 bis 6 gezeigt sind, weder mit einem Schlammeinspritzrohr noch mit einer Stocherstange am rückwärtigen Ende des Gehäuses 7 ausgerüstet sind, können diese Teile, wenn dies gewünscht und notwendig ist. vorgesehen werden. Das Knetblatt 29 kann genauso wie der Materialtransportförderer 8 nur an einem Ende oder an zwei Punkten gelagert sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Maicrialfördercinrichtiing für eine Schildvortricbsmaschine mit einem Bohrkopf, der drehbar an ^r> einem Ende des Schildniantcls angeordnet ist, mit einer Druckkammer, die unmittelbar hinter dem Bohrkopf gebildet ist und einem unter atmosphärischem Druck stehenden Abteil, das im Anschluß an die Druckkammer vorgesehen ist, wobei die Förder- in einrichtung ein röhrenförmiges Gehäuse aufweist, das die unter Überdruck und Normaldruck stehenden Abteile verbindet, das im vorderen, ortsbrustseitigen Teil einen offenen Materialeinlaß sowie im rückwärtigen Teil einen verschließbaren Material- is auslaß enthält, und in dem ein Materialförd'Tblatlmittel drehbar gelagert ist. mit dem ein in die Druckkammer hineinragendes Materialknctblatlmittcl verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Matcrialförderblaitiniitel (8) als auch das Matcrialknetblatlmiltel (29) in an sich bekannter Weise aus einem schraubenförmig verdrehten Band besteht, und daß das Malerialknetblaltmiltcl (29) drehbar im Rctations/.entrum des Bohrkopfes (2) und/oder an einer die Druckkammer (4) be- 2^Γ> grenzenden Wand oder am äußeren Umfang des Förderergehäuses (7) gelagert ist.

2. Matcrialfördereinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Maierialknclband (29) drehbar an der die Druckkammer (4) begren-/ende Wand mit einem ringförmigen Teil (31), das an der äußeren Unifangsfläche am hinteren Teil des Materialknetbandes (29) befestigt ist, gelagert ist.

3. Materialfördereinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Materialknetbaiul (29) drehbar am äußeren Umfang des ('ichäuscs (7) mit einem ringförmigen Teil (31). das an der inneren Unifangsfläche des hinteren lindes des Materialknetbandes(29) befestig! ist. gelagert, is;.

4. Matcrialfördcrcinrichiung nach einem der vor- -to hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorderes Lager (39) und ein hinteres Lager (40) zwischen dem äußeren Gehäuseunifang und dem ringförmigen Teil (31). das am Malcrialknetband (29) befestigt ist, vorgesehen sind und daß das <r> hintere Lager (40) ein Axiallager (thrust bearing) ist und einen äußeren, am ringförmigen Teil (31) angebrachten Ring (40;i) und einen inneren King (40h) enthält, der an der äußeren (jehäuseumfangsfliiche befestigt ist und der drehbar, aber axial unbeweglich ^r> <> relativ zum äußeren Ring (40.·^ ist. wobei der äußere Ring (4OaJan seinem äußeren Umfang einen antreibbaren Zahnkranz (34) aufweist, der in r.iiigriff mit einem Antriebsritzel (35) einer Antriebseinheit (36) steht. Yi

5. Materialfördcrcinrichtimg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Gehäuse (7) befestigter Lagerring (47) zwischen der äußeren Gehäuseumfangsfläche und dem am Materialkiietblati (29) angebrachten, ring- mi fönnigen Teil (31) vorgesehen ist. so daß ein ringförmiger Zwischenraum /wischen di.Mii Lagerring (47) und dem äußeren Gehäuseunifang entsteht, und daß in diesen ringförmigen Raum ein ölversorgungsrohr eingebracht ist. tv'>

b. Maierialfördereinrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß sich der Matcrialtrausnortförderer (8) mit seinem vorderen LmIc in clic Druckkammer (4) erstreckt und von dem Matcrialknetband (29) umgeben ist.

7. Materialfördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das vordere Ende des Gehäuses (7) in die Druckkammer (4) mit dem vorderen Ende des fslatcrialtransportförderers (8) erstreckt und von dem Matcrialknetband (29) umgeben ist und daß das vordere Ende des Materialtransportfördercrs (8) drehbar am vorderen Ende des Gehäuses (7) zusammen mit dem vorderen Ende des Matcrialknelbandcs gelagert ist.

8. Maierialfördereinrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Gehäuses (7) und das vordere Ende des Matcrialiransportförderers (8) mit dem hinteren Ende der Druckkammer (4) abschließen.

9. Materialfördereinrichlung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Gehäuses (7) eine in das Gehäuse (7) bewegbare Slocherstange angeordnet ist.

K). Materialfördcrcinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stocherstangc hohl ist und mit einem Schlammeinspritzrohr verbunden ist.