DE4426497C2 - Vortriebsschild - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vortriebsschild der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Für den Tunnelbau im Lockergestein steht seit Jahr­ zehnten der Schildvortrieb zur Verfügung. In neuerer Zeit wurden hierfür Vortriebsschilder mit flüssigkeitsgestütz­ ter Ortsbrust entwickelt. Sie ermöglichen es, Tunnelquer­ schnitte in nicht standfesten Böden innerhalb des Grund­ wasserspiegels weitgehend ohne Druckluft, Injektionen oder Vereisung aufzufahren. Diese Vortriebsschilde sind mit einen zum Tunnel hin abgeschotteten Druckraum für eine Stützflüssigkeit ausgestattet, deren Druck dem jeweils anstehenden Erd- und Wasserdruck entsprechend eingestellt und aufrechterhalten wird. Als Stützflüssigkeit finden üblicherweise thixotrope Flüssigkeiten - meist eine Bento­ nit-Suspension - Verwendung, welche, je nach Art des Locker­ gesteins, von der Ortsbrust aus bis zu einer gewissen Tiefe in das Gestein eindringt. Die von der Bentonit-Sus­ pension durchdrungene Gesteinsschicht - der sog. Filterku­ chen - stabilisiert die Ortsbrust, wodurch unkontrollierte Gesteinseinbrüche aus der Ortsbrust zuverlässig vermieden werden.

Das Gestein wird an der Ortsbrust mit einer mechani­ schen Abbauvorrichtung gelöst und über Rohrleitungen zu einer außerhalb des Tunnelraumes befindlichen Separier­ anlage gepumpt. Hier werden Gestein und Bentonit-Suspen­ sion getrennt. Die Stützflüssigkeit wird dann erneut der Abbaukammer zugeführt, nachdem sie gegebenenfalls durch Zugabe von neuer Bentonit-Suspension den Erfordernissen des an der Ortsbrust anstehenden Gesteins angepaßt wurde.

Basierend auf diesem Prinzip ist aus der DE 24 31 512 C2 ein Vortriebsschild bekannt, bei dem das Gestein punktförmig mittels eines an einem allseitig schwenkbaren Abbauarm drehbar gelagerten Schneidkopfes gelöst bzw. abgebaut und unmittelbar am Schneidkopf abgesaugt und von dort aus nach hinten aus dem Abbauraum des Vortriebsschil­ des herausgefördert wird.

Der Vorteil dieses Vortriebsschildes besteht darin, daß die Stützflüssigkeit nur im unmittelbaren Schnittbe­ reich mit dem gelösten Gestein in Berührung kommt und daher nur in diesem Bereich verunreinigt werden kann. In allen übrigen Bereichen der Abbaukammer bleibt die Stütz­ flüssigkeit von dem gelösten Gestein unbeeinflußt, so daß sie mit diesem nicht vermischt und belastet wird. Da die Stützflüssigkeit hierdurch ihre Stütz- und Abdichtungs­ eigenschaften länger als bei zuvor bekannten Vortriebs­ schildern behält und daher weniger oft erneuert bzw. er­ gänzt zu werden braucht, zeichnet sich der aus der DE 24 31 512 C2 bekannte Abtragsschild durch besonders geringe Betriebskosten während seines Einsatzes aus.

Wegen dieses Vorteils finden für den Tunnelbau im Lockergestein heutzutage vielfach Vortriebsschilde Verwen­ dung, die auf diesem Prinzip beruhen. So sind zum Beispiel aus der DE 29 07 768 A1 und aus dem Werbeprospekt "Thixschild ′System Holzmann′" der Firma Philipp Holzmann AG derartige Vortriebsschilde bekannt, bei dem der den drehbaren Schneidkopf tragende Abtragarm zusätzlich teleskopartig ausgebildet ist, da hierdurch einerseits ein vorprogrammierter, sehr genauer und schichtweiser Abbau der Ortsbrust möglich ist, ande­ rerseits Hindernisse, die zum Beispiel in Form von Fest­ gesteinsbrocken, sog. Boulder, freischneidbar sind. Nach dem Freischneiden werden die Boulder per Hand über eine Materialschleuse nach hinten aus den Abbauraum des Vor­ triebsschildes herausbefördert und anschließend abtrans­ portiert. Dem Betreten des Abbauraumes durch eine Mannschaft dient eine Durchtrittsschleuse, welche im oberen Teil der Querwand angeordnet ist.

Nachteilig ist bei diesen Vortriebsschilden jedoch, daß sowohl zum Abtransport der Boulder als auch für Wartungs- oder Reparaturarbeiten am Abbauarm bzw. am Schneidkopf die thixotrope Flüssigkeit zumindest zu einem Teil aus dem Abbauraum abgesenkt und durch ein anderes fluides Medium, durch welches Personen in den Abbauraum vor der Ortsbrust gelangen können - wie zum Beispiel Druckluft oder Wasser - er­ setzt werden muß. Da in diesem Bereich die Abstützwir­ kung der thixotropen Flüssigkeit fehlt, besteht grundsätz­ lich während der vorgenannten Arbeiten ein erhöhtes Risiko von Bodeneinbrüchen und Ausbläsern, die die Wartungsmann­ schaft während ihres Einsatzes stark gefährden können. Diese Gefährdung wird auch durch den Einsatz eines mecha­ nischen Ortsbrustverbaus vor dem Absenken der thixotropen Flüssigkeit nicht vollständig eliminiert.

Ein weiterer Nachteil dieses Vortriebsschildes ist, daß er sich - bei noch vertretbarem konstruktivem Aufwand für den Abbauarm - nur für Bohrungen bis zu einem vom Gestein abhängigen maximalen Durchmesser eignet. Soll eine Bohrung größeren Durchmessers in das Gestein eingebracht werden, so muß die Längenvariabilität des Abbauarmes ver­ größert werden, ohne daß es hierbei zu einer Beeinträchti­ gung seiner Stabilität kommt. Auch werden die Anforderun­ gen mit zunehmender Länge des Abbauarmes an dessen ver­ schwenkbare Lagerung an dem Vortriebsschild durch die zunehmende Hebelwirkung immer größer, so daß auch die konstruktiven Anforderungen an die Lagerung mit zunehmen­ der Länge des Abbauarmes stark ansteigen.

Aus der AT 384 274 B ist eine Schildvortriebsmaschine bekannt, bei welcher Schneidwerkzeuge rotierbar an schwenkbaren Auslegerarmen montiert sind, wobei der Träger in axialer Richtung des Schildes verschieblich am inneren Umfang des Schildes geführt und gelagert ist.

Aus dem Prospekt Bergbau 81, Düsseldorf, der Firma Westfalia Lünen: "Equipment for Tunnel and Gallery Con­ struction" ist ein Vortriebsschild für Tunnelbohrmaschinen mit sich drehenden und verschwenkbaren Schneidarmen be­ kannt. Ein zentraler Schneidarm wird innerhalb einer Füh­ rungsröhre geführt, die mittels Klemmbeinen in Position gehalten wird. An dem Führungsrohr sind seitlich zwei horizontal verschiebbare Schneidarme gleicher Größe an einem Gelenkring gelagert. Durch eine pendelnde Drehbewe­ gung der Schneidarme können die äußersten Stellen des Tun­ nelquerschnitts erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vor­ triebsschild der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß Arbeiten zum Entfernen von Bouldern (Findlingen) aus dem Arbeitsraum des Vortriebsschildes sowie Wartungs­ arbeiten im Arbeitskammerbereich vorgenommen werden kön­ nen, ohne daß es eines Absenkens der thixotropen Stütz­ flüssigkeit bedarf. Des­ weiteren soll der Vortriebsschild auch zum Einbringen von Bohrungen größeren Durchmessers geeignet sein, ohne daß es dabei eines extremen konstruktiven Aufwandes für den Ab­ tragsarm und dessen Lagerung bedarf.

Diese Aufgaben werden durch den in Anspruch 1 wie­ dergegebenen Vortriebsschild in Verbindung mit den Merkma­ len des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 10 erfüllt.

Bei dem erfindungsgemäßen Vortriebsschild gemäß An­ spruch 1 ist in der Abbaukammer eine separate Arbeitskam­ mer vorgesehen, welche gegen den hinteren, druckfreien Bereich des Vortriebsschildes über mindestens eine Perso­ nenschleuse abgedichtet ist und welche eine nach unten gerichtete Öffnung aufweist, über die sie mit der Abbau­ kammer kommuniziert. Die Arbeitskammer ist mit einem für den Einsatz von Bedienpersonal geeigneten fluiden Medium - üblicherweise Preßluft oder Wasser - unter Druck setzbar. Während des Abbaubetriebs des Vortriebsschildes ist die Arbeitskammer ebenfalls mit dem fluiden Abstützmedium gefüllt. Wird zum Warten des Schneidkopfes oder zum Ent­ fernen von Bouldern der Einsatz von Bedienpersonal im Ab­ bauraum erforderlich, so wird das Abstützmedium durch das Befüllen der Arbeitskammer mit dem für den Einsatz des Bedienpersonals geeigneten fluiden Medium unter einem Druck, der dem Druck des Abstützmediums entspricht, durch die nach unten gerichtete etwas horizontale Öffnung der Arbeitskammer aus dieser verdrängt, ohne daß dabei die abstützende Wirkung des Abstützmediums auf die Ortsbrust eingeschränkt würde. Das Bedienpersonal kann nun durch eine Personenschleuse aus dem druckfreien Bereich des Vortriebsschildes in das Innere der Arbeitskammer gelangen und durch die nach unten gerichtete Öffnung der Arbeitskammer die gewünschten Tä­ tigkeiten vornehmen.

Besonders einfach sind Wartungs- bzw. Instandset­ zungsarbeiten an dem Schneidkopf durchführbar, wenn die Öffnung gemäß Anspruch 2 eine zum Einführen des Schneidkopfes geeignete Größe aufweist, da hierdurch Manipulationen im Innern der Arbeitskammer durch das Bedienpersonal direkt vorgenommen werden können.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Vortriebsschildes ist Gegenstand des An­ spruchs 3. Bei dieser weist die Arbeitskammer ein von der Abbaukammer unabhängiges Kammergehäuse auf, welches in einer in der Querwandung des Vortriebsschildes vorgesehe­ nen Lageröffnung ruht. Das Arbeitskammergehäuse ist wahl­ weise aus der innerhalb der Abbaukammer befindlichen Posi­ tion in Richtung einer Verlagerachse, die in etwa in Rich­ tung der Mittelachse des Vortriebsschildes verläuft, in eine im wesentlichen außerhalb der Abbaukammer befindliche Position unter der Abdichtung gegenüber der Lageröffnung verlagerbar. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß die Arbeitskammer während des normalen Abbaubetriebs den hier­ für in der Abbaukammer benötigten Raum übermäßig ein­ schränkt. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Vortriebsschildes gemäß Anspruchs 4, bei der das Zentrum der Lageröffnung oberhalb der Mittelachse des Vortriebs­ schildes angeordnet ist und die Lagerachse von der Orts­ brust aus gesehen leicht schräg nach oben verläuft, da diese Anordnung einerseits ein problemloses Einführen des unterhalb der Öffnung befindlichen Schneidkopfes in die Arbeitskammer erlaubt, andererseits der für die Lagerung des schwenkbaren Abbauarmes und für den Anschluß von Rohr­ leitungen zum Abtransport des abgebauten Gesteins benötig­ te Raum durch die Arbeitskammer geringstmöglich einge­ schränkt wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Vortriebsschildes gemäß Anspruch 5 ist die der Öffnung der Arbeitskammer zugewandte Lagerfläche der Lageröffnung so bemessen, daß diese in der im wesentlichen außerhalb der Abbaukammer befindlichen Position der Arbeitskammer deren Öffnung vollständig überdeckt und die Arbeitskammer damit gegen die Umgebung dichtwirkend abschließt. Durch diese Maßnahme kann die Arbeitskammer mit dem den Einsatz des Bedienpersonals erlaubenden fluiden Medium - wie Preßluft oder Wasser - bereits gefüllt werden, und das Bedienperso­ nal kann durch die Personenschleuse die Arbeitskammer bereits aufsuchen, bevor diese in den Abbauraum unter Freigabe ihrer Öffnung eingeführt wird.

Um die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch das auch während der Arbeiten des Bedienpersonals in der Arbeitskammer durch das stets an der Ortsbrust anstehende Abstützmedium ohnehin verringerte Gefahr von Bodeneinbrü­ chen weiter zu reduzieren, ist es von Vorteil, gemäß An­ spruch 6 die der Ortsbrust zugewandte Stirnwandung des Kammergehäuses als senkrecht zur Mittelachse des Vor­ triebsschildes verlaufende Stützwandung auszubilden und die Arbeitskammer so weit in die Abbaukammer zu verlagern, daß die Außenfläche der Stirnwandung gegen die Ortsbrust gepreßt wird.

Die abstützende Wirkung kann dadurch weiter erhöht werden, daß sich gemäß Anspruch 7 die der Ortsbrust zu­ gewandte Stirnwandung des Kammergehäuses über den Außen­ umfang der Arbeitskammer hinaus erstreckt.

Der Verlagerung der Arbeitskammer in Richtung der Verlagerachse dient gemäß Anspruch 8 vorzugsweise eine hydraulische Einrichtung.

Freigeschnittene Hindernisse, die sog. Boulder, sowie im Bedarfsfall komplette Schneidköpfe lassen sich auf einfache Weise aus dem Abbauraum entfernen, wenn in der Arbeitskammer eine durch ihre Öffnung absenkbare Greifein­ richtung vorgesehen ist.

Um mit einem erfindungsgemäßen Vortriebsschild größe­ re Bohrungsdurchmesser erzeugen zu können, ohne daß dabei der Abbauarm und dessen Lagerung einen übermäßig hohen konstruktiven Aufwand erforderten, empfiehlt sich eine Ausgestaltung des Vortriebsschildes gemäß Anspruch 10. Es ist aber auch bei herkömmlichen Vortriebsschilden, welche nicht über eine separate Arbeitskammer verfügen, möglich, deren Bohrleistung hinsichtlich größerer Bohrungsdurch­ messer dadurch zu verbessern, daß der mindestens eine Abbauarm zumindest um eine Schwenkachse verschwenkbar außerhalb der Mitte auf einer kreisförmigen Trägerplatte angeordnet ist, welche etwa um die Mittelachse des Vor­ triebsschildes rotierbar in der Querwandung und mit die­ ser nach hinten abdichtend gelagert ist. Durch diese Maß­ nahme kann der Trägerarm bei diesem Vortriebsschild gegen­ über dem Trägerarm eines herkömmlichen Vortriebsschildes, welcher im mittleren Bereich der Querwand des Vortriebs­ schildes allseitig verschwenkbar gelagert ist, einerseits wesentlich kürzer ausgebildet sein. Auch kann dessen Län­ genverstellbereich etwa auf die Hälfte des Wertes bei dem Abbauarm eines herkömmlichen Vortriebsschildes reduziert werden, wodurch sich bereits der Herstellungsaufwand für den Abbauarm erheblich reduziert. Des weiteren ist die Verschwenkbarkeit des Abbauarmes um eine Schwenkachse erforderlich, da durch Verdrehen der Trägerplatte und Verschwenken des Abbauarmes um die Verschwenkachse sowie entsprechender Längenänderung des Abbauarmes jeder Punkt der Ortsbrust mit dem am Ende des Abbauarmes angeordneten Schneidkopf anfahrbar ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Vortriebsschildes gemäß Anspruch 11 kann der Abbauarm lediglich um eine Schwenkachse verschwenkt werden, da diese Maßnahme eine besonders einfache und robuste Lage­ rung des Abbauarmes an der Querwand erlaubt.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Vortriebs­ schildes hinsichtlich der Orientierung der Schwenkachse und dem Ort der Lagerung des Abbauarmes auf der Träger­ platte sind Gegenstand der Ansprüche 12 und 13. Durch diese Maßnahmen wird die für den gewünschten Bohrungs­ durchmesser erforderliche Gesamtlänge und die Längenver­ stellbarkeit des Abbauarmes minimiert.

Das Verschwenken des Abbauarmes erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform des Anspruchs 14 durch eine hydraulische Einrichtung.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Vortriebsschildes gemäß Anspruch 15 weist dadurch eine erhöhte Bohrleistung auf, daß auf der Trägerplatte mehrere, unabhängig vonein­ ander verschwenkbare Trägerarme mit an ihnen angebrachten Schneidköpfen vorgesehen sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch illustriert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitte durch einen erfindungs­ gemäßen Vortriebsschild, wobei verschiedene mögliche Stel­ lungen des Abbauarmes und der Arbeitskammer gestrichelt dargestellt sind, sowie

Fig. 2 denselben Vortriebsschild in einer Ansicht von Seiten der Ortsbrust (Ansicht A in Fig. 1).

Wenn im Folgenden von "vorn" die Rede ist, so bezieht sich die Angabe auf die in Fig. 1 links dargestellte, der Ortsbrust zugewandten Seite des Vortriebsschildes, die Angabe "hinten" bezieht sich dementsprechend auf die der Ortsbrust abgewandten Seite des Vortriebsschildes, Angaben wie oben" bzw. "unten" sind bezogen auf die in der Zeich­ nung dargestellte, aufrechte Betriebsstellung des Vor­ triebsschildes.

Der in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Vortriebsschild umfaßt einen rohrförmigen Schildmantel 1, welcher in seinem mittleren Bereich eine Querwand 2 auf­ weist, welche eine vordere Abbaukammer 3 von dem hinteren Teil 4 des Vortriebsschildes 100 abtrennt. Die vordere Abbaukammer 3 reicht nach vorn unmittelbar bis zur Orts­ brust 5 heran und ist im Abbaubetrieb mit einem Stützmedi­ um, zum Beispiel einer thixotropen Flüssigkeit, gefüllt, für die in der Querwand ein in der Zeichnung nicht darge­ stellter Zulauf vorgesehen ist. Um den Druck der Stütz­ flüssigkeit in der Abbaukammer 3 weitestgehend konstant­ halten zu können, ist im oberen Teil der Querwand 2 eine mit einem kompressiblen Medium - z. B. Luft - unter einem vorgewählten Druck beaufschlagte Ausgleichskammer 39 vor­ gesehen, die zu einem Teil mit der Stützflüssigkeit ge­ füllt ist. Die Ausgleichskammer 39 kommuniziert mit der Abbaukammer 3 derart, daß zum Ausgleich von Volumenände­ rungen der Abbaukammer 3 Stützflüssigkeit zwischen den Kammern ein Austausch an Stützflüssigkeit stattfindet. Bei größeren Volumenänderungen der Abbaukammer oder bei einem erheblichen Verlust an Stützflüssigkeit durch die Orts­ brust kann der Druck in der Abbaukammer durch zusätzliches Zupumpen oder Absaugen von Stützflüssigkeit über den Zu­ lauf eingestellt werden.

Symmetrisch zur Mittelachse M des Vortriebsschildes 100 ist in der Querwand 2 über Kugellager 7 eine Träger­ platte 8 rotierbar gelagert und über einen Dichtring 9 gegen die Querwand 2 abgedichtet. Dem Rotationsantrieb der Trägerplatte 8 dient ein Hydraulikmotor 6.

Um den halben Bohrungsradius von der Mittelachse M nach außen versetzt ist zum Abbau bzw. Lösen des an der Ortsbrust anstehenden Gesteins ein Abbauarm 10 angeordnet, der einen um die Längsachse L des Abbauarmes drehbaren Schneidkopf 11 umfaßt und an der Trägerplatte mittels einer Gelenkanordnung 12 um eine parallel zu der durch die der Ortsbrust zugewandten Oberfläche der Trägerplatte 8 und senkrecht zu einer radial vom Drehpunkt der Träger­ platte die Längsachse L des Abbauarmes schneidenden Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Das Verschwenken des Abbauarmes 10 erfolgt durch einen an der Rückseite der Trägerplatte 8 angeordneten Hydraulikzylinder 13. Das hintere Ende 14 des Abbauarmes 10 ist durch die Träger­ platte 8 in den hinteren Teil 4 des Vortriebsschildes 100 durch eine in die Trägerplatte 8 eingearbeitete Öffnung 15 hindurchgeführt. Zur Abdichtung ist der im Bereich der Öffnung befindliche Teil des Abbauarmes 10 als kugelförmi­ ger Sitz 16 ausgeführt und über eine ringförmige Dich­ tungsanordnung 17 gegen die Trägerplatte 8 abgedichtet.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Vortriebsschildes 100 um­ faßt der Abbauarm zwei teleskopartig ineinandergreifende Armsegmente 10′, 10′′, mittels derer die Länge des Abbau­ armes - wie anhand der gestrichelt in Fig. 1 eingezeichne­ ten verschiedenen Positionen des Abbauarmes 10 und des Schneidkopfs 11 ersichtlich - zum Beispiel mit Hilfe hy­ draulischer Stellglieder, die in der Zeichnung nicht dar­ gestellt sind, variiert werden kann.

Durch den Abbauarm 10 und den Schneidkopf 11 er­ streckt sich ein bis zum hinteren Ende 14 des Abbauarms 10 reichendes Absaugrohr 18, welches das abgebaute Bodenmate­ rial unmittelbar an der Abbau- bzw. Schnittstelle aufnimmt und mit einer im hinteren Teil 4 des Vortriebsschildes 100 angeordneten, nicht dargestellten Förderpumpe verbunden ist.

Oberhalb des Abbauarmes 10 weist die Trägerplatte 8 einen in Richtung der Bohrungsachse verbreiterten Bereich 19 auf, in welchem eine Lageröffnung 20 eingearbeitet ist, welche der Lagerung einer entlang einer Verlagerungsachse V in der Lageröffnung 20 verschiebbaren Arbeitskammer 21 dient. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Vortriebs­ schild befindet sich die Verlagerungsachse V oberhalb der Mittelachse M des Vortriebsschildes und verläuft - von vorn nach hinten betrachtet - leicht schräg nach oben. Die Arbeitskammer 21 weist bei dem in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiel ein zylindersegmentförmiges Gehäuse 22 auf, dessen untere Abflachung 23 im vorderen Bereich 24 eine nach unten gerichtete Öffnung 25 aufweist. Der hintere Bereich 26 der Arbeitskammer 21 ist als Perso­ nendoppelschleuse 27 ausgebildet. Die Arbeitskammer 21 ist auf eine in der Zeichnung nicht dargestellte Weise mit einer ebenfalls nicht dargestellten Vorrichtung zur Beauf­ schlagung der Arbeitskammer 21 mit einem fluiden Medium, welches den Zugang von Personen in die Arbeitskammer 21 zuläßt, wie zum Beispiel Preßluft oder Wasser, verbunden. Während der in Fig. 1 durchgezogen dargestellten hinteren Stellung der Arbeitskammer 21 ist die untere Öffnung 25 von der unteren Lagerfläche 28 der Lageröffnung 20 voll­ ständig überdeckt und sowohl zur Abbaukammer 3 als auch zum hinteren Teil 4 des Vortriebsschildes über Dichtungs­ ringe 29, die sich um den gesamten Umfang des Gehäuses 22 der Arbeitskammer 21 erstrecken, abgedichtet. In dieser Stellung der Arbeitskammer 21 kann Bedienpersonal über die Doppelschleuse 27 in den vorderen Bereich 24 der Arbeits­ kammer gelangen und anschließend diese mit einem geeigne­ ten fluiden Medium unter einem Druck gefüllt werden, wel­ cher dem Druck der in der Abbaukammer 3 befindlichen Ab­ stützflüssigkeit entspricht. Anschließend kann die Ar­ beitskammer 21 mit Hilfe eines in ihrem Zentrum vorgesehe­ nen Vorschubzylinders 30 in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Position verlagert werden, bei der die untere Öffnung 25 der Arbeitskammer 21 freigegeben ist. In die Öffnung kann dann - wie ebenfalls in der Zeichnung gestri­ chelt dargestellt ist - durch Verschwenken und entspre­ chende Längenanpassung des Abbauarmes der an seinem vor­ deren Ende angeordnete Schneidkopf in die Arbeitskammer eingeführt werden.

Da das in der Arbeitskammer befindliche fluide Medium den gleichen Druck aufweist wie das in der Abbaukammer befindliche Stützmedium zum Abstützen der Ortsbrust 5, dringt dieses nicht oder nur geringfügig in die lediglich nach unten geöffnete Arbeitskammer 21 ein, und das Bedien­ personal kann Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten an dem Schneidkopf 11 vornehmen, ohne daß es dazu einem Ab­ senken der Abstützflüssigkeit in der Abbaukammer 3 bedarf.

Im vorderen Bereich 24 der Arbeitskammer 21 ist des weiteren eine durch ihre Öffnung absenkbare Greifeinrich­ tung 31 vorgesehen, welche für die Aufnahme eines demon­ tierten Schneidkopfes oder in der Zeichnung nicht darge­ stellter größerer Abraumstücke vorgesehen ist.

Das Gehäuse 22 der Arbeitskammer 21 weist eine vor­ dere Stirnseite 32 auf, welche über den äußeren Umfang des zylindersegmentförmigen Gehäuses 22 übersteht und somit gleichzeitig der zusätzlichen Abstützung der Ortsbrust 5 dient, wenn die Arbeitskammer 21 so weit in die Abbaukam­ mer 3 hineingeschoben wird, daß die Stirnseite 32 an der Ortsbrust 5 anliegt.

Zur weiteren Abstützung der Ortsbrust 5 während in der Abbaukammer 3 vom Bedienpersonal durchzuführender Arbeiten ist an dem feststehenden Teil 2′ der Querwand 2 ein mittels Hydraulikzylindern 33 ausklappbarer mechani­ scher Brustverbau 34 vorgesehen, mittels welchem bei dem in der Zeichnung dargestellten Vortriebsschild der Randbe­ reich der Ortsbrust 5 in ihrem oberen Bereich zusätzlich abstützbar ist.

In dem feststehenden Teil 2′ der Querwand 2 ist ober­ halb der Arbeitskammer 21 des weiteren eine Personendop­ pelschleuse 35 angeordnet, durch die - falls notwendig - nach Absenken der Abstützflüssigkeit Bedienpersonal direkt in die Abbaukammer 3 gelangen kann. Im unteren Bereich des feststehenden Teils 2′ der Querwand 2 ist des weiteren eine Steinschleuse 36 vorgesehen, durch welche größere Abraumstücke in den hinteren Teil 4 des Vortriebsschildes gebracht werden können.

Der Vortrieb des Vortriebsschildes erfolgt über an dem feststehenden Teil 2 der Querwand 2′ angreifende hy­ draulische Vorschubzylinder 37, die sich mit ihrem anderen Ende an der Stirnseite des bereits bestehenden Tübbing- Ausbaus 38 abstützen. Während des Gesteinsabbaus wird der Vortriebsschild entweder kontinuierlich vorgedrückt, oder Abbau und Vorschub erfolgen nacheinander. Dann ist eine wesentliche Beschleunigung des Vortriebes dadurch erreich­ bar, daß der Boden zunächst nur entlang der die Schild­ schneide 39 bildenden vorderen Stirnkante des Schildman­ tels 1 abgefräst wird, wozu der Schneidkopf 11 in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte, exponierte Lage gebracht wird und anschließend durch Drehung der Trägerplatte ent­ lang der Schildschneide bewegt wird. Ist das Gesteinsmate­ rial entlang der Schildschneide um eine Tübbing-Breite abgefräst worden, so kann bereits ein weitere Tübbing- Ausbau 38 erfolgen, während durch entsprechendes Ver­ schwenken des Abbauarmes 20 und Verdrehen der Trägerplatte 8 der noch bestehende Kern in der Mitte der Ortsbrust abgebaut werden.

Betrifft das anhand der Zeichnung beschriebene Aus­ führungsbeispiel lediglich einen Vortriebsschild mit einem kreisrunden Querschnitt, so ist es jedoch durch Verwendung eines Schildmantels mit entsprechend anderem Querschnitt ebenfalls möglich, mit einem erfindungsgemäßen Vortriebs­ schild beliebige andere Profile durch eine angepaßte Steuerung des Abbauarmes und der Trägerplatte aufzufahren.

Claims (15)

1. Vortriebsschild
mit einer im Schildvorderteil durch eine Querwand (2) nach hinten abgedichteten, nach vorn durch die Ortsbrust (5) begrenzten Abbaukammer (3),
mit mindestens einem in dieser angeordneten, zum Abbau des an der Ortsbrust (5) anstehenden Bodenmaterials dienenden, unter Abdichtung an der Querwand (2) gelager­ ten, längenverstellbaren Abbauarm (10), welcher einen drehbaren Schneidkopf (11) für das Bodenmaterial umfaßt, der beim Betrieb in einem in der Abbaukammer (3) enthalte­ nen, unter Druck stehenden Abstützmedium zu jeder Stelle der Ortsbrust (5) bewegbar ist, und
mit einer in der Querwand (2) angeordneten Personen­ doppelschleuse (27) zum Betreten der Abbaukammer (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Abbaukammer (3) eine gegenüber dem hinteren, druckfreien Teil (4) des Vortriebschildes (100) über die Personendoppelschleuse (27) abgedichtete Arbeitskammer (21) vorgesehen ist, welche in Arbeitsposition eine nach unten gerichtete Öffnung (25) aufweist, über die sie mit der Abbaukammer (3) kommuniziert, und
daß die Arbeits­ kammer (21) zum Verdrängen von Stützflüssigkeit durch die Öffnung (25) aus der Arbeitskammer (21) mit einem den Zugang von Personen zulassenden Fluid unter Druck setzbar ist.

2. Vortriebsschild nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung (25) eine zum Einführen des Schneidkopfes (11) geeignete Größe aufweist.

3. Vortriebsschild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer (21) ein separates Kammergehäuse (22) aufweist, welches in einer in der Quer­ wandung vorgesehenen Lageröffnung (20) ruht und aus der innerhalb der Abbaukammer (3) befindlichen Position wahl­ weise in Richtung einer Verlagerachse (V), die etwa in Richtung der Mittelachse (M) des Vortriebsschildes (100) verläuft, in eine im wesentlichen außerhalb der Abbaukam­ mer (3) befindliche Position unter Abdichtung gegenüber der Lageröffnung (20) verlagerbar ist.

4. Vortriebsschild nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zentrum der Lageröffnung (20) oberhalb der Mittelachse (M) des Vortriebsschildes (100) angeordnet ist und die Verlagerachse (V) von der Ortsbrust (5) aus gesehen leicht schräg nach oben verläuft.

5. Vortriebsschild nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Öffnung (25) der Arbeitskammer (21) zugewandte Lagerfläche (28) der Lageröffnung (20) in der im wesentlichen außerhalb der Abbaukammer (3) befind­ lichen Position der Arbeitskammer (21) die Öffnung (25) vollständig überdeckt und die Arbeitskammer (21) gegen die Umgebung dichtwirkend abschließt.

6. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ortsbrust (5) zuge­ wandte Stirnwandung des Kammergehäuses als senkrecht zur Mittelachse des Vortriebsschildes verlaufende Stützwandung (32) ausgebildet ist und die Arbeitskammer (21) soweit in die Abbaukammer (3) verlagerbar ist, daß die Außenfläche der Stirnwandung (32) gegen die Ortsbrust (5) preßbar ist.

7. Vortriebsschild nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die der Ortsbrust (5) zugewandte Stirn­ wandung (32) des Kammergehäuses (22) über den Außenumfang der Arbeitskammer (21) hinaus erstreckt.

8. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlagerung der Arbeits­ kammer eine Hydraulikzylinder (30) dient.

9. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitskammer (21) eine durch ihre Öffnung (25) absenkbare Greifeinrichtung (31) zur Aufnahme eines Schneidkopfes (11) oder größerer Ab­ raumstücke vorgesehen ist.

10. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der minde­ stens eine Abbauarm (10) zumindest um eine Schwenkachse verschwenkbar außerhalb der Mitte auf einer kreisförmigen Trägerplatte (8) angeordnet ist, welche etwa um die Mit­ telachse (M) rotierbar und dichtwirkend in der Querwandung (2) gelagert ist.

11. Vortriebsschild nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mindestens eine Abbauarm (10) lediglich um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.

12. Vortriebsschild nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse parallel zu der durch die der Ortsbrust (5) zugewandten Oberfläche der Trägerplatte (8) und senkrecht zu einer radial vom Drehpunkt der Trä­ gerplatte die Längsachse (L) des jeweiligen Abbauarmes (10) schneidenden Geraden verläuft.

13. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbauarm (10) radial nach außen von der Mittelachse (M) des Vortriebsschildes (100) etwa um den halben Bohrungsradius versetzt auf der Trägerplatte (8) angeordnet ist.

14. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken des Ab­ bauarms (10) eine hydraulische Einrichtung (13) vorgesehen ist.

15. Vortriebsschild nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unabhängig vonein­ ander verschwenkbare Abbauarme auf der Trägerplatte an­ geordnet sind.