Schildschwanz für eine Schildvortriebseinrichtung

Abstract

 Bei einem Schildschwanz (1) für eine Schildvortriebseinrichtung ist eine Anzahl von zu einem Schildschwanzende (4) offenen, mit Füllmaterial speisbaren Verpressleitungen (3) zum Verpressen eines Ringspaltes (7) mit dem Füllmaterial wie beispielsweise Mörtel vorhanden. Weiterhin sind mit Zuschlagsmittel speisbare Zuschlagsmittelleitungen (8) vorgesehen, die in einem Endabschnitt (12) der Verpressleitungen (3) in die Verpressleitungen (3) münden. Dadurch läßt sich ein Zuschlagsmittel wie beispielsweise ein Erstarrungsbeschleuniger unmittelbar vor Austritt der Mischung in den Ringspalt (7) zugeben, so dass die Gefahr eines Verschlusses der im Bereich des Schildschwanzendes (4) nicht zugänglichen Verpressleitungen (3) verhältnismäßig gering ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schildschwanz für eine Schildvortriebseinrichtung mit einer eine Anzahl von zu einem Schildschwanzende offenen, mit Füllmaterial speisbaren Verpressleitungen zum Verpressen eines Ringspaltes mit dem Füllmaterial.

[0002] Ein derartiger Schildschwanz ist aus der DE 41 36 864 C1 bekannt. Bei dem vorbekannten Schildschwanz sind zu einem Schildschwanzende offene Verpressleitungen vorhanden, die aus Stahlgussteilen gebildet und in einen Schildschwanzmantel eingeschweißt sind. Die Verpressleitungen sind mit Mörtel als Füllmaterial für einen Ringspalt speisbar. Weiterhin sind zum Reinigen der Verpressleitungen mit Deckeln verschließbare Spülöffnungen vorgesehen, über die bei einer Arbeitsunterbrechung in den Verpressleitungen vorhandener Mörtel entfernbar ist, bevor dieser aushärtet und die Verpressleitungen verschließt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist neben der verhältnismässig umständlichen und arbeitsaufwendigen Reinigung das Erfordernis, bei einer Arbeitsunterbrechung und der Verwendung von sich relativ schnell verfestigendem Füllmaterial verhältnismäßig rasch mit der Reinigung beginnen zu müssen, um einen Verschluss der Verpressleitungen zu vermeiden.

[0003] Aus der DE 198 00 963 A1 ist bei einem Verfahren zum Verpressen eines Ringspaltes bekannt, einem Mörtel als Füllmaterial für den Ringspalt Zuschlagsmittel beizumischen, um eine rasche Anfangs-Scherfestigkeit, eine gute Fließfähigkeit und nach einer Arbeitsunterbrechung ein Wiederanpumpen mit geringem Druck zu gewährleisten. Zwar lassen sich dadurch bei Arbeitsunterbrechungen die Standzeiten der Mischung aus Füllmaterial und Zuschlagsmittel in Verpressleitungen verlängern, allerdings ist diese Vorgehensweise verhältnismässig kostenaufwendig und im Hinblick auf die häufig im Grundwasserbereich zu verwendenden Chemikalien nicht immer unproblematisch.

[0004] Aus der DE 42 05 144 A1 ist beim pneumatischen Ausbringen von hydromechanisch im Dichtstrom gefördertem Beton bekannt, dem Dichtstrom in Förderluft zerstäubte Zuschlagsmittel wie insbesondere Erstarrungsbeschleuniger zuzusetzen, bevor dieser als Spritzbeton aus einer Düse einer Auftragseinheit austritt. Bei einer beispielsweise aufgrund einer Arbeitsunterbrechung erfolgten Verfestigung des Betons in der unproblematisch zugänglichen Auftragseinheit werden die verschlossenen Teile gegen neue oder neu gereinigte ausgetauscht.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schildschwanz der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem insbesondere bei Einsatz von mit die Verfestigung beschleunigenden Zuschlagsmitteln gemischtem Füllmaterial die Gefahr eines Verschlusses einer Verpressleitung auch bei längeren Arbeitsunterbrechungen verhältnismäßig gering ist.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einem Schildschwanz der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit Zuschlagsmittel speisbare Zuschlagsmittelleitungen vorhanden sind, die in einem Endabschnitt der Verpressleitungen in die Verpressleitungen münden.

[0007] Durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schildschwanzes mit in einem Endabschnitt in die Verpressleitungen mündenden Zuschlagsmittelleitungen läßt sich ein Zuschlagsmittel wie beispielsweise ein Erstarrungsbeschleuniger unmittelbar vor Austritt der Mischung in den Ringspalt zugeben, so dass die Gefahr eines Verschlusses der im Bereich des Schildschwanzendes nur mit erheblichem Aufwand zugänglichen Verpressleitung verhältnismäßig gering ist. Bei Arbeitsunterbrechungen wird typischerweise die Zugabe von Zuschlagsmitteln gestoppt und das noch vorhandene Restgemisch von Füllmaterial und Zuschlagsmittel aus den Verpressleitungen ausgefördert.

[0008] Bei einer zweckmäßigen Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes ist vorgesehen, dass Zuschlagsmittelleitungen in Verpressleitungen hineinragen und sich mit einem Parallelabschnitt in Längsrichtung der jeweiligen Verpressleitungen erstrecken, dass die Zuschlagsmittelleitungen endseitig einen mit einer Ventilanordnung ausgebildeten Leitungskopf aufweisen und dass der Leitungskopf als Ventilanordnung einen Ventilkörper mit Austrittsöffnungen und wenigstens eine die Austrittsöffnungen abdeckende Ringmanschette aus einem elastischen Material aufweist. Dadurch ist bei relativ geringen Bauteilkosten ein betriebssicherer, gut dosierbarer Eintrag von Zuschlagsmittel in das Fördermittel geschaffen.

[0009] Zweckmäßig ist es im Hinblick auf ein Entfernen eines beispielsweise bei einer unvorhergesehen langen Arbeitsunterbrechung unter Umständen doch aufgetretenen pfropfenartigen Verschlusses weiterhin, dass der Leitungskopf eine Anzahl von außenseitig angebrachten Vertiefungen aufweist, um für eine späteres Entfernen einen guten Eingriff des Leitungskopfes mit dem Pfropfen zu erzielen.

[0010] Im Zusammenhang mit dem Entfernen eines pfropfenartigen Verschlusses ist es bei Weiterbildungen von erfindungsgemäßen Schildschwänzen mit über eine gewisse Länge in die Verpressleitungen hineinragenden Verschlussleitungen weiterhin zweckmäßig, dass die Zuschlagsmittelleitungen aus einem biegesteifen Material hergestellt und dass Dichteinheiten vorhanden sind, in denen die Zuschlagsmittelleitungen in Längsrichtung der Verpressleitungen verschiebbar angeordnet sind. Dadurch lassen sich die Zuschlagsmittelleitungen in Längsrichtung der Verpressleitungen verschieben und das Lösen eines Pfropfens unter Umständen mit Herausschieben eines abgetrennten Endstückes einer Verschlussleitung aus der Verpressleitung heraus in den Ringspalt hinein unterstützen.

[0011] Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung weisen die Dichteinheiten jeweils wenigstens eine die zugeordnete Zuschlagsmittelleitung umgebende Dichtung, eine Spannmutter und wenigstens einen mit der Spannmutter zusammenwirkenden, die zugehörige Zuschlagsmittelleitung umschließenden Klemmring auf, wobei bei Anziehen der Spannmutter die zugeordnete Zuschlagsmittelleitung fixierbar und bei einer bestimmten Stellung der Spannmutter die zugeordnete Zuschlagsmittelleitung in Längsrichtung verschiebbar ist.

[0012] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes, der eine Anzahl von in einem Endbereich geraden Verpressleitungen und im Mündungsbereich der Verpressleitungen in einen Ringspalt endenden Zuschlagsmittelleitungen aufweist,

Fig. 2

in einer Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes, der eine Anzahl von vor einem Endabschnitt gewinkelt verlaufenden Verpressleitungen und im Mündungsbereich der Verpressleitungen in einen Ringspalt endenden Zuschlagsmittelleitungen aufweist,

Fig. 3

in einer Schnittansicht eine weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes mit einer gegenüber den Anordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 versetzt angeordneten Zuschlagsmittelleitung,

Fig. 4

in einer Schnittansicht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ein Ausstoßen eines Endstückes einer Zuschlagsmittelleitung,

Fig. 5

in einer Schnittansicht eine beispielhafte Ausgestaltung einer Dichteinheit zum abgedichteten Fixieren einer Zuschlagsmittelleitung sowie eine beispielhafte Ausgestaltung eines Leitungskopfes einer Zuschlagsmittelleitung und

Fig. 6

in einer Schnittansicht eine Weiterbildung eines Leitungskopfes einer Zuschlagsmittelleitung gemäß Fig. 5.

[0013] Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes 1 einer in Fig. 1 nicht weiter dargestellten Schildvortriebseinrichtung. Der Schildschwanz 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist einen Schildschwanzmantel 2 auf, in den eine Anzahl von in einem Endbereich geraden Verpressleitungen 3 integriert sind. Die Verpressleitungen 3 münden im Bereich eines mit einer Schildschwanzdichtung gemäß dem Einlippentyp ausgebildeten Schildschwanzendes 4 bei bestimmungsgemäßen Einsatz der Schildvortriebseinrichtung in einem zwischen Tübbingen 5 und anstehendem Erdreich 6 ausgebildeten Ringspalt 7. In die Verpressleitungen 3 ist Füllmaterial wie beispielsweise Mörtel zum Auffüllen des Ringspaltes 7 einspeisbar.

[0014] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in jede Verpressleitung 3 eine Zuschlagsmittelleitung 8 aus einem biegesteifen, bis zu einem gewissen Grad jedoch noch biegbaren Material eingeführt, die mit einem dem Füllmaterial zuzugebenden Zuschlagsmittel wie insbesondere einem Erstarrungsbeschleuniger speisbar ist. Jede Zuschlagsmittelleitung 8 erstreckt sich durch einen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Schildschwanzmantel 2 ausgebildeten Einführadapter 9, der eine die jeweilige Zuschlagsmittelleitung 8 umgebende Dichteinheit 10 aufnimmt. Mit den Dichteinheiten 10 sind die Zuschlagsmittelleitungen 8 in einer bestimmten Stellung fixierbar. Jede mit einem Einführabschnitt 11 winklig zu der jeweiligen Verpressleitung 3 ausgerichteten Zuschlagsmittelleitung 8 ist in einem sich von dem Einführadapter 9 bis zu dem Schildschwanzende 4 erstreckenden Endabschnitt 12 der zugehörigen Verpressleitung 3 nach einer Abknickung mit einem durch Drehen sowie entsprechendes Ausrichten hergestellten Parallelabschnitt 13 im wesentlichen parallel und in etwa mittig innerhalb des Endabschnittes 12 der jeweiligen Verpressleitung 3 angeordnet.

[0015] An dem dem Schildschwanzende 4 zugewandten Ende ist jede Zuschlagsmittelleitung 8 mit einem eine Ventilanordnung aufweisenden Leitungskopf 14 ausgestattet, über den das Zuschlagsmittel in die jeweilige Verpressleitung 3 einführbar ist. Im Betrieb mischt sich somit bei der Anordnung des Leitungskopfes 14 unmittelbar im Bereich des Schildschwanzendes 4 das Zuschlagsmittel mit dem Füllmaterial erst unmittelbar vor Eintritt des Füllmaterials in den Ringspalt 7, so dass die durch das Zuschlagsmittel erwünschten Effekte wie insbesondere ein beschleunigtes Verfestigen von Mörtel erst innerhalb des Ringspaltes 7 und nicht bereits innerhalb der Verpressleitungen 3 weiter vor dem Schildschwanzende 4 mit der Gefahr einer ungewollten und nur äußerst aufwendig wieder zu beseitigenden Verfestigung in den Verpressleitungen 3 auftreten.

[0016] Bei Arbeitsunterbrechungen wird typischerweise die Zugabe der Zuschlagsmittel gestoppt und das noch vorhandene Restgemisch von Füllmaterial und Zuschlagsmittel aus den Verpressleitungen 3 in den Ringspalt 7 ausgefördert.

[0017] Fig. 2 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes 1, der eine Anzahl von in Strömungsrichtung des Füllmaterials vor dem Endabschnitt 12 gewinkelt verlaufenden Verpressleitungen 3 aufweist, die in den anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 erläuterten Ringspalt 7 münden. Entsprechend dem anhand Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel enden die Zuschlagsmittelleitungen 8 nahe des bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit einer Schildschwanzdichtung des Bürstentyps ausgebildeten Schildschwanzendes 4. Die Zuschlagsmittelleitungen 8 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem in Strömungsrichtung von in die Verpressleitungen 3 einspeisbaren Füllmaterial nach einer letzten Abwinklung 15 angeordneten Einführadapter 9 mit einem Parallelabschnitt 13 und dem Schildschwanzende 4 im wesentlichen parallel und in etwa mittig zu der jeweiligen Verpressleitung 3, so dass aus dem in der Darstellung gemäß Fig. 2 unmittelbar im Bereich des Schildschwanzendes 4 angeordneten Leitungskopf 14 austretendes Zuschlagsmittel verhältnismäßig homogen mit in den Verpressleitungen 3 strömenden Füllmaterial mischbar ist.

[0018] Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schildschwanzes 1 mit einer gegenüber den Anordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 versetzt angeordneten Zuschlagsmittelleitung 8. In der Anordnung gemäß Fig. 3 ist der Leitungskopf 14 in dem Endabschnitt 12 der Verpressleitung 3 mit einem gewissen Abstand von dem Schildschwanzende 4 angeordnet, so dass aus dem Leitungskopf 14 in den Strom von Füllmaterial austretendes Zuschlagsmittel sich noch innerhalb des Restabschnittes des Endabschnittes 12 bis zu dem Schildschwanzende 4 mit dem Füllmaterial mischt und die durch das Zuschlagsmittel hervorgerufenen Effekte bereits vor Eintritt der Mischung in den Ringspalt 7 auftreten. Durch die spezifische Anordnung des Leitungskopfes 14 ist somit eine verhältnismäßig genaue Einstellung der Eigenschaften der Mischung aus dem Füllmaterial und dem beigemischten Zuschlagsmittel bei Austritt aus dem Schildschwanzende 4 erzielbar.

[0019] Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ein Ausstoßen eines Endstückes 16 einer Zuschlagsmittelleitung 8. Bei nicht dargestellten vorangehenden Schritten wurde das Endstück 16 in Strömungsrichtung des Zuschlagsmittels vor der Dichteinheit 10 durchtrennt und durch Vorschieben der erneut mit einem Leitungskopf 14 bestückten Zuschlagsmittelleitung 8 in Richtung des Schildschwanzendes 4 bei ausreichend gelockerter Dichteinheit 10 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung gebracht. Bei weiterem Vorschieben der Zuschlagsmittelleitung 8 in Richtung des Schildschwanzendes 4 wird das Endstück 16 schließlich in den Ringspalt 7 ausgeworfen. Weiterhin sind auf diese Art und Weise auch im Bereich des Schildschwanzendes 4 durch Pfropfenbildung auftretende Verstopfungen von Verpressleitungen 3 beseitigbar, indem das mit einem Pfropfen in Eingriff stehende Endstück 16 unter Mitnahme des Pfropfens ausgestoßen wird.

[0020] Fig. 5 zeigt in einer Schnittansicht eine beispielhafte Ausgestaltung einer Dichteinheit 10 zum abgedichteten Fixieren einer Zuschlagsmittelleitung 8 und eine beispielhafte Ausgestaltung eines Leitungskopfes 14 einer Zuschlagsmittelleitung 8.

[0021] Die Dichteinheit 10 gemäß der Ausgestaltung nach Fig. 5 verfügt als Dichtungen über Rundschnurdichtungen 17, die in zugehörige Ausnehmungen des Einführadapters 9 eingelegt sind und die Zuschlagsmittelleitung 8 abdichtend umgeben. Weiterhin ist die Dichteinheit 10 mit einer Spannmutter 18 und mit mit der Spannmutter 18 zusammenwirkenden Klemmringen 19 ausgestattet. Die Spannmutter 18 ist auf ein an dem Einführadapter 9 ausgebildeten Gewinde aufschraubbar, wobei bei Anziehen der Spannmutter 18 die Klemmringe 19 gegen die Zuschlagsmittelleitung 8 unter Fixierung derselben gepreßt werden. Bei Lösen der Spannmutter 18 wiederum wird der Anpressdruck der Klemmringe 19 verringert, so dass bei einer bestimmten Stellung der Spannmutter 18 die Zuschlagsmittelleitung 8 in Längsrichtung verschiebbar ist.

[0022] Der Leitungskopf 14 gemäß der Ausgestaltung nach Fig. 5 weist einen zylinderförmigen Ventilkörper 20 auf, der über eine Rastverbindung 21 an dem dem Schildschwanzende 4 zugewandten Ende des Parallelabschnittes 13 der Zuschlagsmittelleitung 8 angebracht ist. Der Ventilkörper 20 verfügt über eine Ventilanordnung mit einer Anzahl von in die Wand eingebrachten Austrittsöffnungen 22, die von Ringmanschetten 23 aus einem elastischen Material abgedeckt sind. Der die Austrittsöffnungen 22 abdeckende Sitz jeder Ringmanschette 23 ist durch umfänglich über die Außenseite des Ventilkörpers 20 vorstehende Ringschultern 24 gesichert. Schließlich verfügt der Leitungskopf 14 über ein endseitiges Abschlussstück 25, mit dem das von dem Parallelabschnitt 13 wegweisende Ende des Ventilkörpers 20 verschlossen ist. Bei der Ausgestaltung des Leitungskopfes 14 gemäß Fig. 5 tritt ab einem bestimmten Überdruck innerhalb der Zuschlagsmittelleitung 8 durch die Austrittsöffnungen 22 Zuschlagsmittel aus, während die Ringmanschetten 23 das Eindringen von Füllmaterial in die Zuschlagsmittelleitung 8 verhindern.

[0023] Fig. 6 zeigt in einer Schnittansicht eine Weiterbildung eines Leitungskopfes 14 einer Zuschlagsmittelleitung 8 gemäß Fig. 5. Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 6 sind in den Ventilkörper 20 und in das Abschlussstück 25 eine Anzahl von beispielsweise ringförmigen Vertiefungen 26 eingebracht, die im Falle einer Verfestigung der Mischung von Füllmaterial und Zuschlagsmittel in der Verpressleitung 3 mit einem in der Verpressleitung 3 ausgebildeten Pfropfen in Eingriff sind. Dadurch ist ein höherer Kraftübertrag auf den Pfropfen bei Verschieben der Zuschlagsmittelleitung 8 beziehungsweise eines Endstückes 16 derselben gemäß Fig. 4 geschaffen und das Freilegen der Verpressleitung 3 erleichtert.

Ansprüche

1. Schildschwanz für eine Schildvortriebseinrichtung mit einer eine Anzahl von zu einem Schildschwanzende (4) offenen, mit Füllmaterial speisbaren Verpressleitungen (3) zum Verpressen eines Ringspaltes (7) mit dem Füllmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass mit Zuschlagsmittel speisbare Zuschlagsmittelleitungen (8) vorhanden sind, die in einem Endabschnitt (12) der Verpressleitungen (3) in die Verpressleitungen (3) münden.

2. Schildschwanz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zuschlagsmittelleitungen (8) in Verpressleitungen (3) hineinragen und sich mit einem Parallelabschnitt (13) in Längsrichtung der Verpressleitungen (3) erstrecken.

3. Schildschwanz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagsmittelleitungen (8) endseitig einen mit einer Ventilanordnung (22, 23) ausgebildeten Leitungskopf (14) aufweisen.

4. Schildschwanz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskopf (14) als Ventilanordnung einen Ventilkörper (20) mit Austrittsöffnungen (22) und wenigstens eine die Austrittsöffnungen (22) abdeckende Ringmanschette (23) aus einem elastischen Material aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskopf (14) eine Anzahl von außenseitig angebrachten Vertiefungen (26) aufweist.

6. Schildschwanz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagsmittelleitungen (8) aus einem biegesteifen Material hergestellt sind.

7. Schildschwanz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Dichteinheiten (10) vorhanden sind, in denen die Zuschlagsmittelleitungen (8) in Längsrichtung der Verpressleitungen (3) verschiebbar angeordnet sind.

8. Schildschwanz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinheiten (10) jeweils wenigstens eine die zugeordnete Zuschlagsmittelleitung (8) umgebende Dichtung (17), eine Spannmutter (18) und wenigstens einen mit der Spannmutter (18) zusammenwirkenden, die zugehörige Zuschlagsmittelleitung (8) umschließenden Klemmring (19) aufweist, wobei bei Anziehen der Spannmutter (18) die zugeordnete Zuschlagsmittelleitung (8) fixierbar und bei einer bestimmten Stellung der Spannmutter (18) die zugeordnete Zuschlagsmittelleitung (8) in Längsrichtung verschiebbar ist.

Zeichnung