Vorrichtung zur Radialsteuerung von Messern eines Vortriebsschilds

Abstract

 Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Umfangssteuerung eines Messermantels, bei welcher benachbarte Messer 2, 4, 6, 8, 10 miteinander über eine Führung verbunden sind, die Führung den Messermantel in seiner Umfangsrichtung abstützt sowie steuert und an den beiden, dem Mittelmesser 6 benachbarten Messern 4, 8 Einrichtungen 18 zur Korrektur des Mittelmessers 6 in Umfangsrichtung angeordnet sind, die Führung aus Aufnahmen 12, 14 und Koppelgliedern 16 besteht, wobei an jedem Messer zwei Aufnahmen 12, 14 vorgesehen sind und die gegenüberliegenden Aufnahmen 12, 14 benachbarter Messer über das Koppelglied 16 derart miteinander verbunden sind, daß jedes Koppelglied 16 in den Aufnahmen 12, 14 drehbar, eine der beiden Aufnahmen 12, 14 jedoch in Vortriebsrichtung unterschiedlich gelagert ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umfangssteuerung eines Messermantels wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.

[0002] Aus der EP 0 258 699 ist eine Messerschild-Vortriebsvorrichtung bekannt, die eine Einrichtung zur automatischen Umfangssteuerung aufweist. Die Einrichtung, die neben der Steuerung auch eine Abstützfunktion aufweist, besteht aus einem keilförmigen Element, welches an der Seite der Messer angeordnet ist, und einem U-förmigen Bügel, welcher an dem benachbarten Messer angeordnet ist, und mit dem keilförmigen Element zusammenwirkt. Die bekannte Einrichtung kann hinsichtlich einer genaueren Steuerung der Messerschild-Vortriebsvorrichtung noch verbessert werden, da sich insbesondere in gewissen Grenzbereichen keine ausreichend zufriedenstellende Steuerung erreichen läßt. Daneben ist die mittragende Wirkung des Messermantels aufgrund der bekannten Einrichtung nicht immer ausreichend. Dies liegt unter anderem an den fertigungsbedingten Toleranzen. Selbst bei individueller Fertigung der bekannten Einrichtungen können in Grenzbereichen Anforderungen an die Abstütz- und Steuerfunktion unter Umständen nicht ausreichend sein. Weiterhin ist es bei der bekannten Einrichtung von Nachteil, daß bei einer Weiterverwendung der einzelnen Messer, beispielsweise für einen Tunnelvortrieb mit abweichender Profilform, die keilförmigen Elemente und U-förmigen Bügel entsprechend den dann gegebenen veränderten Winkelstellungen der Messer zueinander angepaßt werden müssen, was sehr arbeitsintensiv und damit sehr kostenaufwendig ist.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Umfangsteuerung eines Messermantels vorzuschlagen, die für eine Steuerung und Abstützung der einzelnen Messer des Messermantels optimale Eigenschaften aufweist und bei welcher die einen Messer für beliebige Profilformen dieses Ausbruchsquerschnitts einsetzbar sind.

[0004] Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

[0005] Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung wird eine zug- und druckfeste Verbindung der einzelnen Messer des Messermantels zur Bewirkung der Steuerung und gegenseitigen Abstützung geschaffen, die unabhängig von der Winkelstellung der einzelnen Messer zueinander ausreichende Funktion aufweist und somit auch die Messer bei verschiedenen Ausbruchsquerschnitten für einen Ausbruch ohne vorherige Änderung oder Anpassung einsetzbar sind. Die zur Steuerung und insbesondere auch zur Abstützung des Messermantels vorgeschlagenen Führungen, die miteinander die Führungseinrichtung bilden, können aufgrund der speziellen Ausgestaltung exakt und vor allem kraftschlüssig zusammenwirken. Vorzugsweise können zwei oder mehr Führungseinrichtungen bei der vorgeschlagenen Vorrichtung angeordnet werden. Dazu bestehen die Führungen, die den Messermantel im Umfangsrichtung abstützen und steuern, aus Aufnahmen und Koppelgliedern. An jedem Messer sind wenigstens zwei Aufnahmen vorgesehen, wobei gegenüberliegende Aufnahmen benachbarter Messer über das Koppelglied miteinander verbunden sind. Die der Tunnelsohle zugewandten freien Längsseiten des ersten bzw. letzten Messers, welche jeweils nur ein Nachbarmesser aufweisen, können ohne Aufnahme ausgebildet sein. Eine der beiden gegenüberliegenden Aufnahmen benachbarter Messer ist in Vortriebsrichtung relativ zum Koppelglied unverschieblich ausgebildet ist. Die Messer des Messermantels sind dabei auf vorzugsweise zwei Stützrahmen verschieblich gelagert, die in Vortriebsrichtung umgesetzt werden können.

[0006] Die jeweiligen Führungen, bestehend aus den Aufnahmen und dem Koppelglied, sind an den Längsseiten der einzelnen Messer angeordnet, also in den Bereichen, die sich bei benachbarten Messern gegenüberliegen. Vorzugsweise sind die Führungen dabei etwa in Vortriebsrichtung im vorderen Bereich und/oder im hinteren Bereich der einzelnen Messer angeordnet und zwar, hinsichtlich des gesamten Messermantels gesehen, wenn alle Messer die gleiche Vortriebsstellung aufweisen, jeweils im wesentlichen in einer Ebene bzw. auf einer Höhe. Die Einrichtungen zur Korrektur des Mittelmessers, welches auch als Firstmesser bezeichnet wird, sind vorzugsweise im, in Vortriebsrichtung gesehen vorderen Endbereich angeordnet und zwar wiederum, wie die Führungen, an den Längsseiten der dem Mittelmesser benachbarten Messer. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung kann somit eine ausreichende und sichere Abstützung sowie eine exakte Steuerung des Messermantels in dessen Umfangsrichtung erreicht werden. Zudem lassen sich die Messer für beliebige Ausbruchsquerschnitte ohne Veränderung einsetzen.

[0007] Bei der Betrachtung zweier benachbarter Messer des Messermantels versteht es sich, daß zumindest eine der beiden Aufnahmen so ausgebildet ist, daß sich beim Vortrieb eines einzelnen Messers eine Relativbewegung zwischen dem Koppelglied der Aufnahme ergeben kann. Anderenfalls wäre es nicht mehr möglich, einzelne Messer des Messermantels unabhängig voneinander einzeln vorzutreiben.

[0008] Für den Einsatz bei gekrümmten Profilformen des Ausbruchsquerschnitts können die Koppelglieder hierbei in den Aufnahmen drehbar gelagert angeordnet sein, um der Vorrichtung so zu erlauben, sich der gekrümmten Profilform anzupassen. Durch die Gewölbewirkung eines gekrümmten Ausbruchprofils treten zwischen den mit den Führungen verbundenen Messern vorwiegend nur Kräfte entlang der Umfangsrichtung des Messermantels auf, die von ihm aufgenommen und abgeleitet werden können, so daß dieser eine Mittrage- bzw. Stützfunktion der Ausbruchswandungen aufweist.

[0009] Bei Ausbruchsprofilen, die im Querschnitt aus geraden oder zumindest bereichsweise geraden Profilform bzw. Wandungen bestehen, treten im Bereich der geraden Wandungen neben den in Umfangsrichtung gerichteten Kräften auch Quer- bzw. Radialkräfte auf, d.h. Kräfte in einer Richtung von Ausbruchsachse zur Ausbruchswandung, d.h. senkrecht zur Längsachse der Messer. Zudem werden durch diese Querkräfte auch Momente bewirkt. Um diese Querkräfte und Momente aufzunehmen und abzuleiten, kann die Vorrichtung so ausgebildet werden, daß wenigstens zwei Aufnahmen pro Messer in Richtung der Ausbruchsachse zur Ausbruchswandung, d.h. in radialer Richtung bzw. senkrecht zur Längsachse der Messer, übereinander angeordnet sind. Zwischen den Koppelgliedern ist hierbei ein Zwischenstück derart angeordnet, daß die Koppelglieder in den Aufnahmen starr gelagert sind, während die Längsverschiebbarkeit der Aufnahmen zu den Koppelgliedern in Vortriebsrichtung bestehen bleibt. Vorzugsweise können die übereinander angeordneten Aufnahmen einstückig bzw. integral ausgebildet werden. Durch die somit mögliche Übertragung von Momenten und Querkräften weist diese Ausführungsform der Erfindung eine vorteilhafte Mittragefunktion bzw. Abstützfunktion des Ausbruchs auch bei einem ganz oder zumindest abschnittsweisen geraden Wandprofil des Ausbruchs auf.

[0010] Es ist zweckmäßig, wenn die beiden am Mittelmesser angeordneten Aufnahmen so ausgebildet sind, daß sie mit dem jeweiligen Koppelglied in Vortriebsrichtung so verbunden sind, daß sich eine Unverschieblichkeit zwischen der Aufnahme und dem Koppelglied ergibt. Eine solche Ausbildung hat Vorteile bei der Steuerung des Messermantels in Umfangsrichtung. Dennoch ist es auch beim Mittelmesser möglich, lediglich eine der beiden oder gar beide Aufnahmen so auszubilden, daß eine Unverschieblichkeit mit dem entsprechenden Koppelglied in Vortriebsrichtung gegeben ist.

[0011] Gleichfalls von Vorteil ist es, wenn in entsprechender Weise die dem Mittelmesser zugewandten Aufnahmen der Messer des Messermantels, die zum Mittelmesser benachbart angeordnet sind, mit dem Koppelglied in Vortriebsrichtung längsverschieblich verbunden sind, so daß beim Vortrieb eine Relativverschiebung zwischen Aufnahme und Koppelglied stattfinden kann. Bei dieser Variante treten wiederum die bereits erwähnten Vorteile bei der Steuerung des Messermantels in Umfangsrichtung auf. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß es in entsprechender Weise auch möglich ist, wenn lediglich eine der beiden oder gar beide angesprochenen Aufnahmen der dem Mittelmesser benachbarten Messer mit dem Koppelglied in Vortriebsrichtung längsverschieblich verbunden sind.

[0012] Die Koppelglieder an sich bestehen zweckmäßigerweise aus zwei walzenförmigen Körpern, die über eine Zwischenplatte miteinander starr verbunden sind. Das Koppelglied ist demnach ein starres Element, welches so ausgelegt wird, daß die angestrebte optimale Führung und vor allem auch die optimale Abstützwirkung erreicht werden kann. Die walzenförmige Ausbildung stellt dabei in vorteilhafter Weise eine der Möglichkeiten dar, die Verbindung zwischen Aufnahme und Koppelglied drehbar in Art eines Drehgelenkes auszubilden.

[0013] Vorzugsweise sind dabei die Durchmesser der walzenförmigen Körper größer als die Querschnittsdicke der Zwischenplatte. Jeweils abhängig von der gewünschten bzw. erforderlichen Winkelstellung zwischen benachbarten Messern im Bogenbereich eines Ausbruchsquerschnittes ist der Größenunterschied zwischen dem Durchmesser der walzenförmigen Körper und der Querschnittsdicke der Zwischenplatte wesentlich größer oder kann gegebenenfalls auch etwas kleiner gewählt werden, wenn ein nur geringerer Drehwinkel zwischen den einzelnen Messern erforderlich sein sollte.

[0014] Um einen besseren Eingriff des walzenförmigen Körpers in die entsprechende Aufnahme beim Vortrieb der Messer zu erreichen, ist in vorteilhafter Weise der walzenförmige Körper, welcher längsverschieblich in der entsprechenden Aufnahme gelagert ist, an seinen freien Enden sich konisch verjüngend ausgebildet. Der optimalste Eingriff kann dann erreicht werden, wenn die konische Verjüngung spitz zulaufend ausgebildet ist.

[0015] Zweckmäßigerweise sind die Aufnahmen zum Eingriff der walzenförmigen Körper rohrförmig ausgebildet und umfassen diese teilweise, wobei die Aufnahme in Längsrichtung gesehen geschlitzt ist. Es versteht sich dabei, daß die Aufnahme den walzenförmigen Körper um mehr als den halben Umfang umfassen muß, damit eine Verbindung in Art eines Drehgelenks zwischen Aufnahme und walzenförmigem Körper überhaupt zu Stande kommen kann. Der Schlitz in der Aufnahme dient dazu, daß die sich an den walzenförmigen Körper anschließende Zwischenplatte des Koppelgliedes deren Anordnung in der Aufnahme überhaupt ermöglicht. Wiederum abhängig von der erforderlichen Verdrehung bzw. Winkelstellung zwischen den einzelnen Messern bestimmt sich das Maß der Aufweitung des Schlitzes der Aufnahme.

[0016] Weiterhin von Vorteil ist es, wenn die Aufnahme, in welcher der walzenförmige Körper in Vortriebsrichtung längsverschieblich gelagert ist, an deren freien Enden, zumindest jedoch dort wo der Eingriff zwischen den walzenförmigen Körpern und der Oberfläche stattfindet, sich konisch aufweitend ausgebildet ist. Wie auch bei der konischen Verjüngung der walzenförmigen Körper wird dadurch der Eingriff des walzenförmigen Körpers in die Aufnahme erleichtert, für den Fall, in welchem aufgrund einer Steuerung des Messermantels das vorgetriebene Messer nicht mehr parallel zu dem benachbarten Messer ausgerichtet ist.

[0017] Zum Erreichen einer einerseits festen Verbindung zwischen Aufnahme und walzenförmigem Körper unter Beibehaltung einer Verdrehungsmöglichkeit zwischen den vorgenannten Teilen entsprechen vorzugsweise die Innendurchmesser der rohrförmig ausgebildeten Aufnahmen den Außendurchmessern der in diesen gelagerten walzenförmigen Körper. Die Durchmesser sind zweckmäßigerweise so auszulegen, daß es einerseits zu einer guten Anlage zwischen den beiden Teilen kommt, die aber eine leichte Verdrehung nicht behindern dürfen.

[0018] Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die Durchmesser der beiden walzenförmigen Körper ein und derselben Koppelplatte unterschiedlich groß auszubilden. Aufgrund der in der Längsachse der walzenförmigen Körper auftretenden Biegung während des Vortiebs beim Eingriff des walzenförmigen Körpers die entsprechende Aufnahme ist es zweckmäßig, diesen Walzenkörper entsprechend groß im Durchmesser zu dimensionieren, so daß Kräfte entsprechender Größenordnung ohne Schaden aufgenommen werden können. Der walzenförmige Körper, der in Vortriebsrichtung unverschieblich in der Aufnahme gelagert ist, kann im Durchmesser gleich oder kleiner ausgebildet werden, da die hier auftretenden Beanspruchungen aus dem Steuervorgang geringer sind.

[0019] Die Einrichtungen zur Korrektur des Mittelmessers bestehen zweckmäßigerweise aus hydraulischen Pressen, die nach Vorrücken des Mittelmessers ein- bzw. ausgefahren werden, um eine Ablenkung des Mittelmessers zur Umfangssteuerung zu bewirken.

[0020] Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.

[0021] Es zeigen:

Figur 1

eine Draufsicht auf Messer eines Messermantels in der Ausgangsstellung vor einem neuen Vortriebsschritt,

Figur 2

einen Querschnitt durch benachbarte Messer eines Messermantels,

Figur 3

die Draufsicht gemäß Figur 1 nach Vortrieb des Mittelmessers,

Figur 4

eine Draufsicht gemäß Figur 1 nach Vortrieb und Querverschiebung des Mittelmessers,

Figur 5

einen Querschnitt durch zwei benachbarte Messer, wobei die Messer zueinander keine Winkelstellung aufweisen,

Figur 6

einen Querschnitt gemäß Figur 5, jedoch mit einer Winkelstellung der Messer zueinander,

Figur 7

einen Querschnitt durch zwei benachbarte Messer eines Messermantels, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und

Figur 8

einen Querschnitt durch einen Ausbruch mit geraden Wandungen mit der Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 7.

[0022] Figur 1 zeigt in Draufsicht fünf nebeneinander angeordnete Messer 2 bis 10 eines Messermantels vor einem neuen Vortriebsschritt. Dargestellt ist dabei der Firstbereich des Messermantels, wobei der gesamte Messermantel aus mehr als den dargestellten Messern 2 bis 10 besteht. Das in der Mitte gezeigte Messer ist das sogenannte Firstmesser oder auch Mittelmesser 6. Die Messer sind untereinander über Führungen, bestehend aus Aufnahmen 12, 14 und Koppelgliedern 16, verbunden. Die Führungen sind dabei vorzugsweise im vorderen bis mittleren Bereich sowie im hinteren bis mittleren Bereich der Messer angeordnet. U.a. mittels der Führungen wird in Umfangsrichtung des Messermantels eine Abstützung sowie Steuerung erreicht. Vorzugsweise im vorderen Endbereich der dem Mittelmesser 6 benachbarten Messer 4, 8 sind Einrichtungen zur Korrektur des Mittelmessers in Umfangsrichtung in Form von hydraulischen Pressen 18 angeordnet. Die hydraulischen Pressen 18 sind an den Längsseiten der Messer 4, 8 angeordnet, die dem Mittelmesser 6 zugewandt sind.

[0023] An jedem Messer sind an deren Längsseiten, also den Seitenflächen, die den jeweils benachbarten Messern zugewandt sind, jeweils eine Aufnahme 12 bzw. 14 vorgesehen. Die Aufnahmen 12, 14 sind dem Koppelglied 16, welches aus Walzenkörpern 20, 22 und einer diese verbindenden Zwischenplatte 24 besteht, drehbar verbunden. Betrachtet man die Führung zwischen zwei benachbarten Messern, ist die eine Aufnahme 14 mit dem Walzenkörper 22 in Vortriebsrichtung gesehen unverschieblich verbunden; mit anderen Worten findet beim Vortrieb des entsprechenden Messers keine Relativverschiebung zwischen der Aufnahme 14 und dem entsprechendem Walzenkörper 22 statt. Die andere Aufnahme 12 hingegen ist mit dem entsprechenden Walzenkörper 20 in Vortriebsrichtung gesehen längsverschieblich verbunden, so daß sich beim Vortrieb des entsprechenden Messers eine Relativverschiebung zwischen der Aufnahme 12 und dem Walzenkörper 20 einstellt.

[0024] Das Mittelmesser weist vorszugsweise an seinen beiden Längsseiten die Aufnahmen 14 auf, die mit dem Walzenkörper 22 bzw. mit dem Koppelglied 16 in Vortriebsrichtung gesehen unverschieblich verbunden sind. Entsprechend sind an den, dem Mittelmesser 6 zugewandten Längsseiten der diesem benachbarten Messer 4, 8 die Aufnahmen 12 angeordnet, die mit den Walzenkörpern 20 bzw. dem Koppelglied 16 in Vortriebsrichtung längsverschieblich verbunden sind. Aus der später noch näher erläuterten Figur 3 ist diese vorzugsweise Ausgestaltung des Mittelmessers noch näher ersichtlich.

[0025] Figur 2 zeigt den Querschnitt durch drei benachbarte Messer, wobei, um einen Bezug zu Figur 1 darzustellen, die beiden rechten Messer den Messern 2, 4 gemäß Figur 1 entsprechen können und das dritte Messer ein dem Messer 2 benachbartes Messer 26 ist, welches in Figur 1 nicht dargestellt ist. Die Messer 26, 2 und 4 sind identisch. Figur 2 zeigt in anschaulicher Weise das Zusammenwirken zwischen den Aufnahmen 12, 14 und dem Koppelglied 16 bzw. den Walzenkörpern 20, 22. An der in Figur 2 linken Seitenfläche des Messers 26 ist die Aufnahme 14 angeordnet, die mit dem Walzenkörper 22 zwar drehbar, nicht jedoch in Vortriebsrichtung längsverschieblich verbunden ist. Im Gegensatz dazu befindet sich an der rechten Seitenfläche des Messers 4 gemäß Figur 2 die Aufnahme 12, die mit dem hier nicht dargestellten Walzenkörper 20 drehbar sowie in Vortriebsrichtung längsverschieblich zusammenwirkt. Aufgrund der Möglichkeit der Längsverschiebung zwischen dem Walzenkörper 20 und der Aufnahme 12 ist die Darstellung gemäß Figur 2 des Messers 4 korrekt, da in der Aufnahme 12 insoweit kein Koppelglied 16 und somit auch kein Walzenkörper 20 angeordnet sein muß. Andererseits muß aufgrund der Verbindung zwischen Aufnahme 40 und Walzenkörper 22 auf der linken Außenseite des Messers 26 gemäß Figur 2 eine Darstellung des Koppelgliedes 16 erfolgen, da dieses mit der Aufnahme 14 in Vortriebsrichtung nicht längsverschieblich verbunden ist und somit auch nicht von der Aufnahme 14 getrennt werden kann, sondern stets mit dieser in Verbindung steht. Aufgrund der Drehbarkeit zwischen dem Walzenkörper 22 und der Aufnahme 14 müßte in Figur 2 korrekterweise das Koppelglied 16 nicht in horizontaler Ausrichtung, sondern schräg nach unten, verlaufend dargestellt sein, da zwischen dem Walzenkörper 22 und der Aufnahme 14 eine Drehbarkeit vorhanden ist und das Eigengewicht des Koppelgliedes 20 dieses dann nach unten ziehen müßte und zwar so weit, bis die Unterseite der Zwischenplatte 24 mit der unteren Öffnung der Aufnahme 14 in Berührung kommt. Aufgrund der gewählten Ausbildung des Koppelgliedes 16 und dessen Anordnung in den Aufnahmen 12, 14 sind diese im Querschnitt rohrförmig zur Aufnahme der Walzenkörper 20, 22 ausgebildet. Dazu ist es erforderlich, daß die Aufnahmen 14, 12 in Vortriebsrichtung eine Ausnehmung, Öffnung bzw. einen Schlitz 28 aufweisen. Um die sichere Anordnung der Walzenkörper 20, 22 in den Aufnahmen 12, 14 zu gewährleisten, müssen die Aufnahmen 12, 14 den Außenumfang der Walzenkörper 20, 22 um mehr als den halben Umfang umfassen. Die Öffnungsbreite des Schlitzes 28 ist abhängig von der gewünschten Winkelstellung der benachbarten Messer zueinander (s. Figur 6).

[0026] Figur 3 zeigt den Vortrieb bzw. Vorschub des Mittelmessers 6. Aufgrund der in Vortriebsrichtung vorhandenen Verschiebbarkeit zwischen den Aufnahmen 12 und den Walzenkörpern 20 werden beim Vortrieb des Mittelmessers 6 das Koppelglied 16 bzw. die beiden Koppelglieder 16 mitgenommen. In der Folge treten die walzenförmigen Körper 20 der Koppelglieder 16 aus den Aufnahmen 12 der benachbarten Messer 4, 8 aus. Die freien Enden der Walzenkörper 20 sind sich konisch verjüngend ausgebildet, wohingegen die Endbereiche der Aufnahmen 12 bezüglich ihres rohrförmigen Ausschnittes sich konisch aufweitend ausgebildet sind. Sobald das Mittelmesser 6 vorgeschoben ist, sind die gleichzeitig mit dem Mittelmesser 6 vorwandernden Walzenkörper 20 der Koppelglieder 16 wegen ihrer konisch zulaufenden Endbereiche zunehmend nicht mehr in Eingriff mit den Aufnahmen 12 der benachbarten Messer 4, 6. Hieraus folgt, daß sich das als erstes vorgeschobene Mittelmesser 6 in Umfangsrichtung unabhängig von seinen benachbarten Messern 4, 8 bewegen kann. In der Folge kann mit Hilfe der in den vorderen Endbereichen der Messer 4, 8 angeordneten hydraulischen Pressen 18 eine Richtungskorrektur in Umfangsrichtung über eine Kurvenfahrt vorgenommen werden, indem das Mittelmesser 6 nach rechts oder links verschoben wird, wozu die hydraulischen Pressen 18 ein- bzw. ausgefahren werden (siehe Figur 4).

[0027] Aus Figur 4 in Verbindung mit Figur 1 ist ersichtlich, daß die Koppelglieder 16 mit den Aufnahmen 12, 14 nur dann vollständig zug- und druckfest verbunden sind, wenn sämtliche Messer des Messermantels um eine Vortriebslänge vorgeschoben sind, mit anderen Worten sich in Vortriebsrichtung gesehen auf gleicher Höhe befinden.

[0028] Figur 4 zeigt in Verbindung mit Figur 3 die Steuerung einer Rechtskurve des Messermantels. Das zuerst vorgetriebene Mittelmesser 6 wird nach dessen Vortrieb um den Betrag des der aufzufahrenden Kurve entsprechenden Vektors nach rechts verschoben, indem die im linken benachbarten Messer 4 installierte Presse 18 ausgefahren und die im rechten benachbarten Messer 8 installierte Presse 18 gleichzeitig eingefahren wird. Wie beim Messermantel üblich, liegen die einzelnen Messer auf einem, dem Ausbruchsquerschnitt entsprechenden Stützrahmen auf.

[0029] Anschließend wird beispielsweise das rechte benachbarte Messer 8 vorgeschoben (nicht mehr in den Figuren dargestellt). Während des Vorschubs des Messers 8 kommt die an ihren Endbereichen sich konisch aufweitende Aufnahme 14 des vorwandernden Messers 8 in Eingriff mit dem an seinen Enden sich konisch verjüngend ausgebildeten Walzenkörper 20 des Koppelgliedes 16 des bereits vorgeschobenen Mittelmessers 6. Dadurch wird das vorwandernde Messer 8 automatisch in die zum bereits vorgeschobenen Messer parallele - und somit gemäß Figur 4 nach rechts ausgerichtete - Lage gedrückt. Entsprechendes geschieht mit den weiteren Messern der neben dem Messer 8 noch vorhandenen Messers 10 und der sich daran anschließenden, nicht dargestellten Messer.

[0030] Das in den Figuren 3 und 4 links des zuerst vorgeschobene Mittelmesser 6 befindliche Messer 4 wird während des Vorschubs durch den zunehmend erfolgenden Eingriff des Koppelgliedes 16 des Mittelmessers 6 in die entsprechende Aufnahme 12 des dann vorwandernden Messers 4 ebenfalls in eine parallele und somit gemäß Figur 4 schräge Lage zum bereits vorgeschobenen Mittelmesser 6 gezogen. In entsprechender Weise werden sämtliche, links des Mittelmessers 6 angeordneten weiteren Messer durch deren Vorschub automatisch in die zuvor beschriebene parallele Lage zu dem jeweils bereits vorgeschobenen Nachbarmesser gezwungen. An dieser Stelle sei nochmals erwähnt, daß beim Vortrieb eines Messermantels jeweils nur einzelne Messer vorgetrieben werden, beginnend mit dem Firstmesser bzw. dem Mittelmesser 6.

[0031] Sobald sämtliche Messer des Messermantels um einen Vortriebsschritt vorgeschoben sind, befinden sich die zwischen den Messern angeordneten Koppelglieder 16 kraftschlüssig im Eingriff mit den entsprechenden Aufnahmen 12, 14, so daß der Messermantel in diesem Zustand die erwünschte mittragende Funktion aufweist.

[0032] Die Figuren 5 und 6 erläutern nochmals das Zusammenspiel zwischen den benachbarten Messern 2, 4 über die Aufnahmen 12, 14 und das Koppelglied 16.

[0033] In Figur 5 ist eine Stellung gezeigt, bei welchem die beiden benachbarten Messer 2, 4 nicht gegeneinander verdreht sind, sondern parallel zueinander ausgerichtet sind. Eine solche Ideallage ist bei einem gebogenen Ausbruchsquerschnitt eigentlich nicht vorhanden, da bei einem solche Ausbruchsquerschnitt die zueinander benachbarten Messer stets in einem bestimmten Winkel zueinander schräg verlaufen, wie diese in Figur 6 dargestellt wird. Die Lagerung bzw. Verbindung zwischen dem Walzenkörper 20 und der Aufnahme 12 ist einerseits drehbar und andererseits in Vortriebsrichtung längsverschieblich ausgebildet. Die Aufnahme 14 ist mit dem Walzenkörper 22 hingegen in Vortriebsrichtung nicht längsverschieblich verbunden, sondern lediglich drehbar, so daß eine Winkelstellung zwischen den Messern 2 und 4 (siehe Figur 6) erreicht werden kann.

[0034] Figur 6 zeigt schließlich eine Winkelstellung zwischen den Messern 2, 4, der in einem bogenförmigen Bereich eines auszubrechenden Querschnitts vorzufinden ist. Die Darstellung veranschaulicht die drehbare Lagerung der Walzenkörper 20, 22 in den Aufnahmen 12, 14. Veranschaulicht wird noch einmal gleichfalls der Öffnungswinkel bzw. Schlitz 28 der Aufnahmen 12, 14, der zur Bildung des gewünschten Winkels zwischen den Messern 2 und 4 entsprechend ausgebildet sein muß, damit nicht die Zwischenplatte 22 an den freien Enden des Schlitzes 28 zur Anlage kommt und damit einen größeren Winkel bzw. eine größere Winkelstellung zwischen den Messern 2 und 4 verhindert.

[0035] Figur 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere für den Einsatz bei Ausbruchsprofilen, die im Querschnitt aus geraden oder zumindest bereichsweise geraden Wandungen bestehen, ausgelegt ist. Bei solchen Ausbruchsprofilen treten aufgrund der hier fehlenden Gewölbewirkung des Ausbruchs neben den in Umfangsrichtung des Messermantels gerichteten Kräften auch Radial- bzw. Querkräfte und Momente auf. Um diese Querkräfte und Momente aufzunehmen und abzuleiten, ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß jeweils zwei Aufnahmen 112a und 112b sowie 114a und 114b in Richtung von Ausbruchsachse zur Ausbruchswandung, d.h. in radialer Richtung und damit senkrecht zur Längsachse der Messer, übereinander an jedem Messer angeordnet sind. Die übereinander angeordneten Aufnahmen 112a, 112b sowie 114a, 114b sind hierbei einstückig bzw. integral hergestellt und bilden Aufnahmepaare 112 und 114. Die Schlitze bzw. die Öffnungen 28 der Aufnahmenpaare 112 und 114 sind hierbei in ihrem Öffnungswinkelbereich so bemessen, daß lediglich ein kleines Spiel für die mit Zwischenplatten 24 einsetzbaren Walzenkörper 20a, 20b, 22a, 22b bereitgestellt ist. Zwischen den Zwischenplatten 24 ist ein Zwischenstück 30 derart angeordnet, daß die Walzenkörper 20a, 20b, 22a, 22b in den Aufnahmepaaren 112, 114 benachbarter Messer starr gelagert sind, wodurch folglich keine Drehbewegung der Walzenkörper 20a, 20b, 22a, 22b in den Aufnahmen 112a, 112b, 114a, 114b möglich ist. Das Aufnahmepaar 112 ist mit den Walzenkörpern 20a, 20b längsverschieblich verbunden, so daß sich beim Vortrieb des entsprechenden Messers eine Relativverschiebung zwischen dem Aufnahmepaar 112 und den Walzenkörpern 20a, 20b einstellen kann.

[0036] Durch eine solche starre Lagerung der Koppelglieder in den Aufnahmepaaren 112, 114 kann eine derartig ausgebildete Vorrichtung zur Umfangssteuerung eines Messermantels sowohl Querkräfte als auch Momente aufnehmen und weist somit die für bereichsweise geradwandige Ausbruchsprofile erwünschte Mittragefunktion auf.

[0037] Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch einen rechteckförmigen Ausbruch mit der in Figur 7 beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung. Ein Stützrahmen 36, der die zur Ausbruchsachse gerichtete Innenseite der Vorrichtung abstützt, wird durch hydraulische Stützfüße 32 getragen. Die Vorrichtung wird hierbei zusätzlich durch weitere hydraulische Stützfüße 32, die zwischen den untersten Messern des Messermantel und der Ausbruchssohle 34 stützend ausgefahren werden, mitgetragen.

Bezugszeichenliste

[0038] 

2

Messer

4

Messer

6

Mittelmesser

8

Messer

10

Messer

12

Aufnahme

14

Aufnahme

16

Koppelglied

16a

Koppelglied

16b

Koppelglied

18

hydraulische Presse

20

Walzenkörper

20a

Walzenkörper

20b

Walzenkörper

22

Walzenkörper

22a

Walzenkörper

22b

Walzenkörper

24

Zwischenplatte

26

Messer

28

Schlitz bzw. Öffnung

30

Zwischenstück

32

hydraulische Stützfüße

34

Ausbruchssohle

36

Stützrahmen

112

Aufnahmepaar

112a

Aufnahme

112b

Aufnahme

114

Aufnahmepaar

114a

Aufnahme

114b

Aufnahme

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Umfangssteuerung eines Messermantels, bei welcher benachbarte Messer (2,4,6,8,10) miteinander über wenigstens eine Führungseinrichtung in Form einzelner Führungen verbunden sind, die Führungseinrichtung den Messermantel in seiner Umfangsrichtung abstützt sowie steuert, an den beiden, dem Mittelmesser (6) benachbarten Messern (4, 8) Einrichtungen (18) zur Korrektur des Mittelmessers (6) in Umfangsrichtung angeordnet sind und jede Führung aus Aufnahmen (12,14) und Koppelgliedern (16) besteht, wobei an den Längsseiten jedes Messers wenigstens eine Aufnahme (12,14) vorgesehen ist und die gegenüberliegenden Aufnahmen (12,14) benachbarter Messer über das Koppelglied (16) miteinander verbunden sind und eine der beiden Aufnahmen (12,14) in Vortriebsrichtung relativ zum Koppelglied (16) unverschieblich ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher jedes Koppelglied (16) in den Aufnahmen (12,14) drehbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens zwei Aufnahmen (112a,112b) - senkrecht zur Längsachse der Messer gesehen - übereinander angeordnet sind und zwischen den Koppelgliedern (16a, 16b) ein Zwischenstück (28) derart angeordnet ist, daß die Koppelglieder (16a, 16b) in den Aufnahmen (112a, 112b, 114a, 114b) starr gelagert sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher beide Aufnahmen (14) des Mittelmessers (6) mit dem jeweiligen Koppelglied (16) in Vortriebsrichtung unverschieblich verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die dem Mittelmesser (6) zugewandten Aufnahmen (12) der dem Mittelmesser (6) benachbart angeordneten Messer (4,8) mit dem Koppelglied (16) in Vortriebsrichtung längsverschieblich verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die Koppelglieder (16) aus zwei walzenförmigen Körpern (20,22) bestehen, die über eine Zwischenplatte (24) miteinander starr verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die Durchmesser der walzenförmigen Körper (20,22) größer sind als die Querschnitte der Zwischenplatte (24).

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher der in der Aufnahme (12) in Vortriebsrichtung längsverschieblich gelagerte walzenförmige Körper (20) an seinen freien Enden konisch verjüngend ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die Aufnahmen (12,14) zum Eingriff der walzenförmigen Körper (20,22) rohrförmig ausgebildet sind und die walzenförmigen Körper (20,22) teilweise umfassen, wobei die Aufnahmen (12,14) in Längsrichtung geschlitzt ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die Aufnahme (12), in welcher der walzenförmige Körper (20) in Vortriebsrichtung längsverschieblich gelagert ist, an ihren freien Enden konisch aufweitend ausgebildet ist.

Zeichnung