EP0630436A1 - Messerschild zum vortrieb von offenen gräben im boden. - Google Patents

Messerschild zum vortrieb von offenen gräben im boden.

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Publication number
EP0630436A1
EP0630436A1 EP93906542A EP93906542A EP0630436A1 EP 0630436 A1 EP0630436 A1 EP 0630436A1 EP 93906542 A EP93906542 A EP 93906542A EP 93906542 A EP93906542 A EP 93906542A EP 0630436 A1 EP0630436 A1 EP 0630436A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
knife
knives
trench
presses
area
Prior art date
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Granted
Application number
EP93906542A
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English (en)
French (fr)
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EP0630436B1 (de
Inventor
Heinz-Theo Dipl-Ing Walbroehl
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WALBROEHL H T DIPL ING
Original Assignee
WALBROEHL H T DIPL ING
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Filing date
Publication date
Application filed by WALBROEHL H T DIPL ING filed Critical WALBROEHL H T DIPL ING
Publication of EP0630436A1 publication Critical patent/EP0630436A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0630436B1 publication Critical patent/EP0630436B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0692—Cutter drive shields
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/06—Foundation trenches ditches or narrow shafts
    • E02D17/08—Bordering or stiffening the sides of ditches trenches or narrow shafts for foundations
    • E02D17/086—Travelling trench shores
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
    • E02F5/10—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
    • E02F5/10—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables
    • E02F5/101—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables forming during digging, e.g. underground canalisations or conduits, by bending or twisting a strip of pliable material; by extrusion

Definitions

  • Knife shield for driving open trenches in the ground
  • the invention relates to a knife shield for driving open trenches in the ground.
  • DE-AS 25 23 340 discloses a sliding knife shoring for laying large pipes in an open construction in non-stable and conditionally stable floors.
  • the knife construction consists of lateral knives securing the trench walls, which can be driven individually or in groups with the help of hydraulic presses according to the excavation in front of the head of the knife shoring.
  • the bottom end of the knife shoring is formed by sole knives lying on the trench bottom, which essentially correspond to the knives lying on the side trench walls.
  • the side knives are supported by a support frame.
  • the skin friction of all knives forms the abutment of the knives driven with press cylinders.
  • the support frame is advanced by retracting all the press cylinders as soon as a trench section is lifted.
  • a tube bed is manufactured in the cage of the knife shed, in which tube pieces are inserted. The trench is then refilled and compacted.
  • the known knife shoring can only be used for trenches with the same dimensions. There is a reuse of the knife shoring for trenches with other depths or widths only possible if complex changes are made to the support frame. As a rule, the support frames even have to be replaced entirely.
  • the greatest disadvantage of the known knife shoring is that after all the knives have been advanced, the support frame must be tightened separately, which leads to a standstill when the knife shoring is being driven. Continuous advancement of the known knife shoring is therefore not possible.
  • the support frames tilt very easily, which leads to difficulties in propulsion.
  • the desired continuous advance is possible by pressing the individual pairs of knives one after the other * by a defined distance and at the same time carrying out the excavation before the head of the trench.
  • the individual knives can be individually driven independently of one another.
  • the knife shield is driven straight ahead, the two knives forming the pair of knives are driven simultaneously and by the same distance.
  • the proposed knife shield also makes possible cornering (horizontal control), the knives forming the pair of knives are driven one after the other, but at least by different lengths.
  • the proposed knife shield is particularly suitable for laying pipelines by using individual pipe pieces in its rear region, ie in the region of the knife tails, with the end region of the knife tails then again is filled with soil and compacted.
  • a compressor can advantageously be arranged at the end of the knife shield and can thus be carried along continuously in the direction of advance.
  • the remaining pairs of knives which are at a standstill, absorb the reaction force from the propulsion and transmit this friction to the adjacent soil of the trench.
  • the respective supporting devices are relaxed or lifted off the trench bottom in order to facilitate the advancement of the corresponding pair of knives.
  • the weight of the entire knife shield is then removed from the supports of the other pair of knives which are at a standstill.
  • the knives arranged on the trench side walls are preferably formed in one piece and identically.
  • the individual knives are subdivided into three areas, namely the so-called knife head, the knife tail and the knife body in between. However, it is also possible to assemble individual areas of each knife from individual pieces, for example to screw them together.
  • each pair of knives are connected to one another via two cross supports.
  • a pair of knives connected by two cross supports is called a shoring element.
  • each framework or shoring element constitutes a horizontally arranged frame.
  • the entire knife shield consists of several frames or shoring elements arranged one above the other, depending on the corresponding trench depth. If the knife shield is to be reused for a trench with different trench heights, only additional frameworks need to be arranged or omitted in a simple manner.
  • the first cross support is preferably arranged in the area between the cutter head and the cutter body and the second cross support in the area between the cutter body and the cutter tail.
  • the cross supports are preferably detachably connected to the knives, for example to facilitate their interchangeability and, above all, to allow space-saving folding when transporting the entire knife shield.
  • the connection of the cross supports to the knife can preferably be done using screws.
  • the transverse supports are expediently designed to be length-adjustable with respect to their longitudinal axis, in order to enable easy adaptation to a new width of the trench when the knife shield is used for other trenches.
  • the length can be adjusted, for example, via integrated spindles or extendable supports or similar devices.
  • the cross supports can be exchanged simply due to the detachable connection with the knives.
  • Spacers are advantageously arranged between the knives arranged one above the other, which are connected to the underside of the upper knives facing the bottom of the trench and merely rest on the upper side of the adjacent lower knife facing away from the bottom of the trench.
  • the spacing devices it is also possible to arrange the spacing devices in the reverse manner, so that the above The knife only rest on the spacing devices of the lower knife, which then extend upwards.
  • the spacing devices expediently consist of webs or pins or similar suitable devices.
  • Two pins are preferably provided per knife, the number of which can be increased as desired, depending on the length of the knife used in each case.
  • two pins are arranged, they are preferably arranged on the one hand in the area between the cutter head and the cutter body and on the other hand in the area between the cutter body and the cutter tail.
  • the length of the plucking is dimensioned such that the knives one above the other are spaced apart. When the individual knives are being driven, the friction between the neighboring knives is thus avoided. Friction between the knives only arises from the support of the spacing devices on the respectively adjacent knives, wherein measures to reduce friction, such as, for example, appropriately designed surfaces or the use of low-friction materials or coatings can be provided in a simple manner.
  • guiding devices can be formed on the upper side of the knives facing away from the trench bottom, which cooperate with the spacing devices in such a way that the knives lying against a trench wall, arranged one above the other, advance essentially in a common vertical direction Level run.
  • the proposed knife shield is preferably used for trenches whose side walls run in the vertical direction, a common vertical alignment of all the knives of one side wall is sought, which can be achieved with the proposed production device.
  • the individual knives, in particular the knife body lying between the knife head and the knife tail, are preferably designed as double-T supports, one flange surface of which faces the trench side wall. This cross-sectional configuration selected for the knives enables on the one hand a light weight design of the knives with the required section modulus and on the other hand the formation of suitable guiding devices.
  • the guide devices expediently consist of at least one wedge surface which is formed between the web of the double-T support and a flange half and which continuously reduces the distance between the opposite flange surfaces, as viewed in the opposite direction to the direction of advance. If necessary, several such guide devices can be formed on the respective knives. When a wedge surface is formed, it is preferably arranged in the front area of the knives.
  • the guide device in the form of wedge surfaces interacts with the spacing device, for example in the form of the pins or webs. With increasing advance of the knives having the spacing device, in the maximum advance position they are forced by the wedge surfaces to assume the desired position.
  • each knife has either the guiding or spacing device on the opposite outer surfaces of the webs, so the guiding and spacing device is not arranged on the same side of the webs of the knife designed as a double-T beam.
  • the forced alignment of the individual knives results in the ultimately aimed, essentially vertical course of the knives lying one above the other on a trench side wall when all knives are driven.
  • overlapping covers are preferably arranged on the surfaces of the knives facing the trench side wall. These covers are about the provided in whole or at least over a substantial part of the total length of the respective knives in order to Avoid breaking the soil from the trench side walls into the exposed trench, especially if the knives lying one above the other are arranged at a distance from one another.
  • the feed presses can in particular be operated hydraulically.
  • the feed presses can be actuated individually, in particular independently of one another, in the pushing and / or pulling direction, so that any knife can be driven individually or in pairs.
  • the advance of the individual knives can be achieved either by retracting or extending the corresponding feed presses, it being understood that a further feed press arranged on the knife to be driven can either support the advance, but at least be pulled together or moved apart in order not to hinder the advance of the corresponding knife.
  • the feed presses are advantageously arranged on the superimposed knives in the area between the knife head and the knife body of one knife and in the area between the knife body and the knife tail of the other knife, preferably between the front and rear cross supports.
  • the knives of the last two pairs of knives which are arranged one above the other, are advantageously connected to one another via two feed presses in order to facilitate the advance of the respective knives.
  • This is particularly advantageous if a clearing blade is arranged in the area of these two pairs of knives, which clears the trench bottom, as a result of which the forces to be overcome when driving the knives increase.
  • the support devices expediently consist of hydraulically actuated presses which can be retracted if necessary in order to facilitate the advance of the knives lying on the presses.
  • four presses are arranged on the two last pairs of knives closest to the trench bottom.
  • two presses are expediently arranged in the area between the measuring head and the knife body and two presses in the area between the knife body and the knife tail.
  • a symmetrical arrangement of the presses with respect to one another is also advantageous.
  • the presses of the last pair of knives closest to the bottom of the trench are advantageous in the area of the knives, i.e. in the vicinity of the respective trench side walls.
  • the presses of the penultimate pair of knives closest to the trench sole are arranged on the cross supports, preferably in the region of the connection of the cross support to the knives, or via angle pieces on the knives of the penultimate framework arranged to occupy the desired location next to the knives of the lowest framework.
  • the presses arranged in the front area of the last and the penultimate pair of knives are extended or lowered differently with respect to the presses correspondingly arranged in the rear area retracted. The upward or downward movement can thus be carried out in a simple manner.
  • the presses lying one behind the other in the direction of advance are preferably supported on a runner, the lower parts of which side rests on the bottom of the trench.
  • the soil pressure can be reduced by the increased contact area, so that an excessively deep sinking of the support devices below the trench bottom level can be avoided.
  • a clearing blade is advantageously arranged in the front area of the penultimate pair of knives closest to the trench bottom, the lower edge of which rests on the trench bottom.
  • the clearing blade serves for leveling the trench base when the corresponding frame element is advanced.
  • the level control of the dozer blade can be carried out using a laser and a target plate.
  • the clearing blade is expediently designed to be height-adjustable in order to be able to be adapted to a changing trench bottom level.
  • a trencher can be expediently arranged in the front area of the knife shield.
  • the arrangement of a trencher is particularly expedient because the proposed blade shield eliminates downtimes and enables the blade shield to be driven continuously. It is advantageous if the movement of the knives is automated by the feed presses with a hydraulic sequential circuit. If no cornering is desired, the two knives of each frame work are simultaneously moved forward from above towards the bottom of the trench by the same distance, so that the individual frames are continuously moved forward in succession.
  • the surface of the knife facing the trench side wall is bent in the end region of the knife head towards the center of the trench and a sliding part is arranged on the surface which runs obliquely towards the trench side wall and forms the tip of the knife head .
  • the free end of the sliding part forms the tip of the cutter head. If the tip of the knife head lies on the same level as the area of the knife behind the retraction, this framework is caused to drive straight ahead when a pair of knives are being driven. If, on the other hand, the free end of the sliding part is moved away towards the middle of the trench, this knife moves laterally towards the middle of the trench. It goes without saying that, in the opposite knife of the same framework, the free end of the sliding part is shifted in the opposite direction beyond the total level of the area of the knife behind the retraction to the side wall of the trench in order to achieve the desired horizontal movement of the ent to support the speaking framework.
  • the free end of the sliding part advantageously has teeth in order to facilitate the advance of the respective knife.
  • the adjustment or displacement of the displacement part is preferably made possible by a controllable adjusting device arranged between the knife and the sliding part, the respective adjusting devices of the individual knives being operable and dependent on one another.
  • lowering devices are arranged on the undersides of the knives of the last pair of knives closest to the bottom of the trench, which facilitate the sinking of the knife shield in the event that, instead of a separate construction pit, which is manufactured with the required dimensions before the knife shield is inserted the lowering process is to be used.
  • the lowering device preferably consists of cutting edges.
  • the cross section of the cutting edges preferably has essentially the shape of a right-angled triangle, a tip of this triangle being directed towards the bottom of the trench in order to support the penetration of the entire knife blade as the excavation progresses into the excavation pit.
  • the tip of this triangle forms the cutting edge, which can in particular be provided with individual, spaced-apart cutting teeth.
  • FIG. 1 shows a cross section in the longitudinal direction through a preferred embodiment of a knife shield according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic top view of the knife shield according to FIG. 1
  • FIGS. 1 and 2 show a cross section in the transverse direction through the knife shield according to FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 7 shows a step along the line II from FIG. 6, 8 shows a top view of the cutter head of an individual cutter, showing a sliding part,
  • FIG. 10 is a view along the line II-II of FIG. 9.
  • FIGS. 1 to 10 schematically show a preferred embodiment of the knife shield according to the invention along with a few variants.
  • the basic structure of the knife shield is first explained with reference to FIGS. 1 to 3, which show a cross section in the longitudinal direction and transverse direction and a plan view of the knife shield, arrow A indicating the direction of advance.
  • sections of trenches can be exposed, in particular for laying pipes, in-situ concrete channels or lines.
  • a trench section with trench side walls 2 which extend essentially in the vertical direction and a trench bottom 4 which extends essentially horizontally. Knives 6 arranged one above the other are formed. Knives 6 lying opposite one another are referred to as pairs of knives 6.
  • transverse supports 8 are arranged in the space between them, which are arranged on the sides of the knives 6 pointing towards the center of the trench.
  • the cross supports 8 are firmly connected to the knives 6, for example by means of screws, but this connection can be released.
  • each pair of knives 6 are spaced apart, preferably in the front or rear Area of the knives 6 arranged cross supports 8 are provided.
  • a pair of knives 6 together with the cross supports 8 connected to them is referred to as a framework or shoring element.
  • the knives 6 consist of three areas, namely the knife head 10, the knife tail 12 and the knife body 14 lying therebetween.
  • the knives 6 can be constructed in one piece or in sections from individual parts.
  • the knives 6 of each framework which are one above the other, are formed at a distance from one another.
  • the individual knives 6 of the knife shield are basically of the same design. Their length is, however, different, whereby opposing knives 6 of a shoring element are also identical in terms of their length.
  • the lowest knives 6 of the lowest framework, which are closest to the trench bottom 4, are of the shortest design, while the knives 6 above are each designed a little longer.
  • the end of all the knives 6 is arranged in a common, essentially vertically extending plane, which also applies to the transverse support 8 arranged in the rear region of the knife shield. Stair-shaped arrangements in the rear area are also possible.
  • the different lengths of the knives 6 lying one above the other result in an oblique course at the front end of the knife shield, which essentially corresponds to the angle of repose which arises in the excavation area.
  • the free ends of the knives 6, seen from the side are inclined, the free ends of all cutter heads 10 lie essentially in one plane. Stepping is also possible here.
  • the front cross supports 8 are arranged correspondingly offset.
  • the area resulting between the free end of the cutter heads 10 and the respective cross supports 8 represents a cantilever arm, wherein due to the offset arrangement of the cross supports 8, the cantilever arms of all knives 6 are of approximately the same length.
  • the cross supports 8 are designed to be variable in length with respect to their longitudinal axis. If a substantially wider or narrower trench is to be created the next time it is reused, the cross supports 8 can be replaced in a simple manner on account of their detachable connection with the knives 6.
  • the individual knives 6 or frameworks are guided in the vertical direction by spacing devices in the form of pins 28 arranged on the underside of the knives 6 facing the trench bottom 4.
  • the pins 28 are fixedly arranged and support on the underside of the knives 6 only on the underlying upper side of the underlying knife 6, facing the grave base 4, are therefore not firmly connected to the latter.
  • the knives 6 are preferably identical and at least in the area of the knife body 14 are designed as double-T supports, a flange surface facing the respective grave side wall 2, the flanges in cross section thus extending essentially in the vertical direction, whereas between the flanges sensitive web, seen in cross section, extends substantially in the horizontal direction.
  • covers 18 are provided on the flange surfaces facing the trench side walls 2, which also overlap one another can.
  • the covers 18 can consist of metal plates that are thin in cross-section and preferably extend over the entire length, but at least over the length of the knife body 10 and part of the adjoining knife tail 12.
  • the knives 6 lying one above the other are each connected to one another via at least one feed press 20 (FIG. 1).
  • the arrangement of a feed press 20 between the superimposed knives 6 is sufficient.
  • two feed presses 20 are located on each of the respective knives 6 of the front ⁇ last framework arranged in order to be able to more easily overcome the additional frictional forces which occur due to the leveling plate 22 leveling the pit sole 4.
  • the knife shield is supported on the trench bottom 4 by means of support devices in the form of, in particular, hydraulically actuated supporting presses or presses 24.
  • the last two pairs of knives 6 facing the trench bottom 4 each have four such presses 24.
  • the presses 24 are arranged in the last pair of knives 6 closest to the trench bottom in the area of the knives 6, so that each of these knives 6 is supported by two presses 24.
  • the presses 24 are arranged on the cross supports 8, preferably in the region of the connection of the cross support 8 to the knives 6.
  • the presses 24 are for the better Distribution of the pressure not directly on the trench bottom 4, but on runners 26, each pair of presses 24 lying one behind the other, as seen in the driving direction, stands on a respective runners 26.
  • the length of the runner 26 results from the spacing of the presses 24 arranged one behind the other plus a protrusion in the drive direction and counter to the drive direction.
  • the clearing blade 22 is arranged, which is preferably designed to be height-adjustable.
  • the five feed presses 20 shown in FIG. 1 are additionally designated with the letters A to E. It goes without saying that these feed presses 20 are also arranged in the opposite knives 6 in the same way as is indicated in FIG. 2.
  • the uppermost pair of knives 6, the so-called uppermost framework is started first, which is the farthest from the trench bottom 4.
  • the opposing feed presses 20 of each framework are extended or retracted simultaneously and by the same length.
  • the uppermost framework is driven by means of the presses 20A, the piston rods of which are attached to the uppermost framework and the cylinder tubes of which are attached to the framework below, in that the piston rods are extended.
  • the driving of the framework located underneath the uppermost framework and the middle framework takes place analogously to the advancement of the uppermost framework, whereby the upper feed presses 20, which are in the extended state, are inoperative or can be retracted under pressure and during propulsion, sometimes below ⁇ horizontal framework can thus be inserted or retracted.
  • the upper feed presses 20 which are in the extended state, are inoperative or can be retracted under pressure and during propulsion, sometimes below ⁇ horizontal framework can thus be inserted or retracted.
  • the penultimate framework closest to the trench sole 4 Before the penultimate framework closest to the trench sole 4 is driven, its runners 26 are lifted off the trench sole 4 or at least by one by retracting or relieving the corresponding presses 24 Part of the dead weight of the knife shield is relieved. The entire dead weight of the knife shield is then removed by the presses 24 or runners 26 of the last framework closest to the trench bottom 4.
  • the piston rod of the feed presses 20D is on the penultimate framework, the cylinder tube of which is attached to the last framework.
  • the feed press 20E is in the extended state, the cylinder of which is attached to the penultimate framework and the piston rod of which is attached to the last framework.
  • the piston rods of the feed presses 20D extend, the piston rods of the feed presses 20E being retracted at the same time. After the penultimate framework has been driven, the presses 24 and the associated runners 26 are extended again.
  • the control of the knife shields in the vertical direction takes place during lifting by extending the front ones, seen in the direction of advance Presses 24 of the penultimate and last framework. This will raise the entire knife shield at the front.
  • the upward movement of the knife shield can be supported by simultaneously retracting or relaxing the rear presses 24 of the penultimate and last framework. If, on the other hand, the knife shield is to be steered downwards, ie in the direction of the trench sole 4, the front presses 24 of the penultimate and last framework are relaxed or slightly lowered. Under the influence of its own weight, the entire knife shield then moves downward during further advance.
  • the downward movement of the knife shield can in turn be supported in that the rear presses 24 of the penultimate and last framework are extended or extended under increased pressure.
  • the horizontal control of the knife shield i.e. propulsion deviating from the straight-ahead drive to the right or left, that is to say for cornering, can be achieved by an uneven drive of the knives 6 of each individual frame, starting with the uppermost frame structure facing away from the trench bottom 4.
  • only the corresponding feed presses 20 have to be extended to different extents, so that the corresponding framework experiences a directional deviation. Should e.g. If a right-hand bend is made, the feed press 20 on the left in the direction of advance is extended correspondingly more than the right feed press 20 on the opposite side.
  • the horizontal control movement is supported by an appropriate design of the cutter heads 10, as will be seen later with reference to FIG. 8 is explained.
  • the advance of the individual frameworks with the aid of the feed press 20 can be automated with a hydraulic sequential circuit so that a continuous advance of the entire knife blade is made possible. Since there is thus no downtime during the advance of the knife shield, the front of the proposed knife shield can be used Area for excavating the trench a continuously working trencher can be used instead of excavating with a separate device, for example an excavator arranged in front of the trench.
  • Fig. 4 a variant is shown in the arrangement of the feed presses 20, here the superimposed knife 6 of each framework are connected to each other via a pre-press 20 each.
  • the feed press 20 connecting the penultimate and the last frame must be operable in both directions, i.e. , extendable with pressure and correspondingly retractable. If one assumes 100% for the compressive force of a feed press, its tensile force is, however, because of the smaller ring area compared to its piston surface, only approx. 50% of its compressive force.
  • FIG. 4 a variant is shown in the arrangement of the feed presses 20, here the superimposed knife 6 of each framework are connected to each other via a pre-press 20 each.
  • the lowermost feed press 20 for driving the penultimate knife 6 or frame in relation to the trench bottom 4 must be drawn in, so that subsequently only 50% of the pressure force is available for this, unless that the feed press 20 located above is also drawn in.
  • this reduced pressure force may not be sufficient for propulsion, since in addition to the penultimate framework, the blade 22 must also be driven. It may therefore be necessary, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, to arrange an arrangement of two feed presses 20, namely the feed presses 20D and 20E, between the penultimate and last framework, which then together extend or retract the penultimate one Promote the framework.
  • Fig. 5 shows a further variant of the arrangement of pre-presses 20 in a likewise of five frameworks existing knife shield.
  • the top two and the bottom two frameworks or knives 6 are connected to one another via two feed presses 20, one feed press 20 being in the retracted state and the other feed press 20 being in the extended state.
  • the other frameworks or knives 6 are connected to one another via a feed press 20. If the compressive force of a feed press 20 is again assumed to be 100%, then in the arrangement according to FIG. 5 each framework can be driven with a propulsive force of 150% of the compressive force of each feed press 20.
  • the feed presses 20 shown in FIG. 5 are arranged in an identical manner on the opposite knives 6 on the opposite, not shown side of the knife shield. 5, 20 (100%) can be exerted with a feed press, while 20 (50%) can be exerted with the corresponding other feed press.
  • FIG. 6 and 7 show the arrangement of spacing and guiding devices between knives 6 arranged one above the other.
  • FIG. 6 shows a cross section in the transverse direction through two knives 6 arranged one above the other, while FIG. 7 shows a section along the Line II of Fig. 6 represents.
  • the spacing device is designed in the form of the pin 28.
  • the pin 28 is fixedly arranged on the underside of the upper knife 6, for example welded on, while it merely rests on the upper side of the lower knife 6.
  • the length of the pin 28 is dimensioned such that the desired distance between the knives 6 results, in particular taking into account the maximum permitted distance between the covers 18 placed on the knives 6 on the trench side wall 2 (not shown), for example here not overlapping are formed, but have a small distance or gap from one another, the size of which is dimensioned such that as little soil as possible can fall from the trench side walls between the covers 18 into the interior of the knife shield.
  • two such pins 28 are preferably arranged.
  • the free end of the pin 28 can be coated, for example, with a particularly low-friction material.
  • guide devices in the form of wedges 30 are arranged, which are connected to the pins 28 work together.
  • the knives 6 are designed in cross-section as double T-beams, so that the pins 28 are arranged on the opposing web surfaces of the respective knives 6.
  • the wedges 30 are formed on the upper side of the knives 6 between the web of the double-T support and a flange half and, viewed against the direction of advance (arrow A), continuously reduce the distance between the opposite flange surfaces.
  • the wedges 30 run over at their free end into an area which no longer continuously reduces the distance between the flanges but constricts uniformly over a certain distance. In this area the pin 28 of the knife 6 lying above it will be arranged when it is in front of the next advance.
  • the driving of the uppermost framework is first started, the knives 6 of which are, for example, driven to different extents.
  • the horizontal movement of the uppermost frame or its knife 6, ie the deviation to the right or left, is not hindered by the formation of the wedge surfaces or the wedges 30, since these, seen in the direction of advance, taper and thus the distance between widen the opposite flanges.
  • each pin 28 there is a wedge 30, the height of which preferably corresponds to half the height of the flange of the knife 6.
  • the pins 28 support the individual frameworks with one another, so that ultimately the dead weight of the knife shield can be introduced into the runners 26 via the pins 28.
  • the relative movement of the individual frameworks in the horizontal direction possible by the propulsion is thus limited by the interaction between the wedges 30 or their wedge surfaces and the pins 28 to such an extent that the individual frameworks are approximately perpendicular to one another after the propulsion cycle has ended.
  • FIG. 8 shows a top view of the end region of a knife 6 or its knife head 10.
  • the knife shield according to the invention preferably has knives 6, the knife heads 10 of which are designed in an identical manner according to FIG. 8.
  • the tip of the cutter head 10 is not only reached by a beveling of the end area of the surface pointing towards the center of the cutter shield. Rather, the cutter head 10 initially has a slide part 32, the free end of which forms the tip of the cutter head 10.
  • the longitudinal axis of the displacement part 32 points obliquely to the trench side wall 2, not shown, and is in particular essentially parallel to the oblique design of the surface of the end region of the cutter head 10 pointing towards the center of the trench.
  • the sliding part 32 is guided in the end region of the cutter head 10 and can be moved via an adjusting device 34 arranged on the free end of the sliding part 32 facing away from the trench side wall 2.
  • the adjustment device 34 can consist, for example, of a spindle or the like, the adjustment of the displacement part 32 preferably being controllable automatically.
  • the free end of the sliding part 32 facing the trench side wall 2 preferably has teeth in order to facilitate the advance of the corresponding knife 6.
  • the surface of the knife 6 facing the trench side wall 2 is bent in the end region of the knife head 10 towards the middle of the trench, as a result of which a type of indentation 36 is formed.
  • the free end of the retraction merges into the sliding part 32 and is in particular spaced appropriately from the trench side wall 2.
  • the sliding part 32 supports the horizontal control of the knife shield, which, however, can in principle take place via a different propulsion of the knives 6 of each framework. If the knife 6 according to FIG. 8 is intended to support a movement of the corresponding framework to the right, ie downwards in FIG. 8, the displacement part 32 is pushed back by the adjusting device 34, ie is moved away from the trench side wall 2 towards the middle of the trench. The recess 36 formed on the outside of the knife 6 deflects the knife head 10 and thus the entire knife 6 in the desired direction. If, on the other hand, the knife is to be controlled in the opposite direction, ie the corresponding framework to the left or upwards with respect to FIG.
  • the sliding part 32 is pushed outwards, ie towards the side wall 2 of the trench, so that the tip of the sliding part 32 is over the recess 36 adjoining surface of the knife 6 protrudes into the trench side wall 2 or protrudes.
  • the tip of the sliding part 32 thus cuts a corresponding over-profile into which the cutter head 10 can move in order to constrain or support the desired change in direction.
  • the sliding part 32 is bent in its end region towards the direction of advance, so that a certain area of the free area of the sliding part 32 bears against the trench side wall 2. This surface is designed to support the most precise possible straight-ahead travel when driving the knife shield, parallel to the surface of the knives 6 adjoining the indentation 36 and abutting the trench side wall 2.
  • FIG. 9 finally shows a lowering device for the lowering process of the knife shield at the start of its installation in a trench to be created in the form of a cross section in the transverse direction through the penultimate and last framework of the knife shield according to the invention.
  • the design of the free end of this lowering device facing the trench bottom 4 is shown in FIG. 10.
  • a lowering device is arranged if no separate excavation pit with the required dimensions has been created beforehand, in which the individual frameworks can then be assembled. In this case, the so-called lowering process is used.
  • some frameworks, consisting of the knives 6 and the cross supports 8 connecting them, are placed one above the other, the lowest framework - as shown in FIG. 9 - being provided with longitudinal cutting edges 38.
  • the cutting edges 38 preferably extend over the entire length of the two knives 6 of the lowest framework, but at least over a substantial part of their entire length.
  • the cutting edges 38 are each detachably arranged on the undersides of the two knives 6 of the last framework.
  • Its cross section is preferably in the form of a right-angled triangle, wherein a tip of this triangle is pointing towards the grave base 4, not shown.
  • the right angle between the trench side wall 2, not shown, and the underside of the corresponding knife 6 will be arranged.
  • the downward-pointing angle of the triangular cross section of the cutting edges 38 represents the cutting edge, which can be straight or, as shown in FIG. 10, can also be tooth-shaped, that is to say it has free-standing teeth 40 spaced apart from one another.
  • the knife shield lowers as the excavation progresses into the excavation pit. This lowering movement can be supported by a reciprocating movement of the corresponding feed cylinders 20 between the penultimate and last framework. As soon as the desired position of the knife shield is seen, the cutting edges 38 are loosened and removed from the construction pit, the presses 24 then being installed together with the runners 26 on the undersides of the knives 6 of the last framework facing the trench bottom 4. The corresponding presses 24 and runners 26 of the penultimate framework can then be arranged on its cross supports 8.

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Description

Messerschild zum Vortrieb von offenen Gräben im Boden
Die Erfindung betrifft einen Messerschild zum Vortrieb von offenen Gräben im Boden.
Aus der DE-AS 25 23 340 ist ein gleitender Messerverbau zum Verlegen von Großrohren in offener Bauweise in nicht stand¬ festen und bedingt standfestfesten Böden bekannt. Der Mes- serverbau besteht aus seitlichen, die Grabenwände sichernden Messer, die einzeln oder in Gruppen mit Hilfe hydraulischer Pressen entsprechend dem Aushub vor Kopf des Messerverbauε vorgetrieben werden können. Den unteren Abschluß des Messer¬ verbaus bilden auf der Grabensohle aufliegende Sohlmesser, die im wesentlichen den an den seitlichen Grabenwänden an¬ liegenden Messern entsprechen. Die Abstützung der seitlichen Messer erfolgt über einen Stützrahmen. Die Mantelreibung sämtlicher Messer bildet das Widerlager der mit Preßzylin¬ dern vorgetriebenen Messer. Der Stützrahmen wird durch Ein- fahren sämtlicher Preßzylinder nachgerückt, sobald ein Gra¬ benabschnitt ausgehoben ist. Im Sch tze des Messerverbaus wird ein Rohrbett gefertigt, in welches Rohrstücke eingelegt werden. Danach wird der Graben wieder aufgefüllt und ver¬ dichtet.
Der bekannte Messerverbau kann nur für Gräben mit gleichen Abmessungen verwendet werden. Eine Wiederverwendung des Messerverbaus für Gräben mit anderen Tiefen oder Breiten ist nur möglich, wenn aufwendige Änderungen an den Stützrahmen vorgenommen werden. Im Regelfall müssen die Stützrahmen sogar gänzlich ausgewechselt werden. Der größte Nachteil bei dem bekannten Messerverbau besteht jedoch darin, daß nach einem Vortrieb sämtlicher Messer der Stützrahmen gesondert nachgezogen werden muß, was zu einem Stillstand beim Vor¬ trieb des Messerverbaus führt. Ein kontinuierlicher Vortrieb des bekannten Messerverbaus ist somit nicht möglich. Daneben treten, insbesondere bei großen Grabenbreiten, sehr leicht Verkantungen der Stützrahmen auf, was zu Vortriebsschwierig¬ keiten führt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Messerschild zum Vortrieb in offenen Gräben vorzuschlagen, bei welchem ein kontinuierlicher Vortrieb ohne Stillstandszeiten möglich ist.
Die Aufgabe wird durch ein Messerschild mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Mit dem vorgeschlagenen Messerschild ist der angestrebte kontinuierliche Vortrieb möglich, indem die einzelnen Paare von Messern nacheinander* um eine festgelegte Wegstrecke vorgepreßt und gleichzeitig vor Kopf des Grabens der Aushub vorgenommen wird. Die einzelnen Messer sind voneinander unabhängig einzeln vortreibbar. Bei einer Geradeaus-Fahrt des Messerschildes werden die beiden, das Paar von Messern bildenden Messer gleichzeitig und um eine gleiche Wegstrecke vorgetrieben. Bei mit dem vorgeschlagenen Messerschild eben- falls möglichen Kurvenfahrten (Horizontalsteuerung) hinge¬ gen, werden die das Paar von Messern bildenden Messer da¬ gegen nacheinander, zumindest jedoch um unterschiedlich lange Wegstrecken vorgetrieben. Der vorgeschlagene Messer¬ schild ist insbesondere zum Verlegen von Rohrleitungen ge- eignet, indem in dessen hinteren Bereich, d.h. im Bereich der Messerschwänze, einzelne Rohrstücke eingesetzt werden, wobei anschließend der Endbereich der Messerschwänze wieder mit Boden verfüllt und verdichtet wird. Ein Verdichter kann dabei vorteilhafterweise am Ende des Messerschildes angeord¬ net sein und somit kontinuierlich in Vortriebsrichtung mit¬ geführt werden. Beim Vortrieb eines Paares von Messern neh- men die sich im Stillstand befindlichen übrigen Paare von Messern die Reaktionskraft aus dem Vortrieb auf und über¬ tragen diese über Reibung auf das anliegende Erdreich des Grabens. Zur Unterstützung der Vortriebbewegung des Messer¬ schildes bezüglich der beiden letzten, der Grabensohle nähe- sten Paare von Messern werden die jeweiligen Abstützeinrich¬ tungen entspannt bzw. von der Grabensohle abgehoben, um den Vortrieb des entsprechenden Paares von Messern zu erleich¬ tern. Das Gewicht des gesamten Messerschildes wird dann von den Abstützungen des anderen sich im Stillstand befindlichen Paares von Messern abgetragen. Die an den Grabenseitenwan¬ dungen angeordneten Messer sind vorzugsweise einstückig und identisch ausgebildet. Die einzelnen Messer untergliedern sich dabei in drei Bereiche, nämlich den sogenannten Messer¬ kopf, den Messerschwanz und den dazwischenliegenden Messer- körper. Es ist dabei aber auch möglich, einzelne Bereiche eines jeden Messers aus Einzelstücken zusammenzusetzen, z.B. zusammenzuschrauben.
Zur Bildung eines Rahmenwerkes eines jeden Paares von Mes- sern sind diese über zwei Querstützen miteinander verbunden. Ein Paar von Messern, verbunden über zwei Querstützen, wird als Verbauelement bezeichnet. Bei einem horizontalen Vor¬ trieb des Messerschildes stellt jedes Rahmenwerk bzw. Ver¬ bauelement einen horizontal angeordneten Rahmen dar. Der gesamte Messerschild besteht dabei aus mehreren, überein¬ ander angeordneten Rahmenwerken bzw. Verbauelementen, ab¬ hängig von der entsprechenden Grabentiefe. Soll der Messer¬ schild für einen Graben mit anderen Grabenhöhen wiederver¬ wendet werden, müssen auf einfache Weise lediglich weitere Rahmenwerke angeordnet bzw. weggelassen werden. Bei einer Anordnung von zwei Querstützen ist die erste Quer¬ stütze vorzusgweise im Bereich zwischen dem Messerkopf und dem Messerkörper und die zweite Querstütze im Bereich zwi¬ schen dem Messerkörper und dem Messerschwanz angeordnet. Der vor den, in Vortriebsrichtung gesehen, vorderen Querstützen angeordnete Bereich zwischen den Messerköpfen dient dabei dem Aushub. Der, entgegen der Vortriebsrichtung gesehen hintere Bereich der sich an die hinteren Querstützen an¬ schließt und durch die Messerschwänze geschützt ist, wird zum Verlegen der Rohre und zum Verdichten des anschließend wieder eingebrachten Bodens verwendet.
Die Querstützen sind vorzugsweise mit den Messern leicht lösbar verbunden, um beispielsweise deren Austauschbarkeit zu erleichtern und vor allem ein platzsparendes Zusammen¬ legen beim Transport des gesamten Messerschildes zu ermögli¬ chen. Der Anschluß der Querstützen an die Messer kann dabei vorzugsweise über Schrauben erfolgen.
Die Querstützen sind bezüglich Ihrer Längsachse zweckmäßi¬ gerweise längenverstellbar ausgebildet, um bei einer Wieder¬ verwendung des Messerschildes für andere Gräben eine leichte Anpassung an eine neue Breite des Grabens zu ermöglichen. Die Längenverstellbarkeit kann beispielsweise über inte- grierte Spindeln oder ausziehbare Stützen oder ähnliche Einrichtungen erfolgen. Sobald die Breite eines neu zu er¬ stellenden Grabens gewisse Ausmaße überschreitet, kann auf Grund der lösbaren Verbindung mit den Messern ein einfacher Austausch der Querstützen vorgenommen werden.
Zwischen den übereinander angeordneten Messern sind vorteil¬ hafterweise Abstandeinrichtungen angeordnet, die mit der der Grabensohle zugewandten Unterseite der jeweils oberen Messer verbunden und auf der von der Grabensohle abgewandten Ober- seite des jeweils benachbarten unteren Messers lediglich aufliegen. Es ist allerdings auch möglich, die Abstandein¬ richtungen in umgekehrter Weise anzuordnen, so daß die obe- ren Messer lediglich auf den Abstandeinrichtungen der unte¬ ren Messer, die sich dann nach oben erstrecken, aufliegen.
Die Abstandeinrichtungen bestehen zweckmäßigerweise aus Stegen oder Zapfen oder ähnlich geeigneten Einrichtungen.
Pro Messer sind vorzugsweise zwei Zapfen vorgesehen, deren Anzahl, abhängig von der Länge der jeweils verwendeten Mes¬ ser beliebig erhöht werden kann.
Bei Anordnung von zwei Zapfen sind diese vorzugsweise einer¬ seits im Bereich zwischen dem Messerkopf und dem Messerkör¬ per und andererseits im Bereich zwischen dem Messerkörper und dem Messerschwanz angeordnet.
Dabei ist die Länge der Zupfen so bemessen, daß die überein¬ anderliegenden Messer voneinander beabstandet sind. Beim Vortrieb der einzelnen Messer wird somit die Reibung zwi¬ schen den benachbarten Messern vermieden. Eine Reibung zwi- sehen den Messern entsteht lediglich durch die Abstützung der Abstandeinrichtungen auf den jeweils benachbarten Mes¬ sern, wobei hier auf einfache Weise reibungsvermindernde Maßnahmen, wie beispielsweise entsprechend ausgebildete Flä¬ chen bzw. die Verwendung reibungsarmer Materialien oder Beschichtungen vorgesehen werden können.
Mit Vorteil können jeweils an der von der Grabensohle abge¬ wandten Oberseite der Messer Führungseinrichtungen ausgebil¬ det sein, die mit den Abstandeinrichtungen so zusammenwir- ken, daß die an einer Grabenwandung anliegenden, überein¬ ander angeordneten Messer beim Vortrieb im wesentlichen in einer gemeinsamen vertikalen Ebene laufen. Da der vorge¬ schlagene Messerschild vorzugsweise für Gräben eingesetzt wird, deren Seitenwandungen in vertikaler Richtung verlau- fen, ist eine gemeinsame vertikale Ausrichtung sämtlicher Messer einer Seitenwandung angestrebt, die mit der vorge- schlagenenen ihrungseinrichtung erreicht werden kann. Die einzelnen Messer sind vorzugsweise, insbesondere der zwischen Messerkopf und Messerschwanz liegende Messerkörper, als Doppel-T-Träger ausgebildet, dessen eine Flanschober¬ fläche der Grabenseitenwandung zugewandt ist. Diese, für die Messer gewählte Querschnittskonfiguration ermöglicht einer¬ seits eine im Gewicht leichte Ausbildung der Messer mit dem erforderlichen Widerstandsmoment und andererseits die Aus¬ bildung zweckmäßiger Führungseinric tungen.
Die Führungseinrichtungen bestehen zweckmäßigerweise aus mindestens einer zwischen dem Steg des Doppel-T-Trägers und einer Flanschhälfte ausgebildeten Keilfläche, welche den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flanschflächen kon¬ tinuierlich, entgegen der Vortriebsrichtung gesehen, ver- ringert. Erforderlichenfalls können mehrere solcher Füh¬ rungseinrichtungen an den jeweiligen Messern ausgebildet werden. Bei Ausbildung einer Keilfläche ist diese vorzugs¬ weise im vorderen Bereich der Messer angeordnet. Die Füh¬ rungseinrichtung in Form von Keilflächen wirkt mit der Ab- Standeinrichtung, beispielsweise in Form der Zapfen oder Stege, zusammen. Mit zunehmendem Vortrieb der die Abstand¬ einrichtung aufweisenden Messer werden diese in der maxima¬ len Vortriebsstellung durch die Keilflächen gezwungen, die gewünschte Lage einzunehmen. Es versteht sich dabei, daß jedes Messer an den gegenüberliegenden Außenflächen der Stege entweder die Führungs- oder die Abstandeinrichtung aufweist, die Führungs- und Abstandeinrichtung also nicht auf der gleichen Seite der Stege des als Doppel-T-Träger ausgebildeten Messers angeordnet ist. Die erzwungene Aus- richtung der einzelnen Messer bedingt den letztlich ange¬ strebten, im wesentlichen vertikalen Verlauf der an einer Grabenseitewandung übereinanderliegenden Messer, wenn alle Messer vorgetrieben sind.
Zweckmäßigerweise sind an dem der Grabenseitenwandung zu¬ gewandten Flächen der Messer sich vorzugsweise überlappende Abdeckungen angeordnet. Diese Abdeckungen sind über die ganze oder zumindest über einen wesentlichen Teil der gesam¬ ten Länge der jeweiligen Messer vorgesehen, um Einbre¬ chen des Erdreiches aus den Grabenseitenwandungen in den freigelegten Graben zu vermeiden, insbesondere dann, wenn die übereinanderliegenden Messer voneinander beabstandet angeordnet sind.
Die Vorschubpressen sind insbesondere hydraulisch betätig¬ bar. Die Vorschubpressen sind einzeln, insbesondere vonein- ander unabhängig betätigbar und zwar in Druck- und/oder Zugrichtung, so daß beliebige Messer einzeln oder in Paaren vorgetrieben werden können. Der Vortrieb der einzelnen Mes¬ ser kann entweder durch Ein- oder Ausfahren der entsprechen¬ den Vorschubpressen erreicht werden, wobei es sich versteht, daß eine weitere, an dem vorzutreibenden Messer angeordnete Vorschubpresse entweder den Vortrieb unterstützen kann, zumindest jedoch zusammengezogen oder auseinandergefahren werden muß, um den Vortrieb des entsprechenden Messers nicht zu behindern.
Die Vorschubpressen sind mit Vorteil an den übereinanderlie¬ genden Messern im Bereich zwischen dem Messerkopf und dem Messerkörper eines Messers und im bereich zwischen dem Mes¬ serkörper und dem Messerschwanz des anderen Messers angeord- net, vorzugsweise zwischen der vorderen und hinteren Quer¬ stütze.
Die übereinander angeordneten Messer der beiden letzten, der Grabensohle nähesten Paare von Messern sind vorteilhafter- weise über zwei Vorschubpressen miteinander verbunden, um den Vortrieb der jeweiligen Messer zu erleichtern. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn im Bereich dieser beiden Paare von Messern ein Räumschild angeordnet ist, welches die Grabensohle planiert, wodurch sich die zu überwindenden Kräfte beim Vortrieb der Messer erhöhen. Die Abstützeinrichtungen bestehen zweckmäßigerweise aus hydraulisch betätigbaren Pressen, die bei Bedarf eingezogen werden können, um den Vortrieb der auf den Pressen auflie¬ genden Messer zu erleichtern.
Vorzugsweise sind an den beiden letzten, der Grabensohle nähesten Paaren von Messern jeweils vier Pressen angeordnet.
Dabei sind zweckmäßigerweise bei jedem Paar von Messern zwei Pressen im Bereich zwischen dem Messrkopf und dem Messerkör¬ per und zwei Pressen im Bereich zwischen dem Messerkörper und dem Messerschwänz angeordnet. Eine symmetrische Anord¬ nung der Pressen zueinander ist dabei zusätzlich von Vor¬ teil.
Die Pressen des letzten, der Grabensohle am nähesten Paares von Messern sind mit Vorteil im Bereich der Messer, d.h. in der Nähe der jeweiligen Grabenseitenwandungen, angeordnet.
Damit sich die Pressen der beiden Paare von Messern beim Vortrieb aneinander vorbeibewegen können, sind die Pressen des vorletzten, der Grabensohle zweitnähesten Paares von Messern an den Querstützen, vorzugsweise im Bereich des Anschlusses der Querstütze an die Messer, angeordnet oder über Winkelstücke an den Messern des vorletzten Rahmenwerks angeordnet, um die angestrebte Lage neben den Messern des untersten Rahmenwerks einzunehmen. Bei einer mit dem vor¬ geschlagenen Messerschild ebenfalls möglichen Auf- bzw. Abwärtsbewegung (Vertikalsteuerung) werden die im vorderen Bereich angeordneten Pressen des letzten sowie des vorletz¬ ten Paares von Messern bezüglich der entsprechend im hinte¬ ren Bereich angeordneten Pressen unterschiedlich hoch aus- bzw. eingefahren. Somit kann die Auf- bzw. Abwärtsbewegung auf einfache Art und Weise erfolgen.
Vorzugsweise sind die in Vortriebsrichtung hintereinander- liegenden Pressen auf einer Kufe abgestützt, deren Unter- seite auf der Grabensohle aufliegt. Insbesondere bei nicht standfesten Böden kann dadurch die Bodenpressung durch die vergrößerte Aufstandsfläche verringert werden, so daß ein allzu tiefes Einsinken der Abstützeinrichtungen unterhalb des Grabensohlenniveaus vermieden werden kann. Mit Vorteil ist, in Vortriebsrichtung gesehen, im vorderen Bereich des der Grabensohle zweitnahesten, vorletzten Paares von Messern ein Räumschild angeordnet, dessen untere Kante auf der Gra¬ bensohle aufliegt. Das Räumschild dient beim Vorschub des entsprechenden Rahmenelementes der Planierung der Grabensoh¬ le. Die Niveausteuerung des Räumschildes kann mit Hilfe eines Lasers und einer Zieltafel vorgenommen werden. Zweck¬ mäßigerweise ist das Räumschild höhenregulierbar ausgebil¬ det, um an ein sich veränderndes Grabensohlenniveau angepaßt werden zu können.
Anstelle im vorderen Bereich des Messerschildes den Aushub durch vom Messerschild unabhängige Geräte vorzunehmen, kann zweckmäßigerweise im vorderen Bereich des Messerschildes eine Grabenfräse angeordnet sein. Die Anordnung einer Gra¬ benfräse ist insbesondere deshalb zweckmäßig, da mit dem vorgeschlagenen Messerschild die Stillstandszeiten entfallen und ein kontinuierlicher Vortrieb des Messerschildes möglich ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Bewegung der Messer durch die Vorschubpressen mit einer hydraulischen Folge¬ schaltung automatisiert wird. Sofern keine Kurvenfahrt ge¬ wünscht ist, werden die beiden Messer eines jeden Rahmenwer¬ kes von oben zur Grabensohle hin gleichzeitig um die gleiche Wegstrecke vorbewegt, so daß die einzelnen Rahmenwerke inε- gesamt nacheinander stetig vorwärtsbewegt werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, daß die der Grabenseitenwan¬ dung zugewandte Fläche des Messers im Endbereich des Messer¬ kopfes zur Grabenmitte hin abgebogen ausgebildet ist und an der schräg zur Grabenseitenwandung hin verlaufenden, dieser gegenüberliegenden, die Spitze des Messerkopfes bildenden Fläche ein Verschiebeteil angeordnet ist. Durch diese beson- dere Ausbildung des Messerkopfes kann auf einfache Art und Weise eine Kurvenfahrt ermöglicht werden. Der abgebogene Bereich wird als Einziehung bezeichnet.
Das freie Ende des Verschiebeteils bildet dabei die Spitze des Messerkopfes. Sofern die Spitze des Messerkopfes auf der gleichen Ebene liegt wie der hinter der Einziehung liegende Bereich des Messers, wird beim Vortrieb eines Paares von Messern eine Geradeaus-Fahrt dieses Rahmenwerks verursacht. Wird hingegen das freie Ende des Verschiebeteils zur Graben¬ mitte hin wegbewegt, erfolgt eine seitliche Bewegung dieses Messers zur Grabenmitte hin. Es versteht sich dabei, daß bei dem gegenüberliegenden Messer des gleichen Rahmenwerkes in umgekehrter Weise das freie Ende des Verschiebeteils über das Gesamtniveau des hinter der Einziehung liegenden Be¬ reichs des Messers hinaus zur Grabenseitenwandung hin ver¬ schoben wird, um die gewünschte Horizontalbewegung des ent¬ sprechenden Rahmenwerks zu unterstützen.
Das freie Ende des Verschiebeteils weist mit Vorteil Zähne auf, um den Vortrieb des jeweiligen Messers zu erleichtern.
Die Verstellung bzw. das Verschieben des Verschiebeteilε wird vorzugsweise durch eine zwischen dem Messer und dem Veschiebeteil angeordnete steuerbare Versteileinrichtung ermöglicht, wobei die jeweilige Versteileinrichtungen der einzelnen Messer und abhängig voneinander betätigbar sind.
Mit Vorteil sind an den Unterseiten der Messer des letzten, der Grabensohle nähesten Paares von Messern Absenkeinrich¬ tungen angeordnet, die das Absinken des MesserSchildes für den Fall erleichtern, in welchem anstelle einer eigenen Baugrube, welche mit den erforderlichen Abmessungen vor dem Einsetzen des Messerschildes hergestellt wird, mit dem Ab- senkverfahren gearbeitet werden soll. Die Absenkeinrichtung besteht dabei vorzugsweise aus Schneiden. Der Querschnitt der Schneiden weist vorzugsweise im wesent¬ lichen die Form eines rechtwinkligen Dreiecks auf, wobei eine Spitze dieses Dreieckes zur Grabensohle hin gerichtet ist, um das Eindringen des gesamten Messerschildes bei fort- schreitendem Aushub in die Baugrube zu unterstützen. Die Spitze dieses Dreieckes bildet dabei die Schneidkante, die insbesondere mit einzelnen, voneinander beabstandeten Schneidzähnen versehen sein kann.
Um die Schneideinrichtung beim Erreichen der gewünschten Lage des Messerschildes wieder entfernen zu können, ist diese vorzugsweise leicht lösbar angeordnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt in Längsrichtung durch eine be¬ vorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messerschildes,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Messerschild gemäß Fig. 1
Fig. 3 einen Querschnitt in Querrichtung durch den Mes- serschild gemäß der Fig. 1 und 2,
Fig. 4, 5 in schematischer Weise eine Ansicht auf die zwi¬ schen übereinanderliegenden Messern angeordneten Vorschubpressen,
Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei übereinanderliegende Messer zur Darstellung der Abstandeinrichtung,
Fig. 7 einen Schritt entlang der Linie I-I aus Fig. 6, Fig. 8 eine Draufsicht von oben auf den Messerkopf eines einzelnen Messers unter Darstellung eines Ver¬ schiebeteils,
Fig. 9 einen Querschnitt in Querrichtung durch den unte¬ ren Teil des Messerschildes mit aufgesetzten Schneiden für den Absenkvorgang und
Fig. 10 eine Ansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 9.
In den Fig. 1 bis 10 ist in schematischer Weise eine bevor¬ zugte Ausüfhrungsform des erfindungsgemäßen Messerschildes nebst einiger Varianten gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau des MesserSchildes wird zunächst anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert, die einen Querschnitt in Längsrichtung sowie Querrichtung und eine Draufsicht auf den Messerschild zei¬ gen, wobei der Pfeil A die Vortriebsrichtung angibt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Messerschildes können, ins- besondere zur Verlegung von Rohren, Ortbetonkanälen oder Leitungen, Abschnitte von Gräben freigelegt werden. Darge¬ stellt ist ein Grabenabschnitt mit im wesentlichen sich in vertikaler Richtung erstreckenden Grabenseitenwandungen 2 sowie einer sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Grabensohle 4. Der Messerschild ist aus sich in Vortriebs¬ richtung des Messerschildes erstreckenden, an den Grabenwan¬ dungen 2 anliegenden und diese abstützenden, übereinander angeordneten Messern 6 gebildet. Sich gegenüberliegende Messer 6 werden als Paare von Messern 6 bezeichnet. Zur Abstützung der sich gegenüberliegenden Messer 6 an den Gra¬ benseitenwandungen 2 sind in dem dazwischenliegenden Raum Querstützen 8 angeordnet, die an den zur Grabenmitte hinwei¬ senden Seiten der Messer 6 angeordnet sind. Die Querstützen 8 sind zwar beispielsweise über Schrauben fest mit den Mes- sern 6 verbunden, jedoch ist diese Verbindung lösbar. Vor¬ teilhafterweise sind bei jedem Paar von Messern 6 vonein¬ ander beabstandete, vorzugsweise im vorderen bzw. hinteren Bereich der Messer 6 angeordnete Querstützen 8 vorgesehen. Ein Paar von Messern 6 zusammen mit den daran angeschlosse¬ nen Querstützen 8 wird als Rahmenwerk bzw. Verbauelement bezeichnet. Die Messer 6 bestehen aus drei Bereichen, näm- lieh dem Messerkopf 10, dem Messerschwanz 12 und dem dazwi¬ schenliegenden Messerkörper 14. Die Messer 6 können ein¬ stückig oder auch abschnittsweise aus Einzelteilen zusammen¬ gesetzt ausgebildet sein. Um die Reibung der Messer 6 anein¬ ander bei deren Vortrieb zu verringern, sind die überein- anderliegenden Messer 6 eines jeden Rahmenwerkes voneinander beabstandet ausgebildet.
Die einzelnen Messer 6 des Messerschildes sind grundsätzlich gleichartig ausgebildet. Ihre Länge ist jedoch unterschied- lieh, wobei sich gegenüberliegende Messer 6 eines Verbauele- mentes auch beaJglich ihrer Länge gleich sind. Die unter¬ sten, der Grabensohle 4 nähesten Messer 6 des untersten Rahmenwerkes sind am kürzesten ausgebildet, während die darüberliegenden Messer 6 jeweils ein Stück länger ausgebil- det sind. Das Ende sämtlicher Messer 6 ist in einer gemein¬ samen, sich im wesentlichen vertikal erstreckenden Ebene angeordnet, was auch für die im hinteren Bereich des Messer¬ schildes angeordnete Querstütze 8 zutrifft. Treppenförmige Anordnungen im hinteren Bereich sind aber auch möglich. Durch die unterschiedliche Länge der übereinanderliegenden Messer 6 ergibt sich am vorderen Ende des Messerschildes ein schräger Verlauf, der im wesentlichen dem sich im Ausbruchs¬ bereich einstellenden Böschungswinkel entspricht. Dadurch, daß die freien Enden der Messer 6, von der Seite gesehen, schräg verlaufend ausgebildet sind, liegen die freien Enden sämtlicher Messerköpfe 10 im wesentlichen in einer Ebene. Auch hier sind Abtreppungen möglich. Um zwischen dem freien Ende der Messerköpfe 10 und den vorderen Querstützen 8 je¬ weils die gleiche Länge zu erhalten, sind die vorderen Quer- stützen 8 entsprechend versetzt angeordnet. Der zwischen dem freien Ende der Messerköpfe 10 und den jeweiligen Querstüt¬ zen 8 sich ergebende Bereich stellt einen Kragarm dar, wobei durch die versetzte Anordnung der Querstützen 8 die Kragarme sämtlicher Messer 6 in etwa gleich lang ausgebildet sind.
Um eine Wiederverwendung des Messerschildes für einen Graben unterschiedlicher Breite zu ermöglichen, sind die Querstüt¬ zen 8 bezüglich ihrer Längsachse längenveränderlich ausge¬ bildet. Sofern bei der nächsten Wiederverwendung ein wesent¬ lich breiterer oder schmälerer Graben erstellt werden soll, können die Querstützen 8 auf Grund deren lösbarer Verbindung mit den Messern 6 auf einfache Weise ausgetauscht werden. Die Führung der einzelnen Messer 6 bzw. Rahmenwerke in ver¬ tikaler Richtung erfolgt durch an der der Grabensohle 4 zugewandten Unterseite der Messer 6 angeordnete Abstandein¬ richtungen in Form von Zapfen 28. Die Zapfen 28 sind an der Unterseite der Messer 6 fest angeordnet und stützen sich auf den darunterliegenden, der Grabesohle 4 näher zugewandten Oberseite des darunterliegenden Messers 6 lediglich ab, sind also mit dieser nicht fest verbunden. Lediglich die Messer 6 des letzten, der Grabensohle 4 am nächsten liegen- den Rahmenwerkes weisen keine Zapfen 28, sondern nachfolgend erläuterte Abstützeinrichtungen auf, die auf der Grabesohle 4 aufstehen und das Eigengewicht des gesamten Messerschildes abtragen. Ersichtlicherweise ist die Länge der Zapfen 28 so bemessen, daß sich die gewünschte Beabstandung der überein- anderliegenden Messer 6 ergibt.
Um sicherzustellen, daß die übereinanderliegenden Messer 6 im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene auch beim Vor¬ trieb der Messer 6 angeordnet sind, sind Führungseinricht- ungen an der Oberseite der Messer 6 vorgesehen, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind und später näher beschrieben werden. Die Messer 6 sind vorzugsweise identisch und zumin¬ dest im Bereich des Messerkörpers 14 als Doppel-T-Träger ausgebildet, wobei eine Flanschoberfläche der jeweiligen Grabeseitenwandung 2 zugewandt ist, die Flansche im Quer¬ schnitt sich somit im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken, wohingegen sich der zwischen den Flanschen be- findliche Steg, im Querschnitt gesehen, im wesentlichen in horizontaler Richtung erstreckt. Um zu verhindern, daß durch die Beabstandung der übereinanderliegenden Messer 6 Material aus den Grabenseitenwandungen 2 in den durch das Messer- schild freigeahltenen Bereich fällt, sind auf den, den Gra¬ benseitenwandungen 2 zugewandten Flanschoberflächen Abdek- kungen 18 vorgesehen, die sich auch gegenseitig überlappen können. Die Abdeckungen 18 können aus im Querschnitt dünnen Metallplatten bestehen und erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge, zumindest jedoch über die Länge des Mes¬ serkörpers 10 sowie einen Teil des sich daran anschließenden Messerschwanzes 12.
Um den Vortrieb der einzelnen Messer 6 zu ermöglichen, sind die übereinanderliegenden Messer 6 jeweils über zumindest eine Vorschubpresse 20 miteinander verbunden (Fig. 1) . Im Regelfall genügt jeweils die Anordnung einer Vorschubpresse 20 zwischen den übereinanderliegenden Messern 6. Da aller¬ dings am, in Richtung der Grubensohle 4 gesehen, vorletzten Rahmenwerk ein Räumschild 22 angeordnet ist, sind zwei Vor¬ schubpressen 20 an jedem der jeweiligen Messer 6 des vor¬ letzten Rahmenwerks angeordnet, um die durch das die Gruben¬ sohle 4 planierende Räumschild 22 zusätzlich auftretenden Reibungskräfte einfacher überwinden zu können.
Die Abstützung des Messerschildes an der Grabensohle 4 er¬ folgt über Abstützeinrichtungen in Form von insbesondere hydraulisch betätigbaren Abstützpressen bzw. Pressen 24. Die beiden letzten, der Grabensohle 4 zugewandten Paare von Messern 6 weisen jeweils vier solcher Pressen 24 auf. Die Pressen 24 sind bei dem letzten, der Grabensohle nähesten Paar von Messern 6 im Bereich der Messer 6 angeordnet, so daß jedes dieser Messer 6 von zwei Pressen 24 abgestützt ist. Beim vorletzten, der Grabensohle 4 zweitnahesten Paar von Messern 6 sind die Pressen 24 an den Querstützen 8, vorzugsweise im Bereich des Anschlusses der Querstütze 8 an die Messer 6, angeordnet. Die Pressen 24 stehen zur besseren Verteilung des Druckes nicht direkt auf der Grabensohle 4 auf, sondern auf Kufen 26, wobei jedes Paar von, in Vor¬ triebsrichtung gesehen, hintereinanderliegenden Pressen 24 auf jeweils einer Kufe 26 aufsteht. Die Länge der Kufe 26 ergibt sich durch die Beabstandung der hintereinanderliegend angeordneten Pressen 24 zuzüglich eines Überstandes in Vor¬ triebsrichtung und entgegen der Vortriebsrichtung. Im Be¬ reich des in Vortriebsrichtung weisenden freien Endes der Kufen 26 ist der Räumschild 22 angeordnet, der vorzugsweise höhenregulierbar ausgebildet ist.
Der Vortrieb des Messerschildes bei einer Geradeaus-Fahrt wird anhand der Fig. 1 nachfolgend erläutert. Dazu sind die fünf in Fig. 1 gezeigten Vorschubpressen 20 zusätzlich mit den Buchstaben A bis E bezeichnet. Es versteht sich, daß diese Vorschubpressen 20 auch bei den gegenüberliegenden Messern 6 in gleicher Weise angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Beim Vortrieb des MesserSchildes wird zunächst mit dem obersten, der Grabensohle 4 fernsten Paar von Messern 6, dem sogenannten obersten Rahmenwerk begonnen. Die sich gegenüberliegenden Vorschubpressen 20 eines jeden Rahmenwerks werden dabei gleichzeitig und um die gleiche Länge aus- bzw. eingefahren. Das oberste Rahmenwerk wird mit Hilfe der Pressen 20A, deren Kolbenstangen am obersten Rah- menwerk und deren Zylinderrohre am darunterliegenden Rahmen¬ werk befestigt sind, vorgetrieben, indem die Kolbenstangen ausgefahren werden. Der Vortrieb des unterhalb des obersten Rahmenwerks gelegenen Rahmenwerks sowie des mittleren Rah¬ menwerks erfolgt analog zum Vortrieb des obersten Rahmen- werks, wobei dabei die oberen, sich im ausgefahrenen Zustand befindenden Vorschubpressen 20 kraftlos gestellt oder unter Druck einziehbar sind und beim Vortrieb des jweils darunter¬ liegenden Rahmenwerks somit wieder eingeschoben bzw. einge¬ zogen werden. Vor dem Vortrieb des vorletzten, der Graben- sohle 4 zweitnahesten Rahmenwerks werden dessen Kufen 26 durch Einfahren bzw. Entlasten der entsprechenden Pressen 24 von der Grabensohle 4 abgehoben bzw. zumindest von einem Teil des Eigengewichtes des Messerschildes entlastet. Das gesamte Eigengewicht des Messerschildes wird dann durch die Pressen 24 bzw. Kufen 26 des letzten, der Grabensohle 4 nähesten Rahmenwerks abgetragen. Zwischen dem vorletzten und dem letzten Rahmenwerk befinden sich auf jeder Seite zwei Vorschubpressen 20D, 20E, wobei die Vorschubpresse 20D ein¬ gefahren ist. Die Kolbenstange der Vorschubpressen 20D ist am vorletzten Rahmenwerk, deren Zylinderrohr am letzten Rahmenwerk befestigt. Die Vorschubpresse 20E befindet sich im ausgefahrenen Zustand, wobei deren Zylinder am vorletzten Rahmenwerk und deren Kolbenstange am letzten Rahmenwerk befestigt ist. Zum Vortrieb des vorletzten Rahmenwerks fah¬ ren die Kolbenstangen der Vorschubpressen 20D aus, wobei gleichzeitig die Kolbenstangen der Vorschubpressen 20E ein- gefahren werden. Nach dem Vortrieb des vorletzten Rahmen¬ werks werden die Pressen 24 sowie die damit verbundenen Kufen 26 wieder ausgefahren. Durch diese Maßnahme wird er¬ reicht, daß das gesamte Gewicht des Messerschildes, abgese¬ hen von dem Gewicht des letzten Rahmenwerks, durch die Ab- Stützeinrichtung des vorletzten Rahmenwerks aufgenommen wird. Das letzte Rahmenwerk ist damit vom Eigengewicht der übrigen Rahmenwerke unbelastet. Beim Vortrieb des letzten Rahmenwerkes werden - wie beim vorletzten Rahmenwerk auch - zunächst die Kufen 26 durch Betätigung der entsprechenden Pressen 24 eingefahren bzw. entlastet. Zum Vortrieb des letzten Rahmenwerkes werden die Vorschubpressen 20E ausge¬ fahren, wobei zur Unterstützung des Vortriebs gleichzeitig die Kolbenstangen der Vorschubpressen 20D eingefahren wer¬ den. Nach erfolgtem Vortrieb des letzten Rahmenwerks werden dessen Pressen 24 zusammen mit den Kufen 26 wieder ausgefah¬ ren, um einen Teil des Eigengewichts des Messerschildes mit abzutragen. Anschließend beginnt ein neues Vortriebsspiel, beginnend mit dem obersten Rahmenwerk.
Die Steuerung des Messerschilde in vertikaler Richtung, d.h. ein Heben und Senken des Messerschildes, erfolgt beim Heben durch Ausfahren der in Vortriebsrichtung gesehen, vorderen Pressen 24 des vorletzten sowie letzten Rahmenwerks. Dadurch wird der geamte Messerschild vorne angehoben. Durch gleich¬ zeitiges Einfahren bzw. Entspannen der hinteren Pressen 24 des vorletzten und letzten Rahmenwerks kann die Aufwärts- bewegung des Messerschildes unterstützt werden. Soll der Messerschild dagegen nach unten, d.h. in Richtung der Gra¬ bensohle 4 gesteuert werden, werden die vorderen Pressen 24 des vorletzten und letzten Rahmenwerks entspannt oder etwas abgesenkt. Unter dem Einfluß des Eigengewichts bewegt sich dann der gesamte Messerschild beim weiteren Vortrieb nach unten. Das Nach-unten-Bewegen des MesserSchildes kann wie¬ derum dadurch unterstützt werden, daß die hinteren Pressen 24 des vorletzten und letzten Rahmenwerks unter erhöhten Druck bzw. ausgefahren werden.
Die horizontale Steuerung des Messerschildes, d.h. ein Vor¬ trieb von der Geradeaus-Fahrt abweichend nach rechts oder links, also für eine Kurvenfahrt, kann durch einen unglei¬ chen Vortrieb der Messer 6 jedes einzelnen Rahmenwerkes, be- ginnend beim obersten, der Grabensohle 4 abgewandten Rahmen¬ werk erreicht werden. Dazu müssen lediglich die entsprechen¬ den Vorschubpressen 20 unterschiedlich weit ausgefahren werden, so daß das entsprechende Rahmenwerk eine Richtungs¬ abweichung erfährt. Soll z.B. eine Rechtskurve gefahren werden, so wird die in Vortriebsrichtung linke Vorschubpres¬ se 20 entsprechend mehr ausgefahren als die gegenüberliegen¬ de rechte Vorschubpresse 20. Unterstützt wird die horizonta¬ le Steuerbewegung durch eine entsprechende Ausbildung der Messerköpfe 10, wie dies später anhand der Fig. 8 erläutert wird.
Der Vortrieb der einzelnen Rahmenwerke mit Hilfe der Vor¬ schubpresse 20 läßt sich mit einer hydraulischen Folgeschal¬ tung automatisieren, so daß ein kontinuierlicher Vortrieb des gesamten Messerschildes ermöglicht wird. Da somit Still¬ standzeiten beim Vortrieb des Messerschildes entfallen, kann bei dem vorgeschlagenen Messerschild in dessen vorderen Bereich zum Aushub des Grabens eine kontinuierlich arbeiten de Gratenfräse eingesetzt werden, anstelle den Aushub mi einer gesonderten Vorrichtung, beispielsweise einem vor Kop des Grabens angeordneten Bagger, vorzunehmen.
In Fig. 4 ist eine Variante bei der Anordnung der Vorschub pressen 20 gezeigt, wobei hier die übereinanderliegende Messer 6 eines jeden Rahmenwerkes über jeweils eine Vor schubpresse 20 miteinander verbunden sind. Es ergeben sic somit für jede Seite des Messerschildes vier Vorschubpresse 20, also eine Vorschubpresse 20 weniger als Rahmenwerke bzw seitlich übereinanderliegende Messer 6 vorhanden sind. Daz muß jedoch die, das vorletzte sowie das letzte Rahmenwer verbindende Vorschubpresse 20 in beiden Richtungen betätig bar sein d.h. , mit Druck ausfahrbar sowie entsprechend ein ziehbar. Nimmt man für die Druckkraft einer Vorschubpress 20 100 % an, so beträgt dessen Zugkraft aber, wegen der i Vergleich zu seiner Kolbenfläche kleinern Ringfläche ledig lich ca. 50 % seiner Druckkraft. Bei der in Fig. 4 gezeigte Anordnung muß die unterste Vorschubpresse 20 zum Vortrie des in bezug auf die Grabensohle 4 vorletzten Messers 6 bzw Rahmenwerks eingezogen werden, so daß in der Folge hierfü lediglich 50 % der Druckkraft zur Verfügung stehen, es se denn, daß die darüberliegende Vorschubpresse 20 mit eingezo gen wird. Sobald am vorletzten Rahmenwerk der in Fig. gezeigte Räumschild 22 angeordnet ist, kann diese verminder te Druckkraft möglicherweise für einen Vortrieb nicht aus reichend sein, da neben dem vorletzten Rahmenwerk auch de Räumschild 22 vorgetrieben werdn muß. Es kann deshalb erfor derlich sein, beispielsweise wie in Fig. 1 bis.3 gezeigt zwischen dem vorletzten und letzten Rahmenwerk eine Anord nung von zwei Vorschubpressen 20, nämlich die Vorschubpres sen 20D und 20E anzuordnen, die dann zusammen durch Aus bzw. Einfahren das vorletzte Rahmenwerk vortreiben.
Fig. 5 zeigt eine weitere Variante der Anordnung von Vor schubpressen 20 bei einem ebenfalls aus fünf Rahmenwerke bestehenden Messerschild. Die beiden obersten sowie die beiden untersten Rahmenwerke bzw. Messer 6 sind dabei über zwei Vorschubpressen 20 miteinander verbunden, wobei sich eine Vorschubpresse 20 in eingefahrenem Zustand und die andere Vorschubpresse 20 in ausgefahrenem Zustand befindet. Die übrigen Rahmenwerke bzw. Messer 6 sind über jeweils eine Vorschubpresse 20 miteinander verbunden. Nimmt man die Druckkraft einer Vorschubpresse 20 wieder mit 100 % an, so kann bei der Anordnung gemäß Fig. 5 jedes Rahmenwerk mit einer Vortriebskraft von 150 % der Druckkraft einer jeden Vorschubpresse 20 angetrieben werden. Hier soll noch einmal erwähnt werden, daß auf der gegenüberliegenden, nicht darge¬ stellten Seite des Messerschildes die in Fig. 5 gezeigten Vorschubpressen 20 in identischer Weise bei den gegenüber- liegenden Messern 6 angeordnet sind. Beim Vortrieb eines jeden Rahmenwerkes gemäß Fig. 5 kann dann mit einer Vor¬ schubpresse 20 Druck (100 %) ausgeübt werden während mit der entsprechenden anderen Vorschubpresse 20 Zug (50 %) ausgeübt werden kann.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die Anordnung von Abstand- sowie Führungseinrichtungen zwischen übereinander angeordneten Messern 6. Die Fig. 6 zeigt dabei einen Querschnitt in Quer¬ richtung durch zwei übereinander angeordnete Messer 6, wäh- rend die Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie I-I aus Fig. 6 darstellt. Zwischen der Unterseite des in bezug auf die Grabensohle 4 oberen Messers 6 und der Obrseite des benach¬ barten unteren Messers 6 ist die Abstandeinrichtung in Form des Zapfens 28 ausgebildet. Der Zapfen 28 ist an der Unter- seite des oberen Messers 6 fest angeordnet, beispielsweise angeschweißt, während er auf der Oberseite des unteren Mes¬ sers 6 lediglich aufliegt. Die Länge des Zapfens 28 ist so bemessen, daß sich der gewünschte Abstand zwischen den Mes¬ sern 6 ergibt, insbesondere unter Beachtung des maximal erlaubten Abstandes zwischen den an der nicht dargestellten Grabenseitenwandung 2 auf die Messer 6 aufgesetzten Abdek- kungen 18, die hier beispielsweise nicht übereinanderläppend ausgebildet sind, sondern zueinander einen geringen Abstand bzw. Spalt aufweisen, dessen Größe so bemessen ist, daß möglichst wenig Erdreich aus den Grabenseitenwandungen zwi¬ schen den Abdeckungen 18 in das Innere des Messerschildes fallen kann. Vorzugsweise sind, über die Länge der Messer gesehen, zwei solcher Zapfen 28 angeordnet. Um die Reibung zwischen den einzelnen Messern 6 möglichst gering zu halten, kann das freie Ende des Zapfens 28 beispielsweise mit einem besonders reibungsarmen Material beschichtet sein. Um zu erreichen, daß beim Vortrieb der einzelnen Messer 6 die auf einer Seite des Messerschildes übereinanderliegenden Messer 6 beim Beenden eines Vortriebszyklus ' im wesentlichen in einer gemeinsamen vertikalen Ebene verlaufen, sind Führungs¬ einrichtungen in Form von Keilen 30 angeordnet, die mit den Zapfen 28 zusammenwirken. Bei dem vorliegenden Ausführungs¬ beispiel sind die Messer 6 im Querschnitt als Doppel-T-Trä¬ ger ausgebildet, so daß die Zapfen 28 an den sich gegenüber¬ liegenden Stegflächen der jeweiligen Messer 6 angeordnet sind. Die Keile 30 sind auf der Oberseite der Messer 6 zwi- sehen dem Steg des Doppel-T-Trägers und einer Flanschhälfte ausgebildet und verringern, entgegen der Vortriebsrichtung (Pfeil A) gesehen, den Abstand zwischen den gegenüberliegen¬ den Flanschflächen kontinuierlich. Entgegen der Vortriebs¬ richtung gesehen laufen die Keile 30 an ihrem freien Ende in einen Bereich über, der den Abstand zwischen den Flanschen nicht mehr kontinuierlich verringert, sondern über eine bestimmte Strecke gleichmäßig einschnürt. In diesem Bereich wird der Zapfen 28 des darüberliegenden Messers 6 angeordnet sein, wenn dieses sich vor dem nächsten Vortrieb befindet. Bei einer Kurvenfahrt des Messerschildes wird zunächst mit dem Vortrieb des obersten Rahmenwerkes begonnen, wobei des¬ sen Messer 6 beispielsweise unterschiedlich weit vorgetrie¬ ben werden. Die horizontale Bewegung des obersten Rahmenwer¬ kes bzw. dessen Messer 6, d.h. die Abweichung nach rechts oder links, wird durch die Ausbildung der Keilflächen bzw. der Keile 30 nicht behindert, da sich diese, in Vortriebs¬ richtung gesehen, verjüngen und somit den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flanschen aufweiten. Sobald das ober¬ ste, der Grabensohle 4 fernste Rahmenwerk die gewünschte Horizontalbewegung ausgeführt hat, wird das darunterliegende Rahmenwerk vorgetrieben. Am Ende des Vortriebsschrittes muß dieses Rahmenwerk der neuen horizontalen Ausrichtung des obersten Rahmenwerkes auf Grund der Keile 30 folgen. Nach Beendigung des Vortriebs dieses Rahmenwerkes liegt nämlich der Teil des Keiles 30, der eine bestimmte Strecke zwischen den Flanschen gleichmäßig einschnürt, an dem Zapfen 28 des obersten Rahmenwerkes an, was die gewünschte Aussrichtung zur Folge hat. Sämtliche weiteren Rahmenwerke, nach unten zur Grabensohle 4 gesehen, richten sich ebenfalls in ihrer Lage jeweils nach den direkt darüberliegenden Rahmenwerken aus, so daß schließlich bei Beendigung eines Vortriebszy- klus' alle Rahmenwerke des Messerschildes wiederum die glei¬ che Lage aufweisen, d.h. in etwa in einer gemeinsamen ver¬ tikalen Ebene ausgerichtet sind. Für jeden Zapfen 28 ist jeweils ein Keil 30 vorhanden, dessen Höhe vorzugsweise der halben Höhe des Flansches des Messers 6 entspricht. Die Zapfen 28 stützen die einzelnen Rahmenwerke untereinander, so daß letztlich über die Zapfen 28 das Eigengewicht des Messerschildes in dessen Kufen 26 eingeleitet werden kann. Die durch den Vortrieb mögliche Relativbewegung der einzel¬ nen Rahmenwerke in horizontaler Richtung wird somit durch das Zusammenwirken zwischen den Keilen 30 bzw. deren Keil¬ flächen und den Zapfen 28 soweit begrenzt, daß die einzelnen Rahmenwerke nach beendetem Vortriebszyklus annähernd lot¬ recht untereinanderliegen.
Fig. 8 zeigt in einer Draufsicht von oben den Endbereich eines Messers 6 bzw. dessen Messerkopf 10. Der erfindungs¬ gemäße Messerschild weist vorzugsweise Messer 6 auf, deren Messerköpfe 10 in identischer Weise gemäß Fig. 8 ausgebildet sind. Die Spitze des Messerkopfes 10 wird nicht nur allein durch eine Anschrägung des Endbereiches der zur Mitte des Messerschildes hin weisenden Fläche erreicht. Vielmehr weist der Messerkopf 10 in dessen Endbereich zunächst ein Ver- schiebeteil 32 auf, dessen freies Ende die Spitze des Mes¬ serkopfes 10 bildet. Die Längsachse des Verschiebeteils 32 weist schräg zur nicht dargestellten Grabenseitenwandung 2 hin und ist insbesondere im wesentlichen parallel zu der schrägen Ausbildung der zur Grabenmitte hin weisenden Fläche des Endbereiches des Messerkopfes 10 ausgebildet. Das Ver¬ schiebeteil 32 ist im Endbereich des Messerkopfes 10 geführt und kann über eine am, der Grabenseitenwandung 2 abgewandten freien Ende des Verschiebeteils 32 angeordneten Verstellein- richtung 34 verfahren werden. Die VerStelleinrichtung 34 kann beispielsweise aus einer Spindel o.a. bestehen, wobei das Verstellen des Verschiebeteils 32 vorzugsweise automati¬ sche steuerbar ist. Das zur Grabenseitenwandung 2 hin wei¬ sende freie Ende des Verschiebeteils 32 weist vorzugsweise Zähne auf, um den Vortrieb des entsprechenden Messers 6 zu erleichtern. Die der Grabenseitenwandung 2 zugewandte Fläche des Messers 6 ist im Endbereich des Messerkopfes 10 zur Grabenmitte hin abgebogen ausgebildet, wodurch eine Art Einziehung 36 ausgebildet wird. Das freie Ende der Einzie- hung geht in das Verschiebeteil 32 über und ist insbesondere von der Grabenseitenwandung 2 entsprechend beabstandet. Das Verschiebeteil 32 unterstützt die horizontale Steuerung des Messerschildes, die jedoch grundsätzlich über einen unter¬ schiedlichen Vortrieb der Messer 6 eines jeden Rahmenwerkes erfolgen kann. Soll das Messer 6 gemäß Fig. 8 eine Bewegung des entsprechenden Rahmenwerkes nach rechts, d.h. in Fig. 8 nach unten, unterstützen, wird das Verschiebeteil 32 durch die Versteileinrichtung 34 zurückgeschoben, d.h. zur Graben¬ mitte hin von der Grabenseitenwandung 2 wegbewegt. Durch die an der Außenseite des Messers 6 ausgebildete Einziehung 36 erfolgt eine Ablenkung des Messerkopfes 10 und somit des gesamten Messers 6 in die gewünschte Richtung. Soll das Messer hingegen in entgegengesetzter Richtung, d.h. das entsprechende Rahmenwerk nach links oder bezüglich der Fig. 8 nach oben gesteuert werden, wird das Verschiebeteil 32 nach außen, d.h. zur Grabenseitenwandung 2 hin vorgeschoben, so daß die Spitze des Verschiebeteils 32 über die sich an die Einziehung 36 anschließende Fläche des Messers 6 hinaus in die Grabenseitenwandung 2 hineinragt bzw. übersteht. Die Spitze des Verschiebeteils 32 schneidet somit ein entspre¬ chendes Überprofil, in welches sich der Messerkopf 10 hin- einbewegen kann, um die gewünschte Riehtungsänderung zu be¬ dingen bzw. zu unterstützen. Vorzugsweise ist das Verschie¬ beteil 32 in seinem Endbereich zur Vortriebsrichtung hin abgeknickt ausgebildet, so daß eine bestimmte Fläche des freien Bereiches des Verschiebeteils 32 an der Grabenseiten- wandung 2 anliegt. Diese Fläche ist, zur Unterstützung einer möglichst genauen Geradeaus-Fahrt beim Vortrieb des Messer¬ schildes, parallel zu der sich an die Einziehung 36 an¬ schließenden, an der Grabenseitenwandung 2 anliegendenen Fläche der Messer 6 ausgebildet.
Fig. 9 zeigt schließlich eine Absenkeinrichtung für den Absenkvorgang des Messerschildes am Beginn dessen Einbaus in einen zu erstellenden Graben in Form eines Querschnittes in Querrichtung durch das vorletzte und letzte Rahmenwerk des erfindungsgemäßen Messerschildes. Die Ausbildung des freien, zur Grabensohle 4 hin gewandten Endes dieser Absenkeinrich¬ tung ist in Fig. 10 gezeigt. Eine Absenkeinrichtung wird dann angeordnet, wenn keine eigene Baugrube mit den erfor¬ derlichen Abmessungen zuvor erstellt wird, in welcher dann die einzelnen Rahmenwerke montiert werden können. In diesem Fall wird mit dem sogenannten Absenkverfahren gearbeitet. Hierzu werden einige Rahmenwerke, bestehend aus den Messern 6 sowie den diese verbindenden Querstützen 8 übereinanderge- legt, wobei das unterste Rahmenwerk - wie in Fig. 9 gezeigt - mit längsverlaufenden Schneiden 38 versehen ist. Die Schneiden 38 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge der beiden Messer 6 des untersten Rahmenwerks, zumin¬ dest jedoch über einen wesentlichen Teil ihrer gesamten Länge. Die Schneiden 38 sind - jeweils für sich getrennt - an den Unterseiten der beiden Messer 6 des letzten Rahmen¬ werkes lösbar angeordnet. Ihr Querschnitt ist vorzugsweise in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildet, wobei eine Spitze dieses Dreieckes zur nicht dargestellten Grabe¬ sohle 4 hinweisend ausgerichtet ist. In entsprechender Weise wird der rechte Winkel zwischen der nicht dargestellten Grabenseitenwandung 2 und der Unterseite des entsprechenden Messers 6 angeordnet sein. Der nach unten weisende Winkel des dreieckförmigen Querschnitts der Schneiden 38 stellt die Schneidkante dar, die geradlinig ausgebildet sein kann oder aber auch - wie in Fig. 10 gezeigt - zahnförmig ausgebildet sein kann, also voneinander beabstandete freistehende Zähne 40 aufweist. Auf Grund des Eigengewichtes der einzelnen Rahmenwerke senkt sich der Messerschild mit fortschreitendem Aushub in die Baugrube ab. Diese Absenkbewegung kann durch eine hin- und hergehende Bewegung der entsprechenden Vor¬ schubzylinder 20 zwischen dem vorletzten und letzten Rahmen- werk unterstützt werden. Sobald die gewünschte Lage des Messerschildes er -sieht wird, werden die Schneiden 38 gelöst und aus der Baugrube entfernt, wobei anschließend an den Unterseiten der Messer 6 des letzten, der Grabensohle 4 zugewandten Rahmenwerks die Pressen 24 zusammen mit den Kufen 26 installiert werden. Danach können die entsprechen¬ den Pressen 24 sowie Kufen 26 des vorletzten Rahmenwerks an dessen Querstützen 8 angeordnet werden.
Schließlich soll noch einmal die besondere Wirtschaftlich- keit im Hinblick auf die Möglichkeit eines individuellen Einsatzes des vorgeschlagenen Messerschilds anhand eines nicht dargestellten Beispieles hingewiesen werden. Bei¬ spielsweise sei mit dem erfindungsgemäßen Messerschild ein Graben erstellt worden, bei welchem neun übereinander an- geordnete Rahmenwerke bzw. Verbauelemente benötigt wurden. Für den Fall, daß anschließend zwei offene Gräben geringerer Tiefe zu erstellen seien, für die zum einen fünf und zum anderen vier Rahmenwerke erforderlich sind, läßt sich der aus neun Rahmenwerken bestehende Messerschild entsprechend teilen, indem die obersten fünf Rahmenwerke sowie die sich daran anschließenden übrigen vier Rahmenwerke in zwei ge¬ trennte Messerschilde geteilt werden. Bei dem einen dann entstehenden Messerschild müssen dann selbstverständlich die fehlenden Kufen, Pressen etc. hinzugefügt werden. Auf Grund der Möglichkeit, das erfindungsgemäße Messerschild in mehre¬ re Messerschilde zu teilen, ist es von Vorteil, wenn sä tli- ehe Anbauten, wie z.B. die Pressen für die Kufen etc. ange¬ schraubt und nicht angeschweißt werden.
2 Grabenεeitenwandungen
4 Grabensohle
6 Messer
8 Querstütze
10 Meεεerkopf
12 Messerschwanz
14 Messerkörper
18 Abdeckungen
20 Vorschubpresse
22 Räumschild
24 Presse
26 Kufen
28 Zapfen
30 Keil
32 Verschiebeteil
34 Verstelleinrichtung
36 Einziehung
38 Schneiden
40 Zahn
A Vortriebsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Messerschild zum Vortrieb von offenen Gräben im Boden mit wenigstens drei, die Grabenseitenwandungen (2) stützenden, übereinander angeordneten, zueinander in
Vorschubrichtung längsverschieblichen Verbauelementen, welche jeweils ein Paar von sich gegenüberliegenden Messern (6) zur Anlage und Abstützung der Grabenseiten¬ wandungen (2) und zwei Querstützen (8) , durch welche die Messer (6) des Paares von Messern (6) zur Bildung eines Rahmenwerks miteinander verbunden sind, aufwei¬ sen, wobei die übereinanderliegenden Messer (6) zweier benachbart übereinander angeordneter Verbauelemente jeweils über wenigstens eine Vorschubpresse (20) it- einander verbunden sind, die Verbindungsstelle jeder
Vorschubpresse (20) mit dem jeweils oberen Messer (6) und die Verbindungsstelle mit dem jeweils unteren Mes¬ ser (6) zueinander horizontal versetzt angeordnet sind und die beiden letzten, der Grabensohle (4) nähesten Paare von Messern (6) jeweils über Abstützeinrichtungen auf der Grabensohle (4) abgestützt sind.
2. Messerschild nach Anspruch 1, bei welchem die erste Querstütze (8) im Bereich zwischen Messerkopf (10) und Messerkörper (14) des Messers (6) und die zweite Quer¬ stütze (8) im Bereich zwischen Messerkörper (14) und Messerschwanz (12) des Messers (6) angeordnet ist.
3. Messerschild nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Querstützen (8) bezüglich ihrer Längsachsen längenver¬ stellbar ausgebildet sind. - 29 -
4. Messerschild nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem zwi¬ schen den übereinander angeordneten Messern (6) Abst¬ andeinrichtungen angeordnet sind, welche mit der der Grabensohle (4) zugewandten Unterseite der jeweils obereren Messer (6) verbunden und auf der von der Gra¬ bensohle (4) abgewandten Oberseite des jeweils benach¬ barten unteren Messers (6) lediglich aufliegen.
5. Messerschild nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem je- weils an der von der Grabensohle (4) abgewandten Ober¬ seite der Messer (6) Führungseinrichtungen ausgebildet sind, die mit den Abstandeinrichtungen so zusammenwir¬ ken, daß die an einer Grabenseitenwandung (2) anliegen¬ den Messer (6) im wesentlichen in einer gemeinsamen vertikalen Ebene ausgerichtet werden.
6. Messerschild nach Anspruch 1, bei welchem die Vorschub¬ pressen (20) an den übereinanderliegenden Messern (6) im Bereich zwischen Messerkopf (10) und Messerkörper (14) des einen Messers (6) und im Bereich zwischen
Messerkörper (14) und Messerschwanz (12) des anderen Messers (6) angeordnet sind, insbesondere im Bereich zwischen den Querstützen (8) .
7. Messerschild nach Anspruch 1 oder 6, bei welchem die übereinander angeordneten Messer (6) der beiden letz¬ ten, der Grabensohle (4) nähesten Paare von Messern (6) über zwei Vorschubpressen (20) miteinander verbunden sind.
8. Messerschild nach Anspruch 1 oder 4, bei welchem die Abstützeinrichtungen aus hydraulisch betätigbaren Pres¬ sen (24) bestehen, wobei die beiden letzten, der Gra¬ bensohle (4) nähesten Paare von Messern (6) jeweils vier Pressen (24) aufweisen. 30
9. Messerschild nach Anspruch 8, bei welchem bei jedem Paar von Messern (6) zwei Pressen (24) , jeweils im Be¬ reich zwischen Messerkopf (10) und Messerkörper (14) und zwei Pressen (24) im Bereich zwischen Messerkörper (14) und Messerschwanz (12) angeordnet sind.
10. Messerschild nach Anspruch 1, bei welchem die der Gra¬ benseitenwandung (2) zugewandte Fläche des Messers (6) im Endbereich des Messerkopfes (10) zur Grabenmitte hin abgebogen ausgebildet ist und an der schräg zur Graben¬ seitenwandung (2) hin verlaufenden, dieser gegenüber¬ liegenden, die Spitze des Messerkopfes (10) bildenden Fläche ein Verschiebeteil (32) angeordnet ist, wobei das freie Ende des Verschiebeteils (32) die Spitze des Messerkopfes (10) bildet.
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