CN113518848A - 切割辊轴承部件、具有切割辊轴承部件的切割辊支架、具有切割辊支架的切割轮和具有切割轮的隧道掘进机 - Google Patents

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Abstract

在切割辊轴承部件(306)作为用于隧道掘进机的切割轮的切割辊支架的部件的情况下，负载测量单元(612、615)布置在容纳空间装置(603、606、618、621)中，容纳空间装置经由外侧的封闭件(509、512、515、518、521)和包围通道线路的密封体(636)相对于外界大气密闭地密封。由此，针对负载测量产生比较高的精度和高的长期稳定性。

Description

切割辊轴承部件、具有切割辊轴承部件的切割辊支架、具有切 割辊支架的切割轮和具有切割轮的隧道掘进机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的切割辊轴承部件。
本发明还涉及一种具有这种切割辊轴承部件的切割辊支架。
本发明还涉及一种具有这种切割辊支架的切割轮。
本发明还涉及一种具有这种切割轮的隧道掘进机。
背景技术
这种切割辊轴承部件从DE 10 2014 105 014 A1已知，该文献还公开了相关的切割辊支架、相关的切割轮和相关的隧道掘进机。该预先已知的用于隧道掘进机的切割轮的切割辊支架的切割辊轴承部件配备有一定数量的负载测量单元和容纳空间装置，在容纳空间装置中布置有负载测量单元。在该切割辊轴承部件中，负载测量单元构造为具有至少一个安置在套筒上的负载敏感的元件的套筒，其中，套筒布置在容纳空间装置的至少沿径向方向形状配合的套筒容纳孔中。安置在套筒上的负载敏感的元件通过从切割辊轴承部件导出的传感器线路连接至外部的评估单元，利用该评估单元可以进一步处理由负载敏感的元件发出的信号，尤其用以确定作用于切割辊轴承部件上的负载。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，说明一种上述类型的切割辊轴承部件、一种相关的切割辊支架、一种相关的切割轮和一种相关的隧道掘进机，利用该切割辊轴承部件可以比较准确地和长期稳定地确定作用在切割辊轴承部件上的负载。
根据本发明，在上述类型的切割辊轴承部件中，该技术问题利用权利要求1的特征部分解决。
在根据权利要求8的切割辊支架中，该技术问题通过配备有至少一个根据本发明的切割辊轴承部件解决。
在根据权利要求10的切割轮中，该技术问题通过配备有至少一个根据本发明的切割辊支架解决。
在根据权利要求11的隧道掘进机中，该技术问题通过配备有根据本发明的切割轮解决。
因为在根据本发明的切割辊轴承部件中，所述或每个负载测量单元具有应变计装置作为负载传感器，应变计装置布置在容纳装置的特殊取向的传感器容纳空间的底部上，并且信号处理电子设备以密闭封装的方式布置在容纳空间装置的与所述或每个传感器容纳空间连接的区域中，所以所述或每个负载测量单元和信号处理电子设备相对于外界大气密闭地、尤其气体、蒸汽和水密封地被封闭，并且可以直接相互连接。由此，在足够的灵敏度的情况下，在测量作用在切割辊轴承部件上的负载时产生高的再现性和高的耐用性，这允许可靠地推断出作用在切割辊上的负载，所述切割辊由具有根据本发明的切割辊轴承部件的切割辊支架保持。
本发明的另外的适宜的设计方案是从属权利要求的主题。
本发明的另外的适宜的设计方案和优点由以下参考附图对实施例的描述得到。
其中：
图1以正视图示出了隧道掘进机的切割轮的示例性的实施方案，切割轮配备有一定数量的切割辊装置；
图2以立体图示出了安装在根据图1的切割轮的边缘侧的切割辊装置的示例性的实施方案；
图3以立体图示出了具有保持切割辊的且具有外切割辊壳体的切割辊支架的切割辊装置的示例性的实施方案；
图4以立体图示出了具有根据图3的没有切割辊壳体的切割辊支架的切割辊；
图5以立体图示出了根据本发明的配备有连接电缆的切割辊轴承部件的实施例，其例如尤其适宜地使用在根据图2至图4的切割辊支架中；
图6以截面图示出了在分级的第一截面中的根据图5的切割辊轴承部件的实施例；
图7以截面图示出了在另一截面中的根据图5的切割辊轴承部件的实施例；
图8以相应于图6的截面图示出了配备有感应退耦装置的切割辊轴承部件的另一实施例；
图9以截面图示出了具有配备有感应退耦装置的切割辊轴承部件的切割辊支架的实施例。
具体实施方式
图1以正视图示出了在图1中未示出的隧道掘进机的切割轮103的实施例，切割轮在交叉布置中并且沿周边在边缘侧具有一定数量的切割辊装置106。切割辊装置106用于去除沿隧道掘进机的前进方向存在于切割轮103上的工作面上的材料。
图2以立体图示出了布置在切割轮103的边缘侧的、在根据图1的图示中布置在右上象限中的切割辊装置106的示例性的实施方案。切割辊装置106具有带有切割辊壳体203的切割辊支架，切割辊壳体安装在切割轮103的切割辊箱206中。切割辊壳体203包围切割辊209，切割辊沿在根据图2的图示中朝观察者的方向指向的前进方向凸出于切割辊壳体203和切割辊箱206。
图3以立体图示出了根据图2的切割辊支架的保持切割辊209的切割辊壳体203的示例性的实施方案。为了将切割辊209保持在切割辊轴的端部区段303上，针对每个端部区段303分别存在由金属制成的C形件306作为切割辊轴承部件，并且在与C形件306对置的侧面存在楔形轴承件309，切割辊轴的相应的端部区段303布置且抗转动地固定在它们之间。C形件306和楔形轴承件309布置并且固定在构造在切割辊壳体203中的边缘侧的轴轴承空间312中。为了固定楔形轴承件309，在背对楔形轴承件309的侧面存在支撑在切割辊壳体203上的支座件315。
图4以立体图示出了具有根据图3的没有切割辊壳体203的切割辊支架的切割辊209。从图4可看到的是，每个楔形轴承件309和每个分配给相关的楔形轴承件309的支座件315通过夹紧栓403相互连接，其中，夹紧栓403沿轴向方向固定安置在楔形轴承件309上，并且在支座件315的背对楔形轴承件309的侧面具有夹紧螺帽406和位于下方的夹紧螺母，从而在相关的支座件315贴靠在在图4中未示出的切割辊壳体203上时拧紧夹紧螺母导致的是，楔形轴承件309和C形件306以及切割辊209一起无间隙地固定在切割辊壳体203中。固定螺钉407与C形件306的测量侧壁(或者说测量侧壁)409(Messwange)连接，并且由此可以固定在切割辊壳体203上。
此外，从根据图4的图示可以看到，每个C形件306具有在正确安装时沿前进方向位于后侧的测量侧壁409和相对于测量侧壁409更短的配合侧壁412，配合侧壁沿前进方向在前侧与测量侧壁409对置。在测量侧壁409和配合侧壁412之间，每个C形件306具有基础区段415，从而在切割辊轴的端部区段303的相应的形状配合的设计方案中，切割辊轴抗转动地保持在C形件306中，并且也通过与基础区段415对置的楔形轴承件309防止从C形件306中跳出。
图5以立体图示出了根据本发明的形式为已经在图3和图4的阐述中提到的C形件306的配备有连接电缆503的切割辊轴承部件的实施例，其例如尤其适宜地使用在根据图2至图4的切割辊支架中。测量侧壁409具有面对配合侧壁412的平坦的负载容纳面506，在常规的布置中，切割辊209的切割辊轴的端部区段303贴靠在该负载容纳面上，并且在隧道掘进机前进时，作用到切割辊209上的力被引入C形件306中，从而在作用到切割辊209上的负载的情况下，测量侧壁409也以可通过测量技术验证的方式弹性变形。
在测量侧壁409中，如进一步在下面详细阐述的那样，构造有容纳空间装置，其容纳负载测量单元的同样进一步在下面详细阐述的部件。为了封闭容纳空间装置，在测量侧壁409的自由的端部的端侧存在传导通道封闭件509，在测量侧壁409的两个侧面上存在在根据图5的图示中面对观察者的第一传感器容纳空间封闭件512和在根据图5的图示中背对观察者的与第一传感器容纳空间封闭件512对置的第二传感器容纳空间封闭件515、在根据图5的图示中面对观察者的耦连空间封闭件518、在根据图5的图示中背对观察者的与耦连空间封闭件518对置的电子设备容纳空间封闭件521，并且在测量侧壁409的背对配合侧壁412的后侧存在电缆穿引封闭件524。
此外，在根据图5的实施例中，在测量侧壁409的背对配合侧壁412的后侧存在盲区527，其与容纳空间装置分离并且设计用于锚固固定螺钉407。
图6以截面图示出了在分级的第一截面(在根据图5的图示中利用VI-VI表示)中的根据图5的C形件306形式的切割辊轴承部件的实施例，第一截面利用其子平面平行于负载容纳面506地取向，并且大致位于测量侧壁409的中间。从图6可看到的是，容纳空间装置具有第一传感器容纳空间603并且具有第二传感器容纳空间606，第一传感器容纳空间向外由第一传感器容纳空间封闭件512封闭，第二传感器容纳空间向外通过第二传感器容纳空间封闭件515封闭。传感器容纳空间连接通道609在分别从外部相向延伸的盲孔式地构造有底部的传感器容纳空间603、606之间延伸，传感器容纳空间连接通道分别通入传感器容纳空间603、606的底部中。
在第一传感器容纳空间603的底部上安置有第一负载传感器612，并且在第二传感器容纳空间606的底部上安置有第二负载传感器615，其中，负载传感器612、615构造为负载测量单元的部件、即分别根据惠斯通全桥电路的方式设计的应变计装置，该应变计装置具有四个施加在应变计载体膜上的应变计网格。通过该互连导致横向于在基础区段415的方向上的主膨胀方向的比较大的、尽可能与膨胀成正比的电信号。
容纳空间装置此外具有传导通道618，其利用主区段在第二传感器容纳空间606和电子设备容纳空间621之间延伸，其中，与主区段对置的副区段朝测量侧壁409的自由的端部的端侧的方向远离第二传感器容纳空间606地延伸，并且向外通过传导通道封闭件509封闭。
在电子设备容纳空间621中布置有信号处理电子设备624作为负载测量单元的另外的部件，信号处理电子设备通过传感器连接电缆627、630与第一负载传感器612和第二负载传感器615连接，所述传感器连接电缆在传导通道618的主区段中并且在传感器容纳空间连接通道609中延伸。利用信号处理电子设备624，负载传感器612、615的输出信号可以被转换成数字数据流。
容纳空间装置此外还构造有退耦空间633，该退耦空间向外通过退耦空间封闭件518封闭。在与退耦空间封闭件518对置的侧面，退耦空间633与电子设备容纳空间621相邻，其中，在电子设备容纳空间621和退耦空间633之间存在密闭的、并且在此尤其气体、蒸汽和水密封的密封体636。
密封体636由外侧的金属壁构成，构建有内置的玻璃体，该金属壁与电子设备容纳空间621和退耦空间633之间的过渡区域中的容纳空间装置的壁焊接，一定数量的连接销639作为通道线路穿过玻璃体。由此，电子设备容纳空间621、传导通道618和传感器容纳空间603、606以及在它们之间延伸的传感器容纳空间连接通道609密闭地并且在此尤其气体、蒸汽和水密封地与外界大气分离，由此产生负载传感器612、615和信号处理电子设备624的准确的和长期稳定的功能。
在面对电子设备容纳空间621的侧面上，连接销639通过漆包线642与信号处理电子设备624连接，而在面对退耦空间633的侧面上，连接销639同样通过漆包线645与多芯线的连接电缆503连接，该连接电缆503位于容纳空间装置的垂直于根据图6的截面延伸的连接通道648中。
图7以截面图示出了在图6中以VII-VII表示的另一截面中的形式为根据图5的C形件306的切割辊轴承部件的实施例，该另一截面垂直于根据图6的截面，并且相对于测量侧壁409的中间平面错开地位于电缆穿引封闭件524的区域中。从图7可看到，连接电缆648在其背对退耦空间633的侧面通入容纳空间装置的连接电缆容纳空间703中，连接电缆容纳空间向外利用包围连接电缆503的并且机械锚固在测量侧壁409中的电缆穿引封闭件524在一定程度内蒸汽和水密封地被封闭。
电缆穿引封闭件524例如是自身已知的、具有位于外部的且可转动地支承在测量侧壁409中的空心螺钉706的封闭件，其包围轴向向内扩大的锥形套筒709，并且在轴向外侧利用径向向内凸出的凸肩包围锥形套筒709。锥形套筒709又在径向内侧贴靠在互补成形的锥形密封件712上，该锥形密封件在轴向端部侧抵靠在引导套筒715上，该引导套筒通过贴靠在前置于连接电缆容纳空间703的环形阶梯部上而阻止电缆穿引封闭件524移动到连接电缆容纳空间703中。在拧入空心螺钉706时，锥形套筒709因此在连接电缆容纳空间703的方向上经历向内的轴向运动，由此，取决于锥形套筒709和锥形密封件712之间的楔形的形状配合地，锥形密封件712密封地挤压到连接电缆503上。
此外，可以从根据图7的图示看到，O形环718围绕电缆穿引封闭件524布置在凹槽中，以便在C形件306的安装布置中，在一定程度内保护性地密封电缆穿引封闭件524周围的区域。
图8以相应于图6的截面图示出了形式为根据图5的C形件306的切割辊轴承部件的另一实施例，所述切割辊轴承部件配备有感应退耦装置，并且除了连接电缆503和电缆穿引封闭件524之外，如切割辊轴承部件的根据图6和图7阐述的实施例那样构造。因此，在根据图6、图7和图8的图示中，彼此相应的元件配设有相同的附图标记，并且下面不再详细阐述。在根据图8的实施例中，第一感应耦合单元803集成在退耦空间封闭件518中，所述第一感应耦合单元通过漆包线806与密封体636的退耦空间侧的连接销639连接。利用第一感应耦合单元803可以给信号处理电子设备624供应电能。此外，利用第一感应耦合单元803可以使来自信号处理电子设备624的数字数据流与C型件306退耦。
为了接收数字数据流，存在集成在接收体809中的第二感应耦合单元812。
要理解的是，根据本发明，容纳空间装置的容纳空间603、606、621、633、648、703和传导通道618也可以相对于根据图6至图8阐述的实施例以镜像倒置的方式布置。
图9以截面图示出了具有作为配备有感应退耦装置的切割辊轴承部件的C形件306的切割辊支架的实施例，其中，在之前根据图6至图8阐述的实施例中，并且在根据图9的实施例中，彼此相应的元件配设有相同的附图标记，并且为了避免重复部分不再被详细阐述。
在根据图9的实施例中，C形件306示出为贴靠在切割辊壳体203的支座903上，C形件306利用固定螺钉407与支座可拆卸地连接。在支座903中，第二感应耦合单元812布置在与第一感应耦合单元803对置的、穿过支座903的容纳凹部906中。在支座903的与C形件306对置的侧面上，容纳凹部906配设有液压拧入套管909，在本实施例中与第二感应耦合单元812连接的连接电缆503引导穿过液压拧入套管。该实施例的特征在于C形件306与切割辊壳体203的机械简单的、可负载的和电气可靠的连接。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于隧道掘进机的切割轮(103)的切割辊支架的切割辊轴承部件，所述切割辊轴承部件具有负载测量单元和设计用于容纳负载测量单元的容纳空间装置，其特征在于，所述负载测量单元具有作为至少一个负载传感器(612、615)的应变计装置，所述应变计装置布置在构造于切割轮轴承部件(306)中的容纳空间装置的至少一个传感器容纳空间(603、606)的底部上，所述负载测量单元配备有信号处理电子设备(624)，所述信号处理电子设备布置在容纳空间装置的电子设备容纳空间(621)中，所述容纳空间装置具有用于将所述或每个传感器容纳空间(603、606)与电子设备容纳空间(621)相连的传导通道(618)，所述或每个传感器容纳空间(603、606)、传导通道(618)和电子设备容纳空间(621)在外侧密闭地密封，并且所述电子设备容纳空间(621)在内侧利用具有通道线路的密封体(636)相对于外界大气密闭地密封。
2.根据权利要求1所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述负载测量单元具有两个负载传感器(612、615)，所述负载传感器分别布置在容纳空间装置的传感器容纳空间(603、606)中，其中，所述传感器容纳空间(603、606)通过容纳空间装置的传感器容纳空间连接通道(609)相互连接。
3.根据权利要求2所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述切割辊轴承部件构造为C形件(306)，所述C形件C形地构造有测量侧壁(409)和与所述测量侧壁(409)对置的、通过基础区段(415)与测量侧壁(409)连接的配合侧壁(412)。
4.根据权利要求3所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述负载传感器(612、615)布置在所述测量侧壁(409)的中间平面的两侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述密封体(636)布置在所述电子设备容纳空间(621)和所述容纳空间装置的退耦空间(633)之间，其中，所述密封体(636)在外侧构造有金属壁，并且在内侧构造有包围通道线路的玻璃体。
6.根据权利要求5所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述退耦空间(633)通过电缆穿引封闭件(524)与外界大气连接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述退耦空间(633)在外侧利用退耦空间封闭件(518)相对于外界大气密闭地密封，在所述退耦空间封闭件中集成有感应耦合单元(803)。
8.一种用于隧道掘进机的切割轮(103)的切割辊支架，所述切割辊支架配备有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的切割辊轴承部件(306)。
9.根据权利要求8所述的切割辊支架，所述切割辊支架配备有根据权利要求7所述的切割辊轴承部件(306)，其特征在于，另外的感应耦合单元(812)布置在切割辊壳体(203)的支座(903)中，所述切割辊轴承部件(306)安置在切割辊壳体上。
10.一种用于隧道掘进机的切割轮，所述切割轮配备有至少一个根据权利要求8或权利要求9所述的切割辊支架。
11.一种隧道掘进机，所述隧道掘进机配备有根据权利要求10所述的切割轮(103)。

Claims (11)

1.一种用于隧道掘进机的切割轮(103)的切割辊支架的切割辊轴承部件，所述切割辊轴承部件具有负载测量单元(612、615)和设计用于容纳负载测量单元(612、615)的容纳空间装置，其特征在于，所述负载测量单元具有作为至少一个负载传感器(612、615)的应变计装置，所述应变计装置布置在传感器容纳空间(603、606)的底部上，所述负载测量单元配备有信号处理电子设备(624)，所述信号处理电子设备布置在容纳空间装置的电子设备容纳空间(621)中，所述容纳空间装置具有用于将所述或每个传感器容纳空间(603、606)与电子设备容纳空间(621)相连的传导通道(618)，所述或每个传感器容纳空间(603、606)、传导通道(618)和电子设备容纳空间(621)在外侧密闭地密封，并且所述电子设备容纳空间(621)在内侧利用具有通道线路的密封体(636)相对于外界大气密闭地密封。
2.根据权利要求1所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述负载测量单元具有两个负载传感器(612、615)，所述负载传感器分别布置在容纳空间装置的传感器容纳空间(603、606)中，其中，所述传感器容纳空间(603、606)通过容纳空间装置的传感器容纳空间连接通道(609)相互连接。
3.根据权利要求2所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述切割辊轴承部件构造为C形件(306)，所述C形件C形地构造有测量侧壁(409)和与所述测量侧壁(409)对置的、通过基础区段(415)与测量侧壁(409)连接的配合侧壁(412)。
4.根据权利要求3所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述负载传感器(612、615)布置在所述测量侧壁(409)的中间平面的两侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述密封体(636)布置在所述电子设备容纳空间(621)和所述容纳空间装置的退耦空间(633)之间，并且在外侧构造有金属壁，并且在内侧构造有包围通道线路的玻璃体。
6.根据权利要求5所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述退耦空间(633)通过电缆穿引封闭件(524)与外界大气连接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的切割辊轴承部件，其特征在于，所述退耦空间(633)在外侧利用退耦空间封闭件(518)相对于外界大气密闭地密封，在所述退耦空间封闭件中集成有感应耦合单元(803)。
8.一种用于隧道掘进机的切割轮(103)的切割辊支架，所述切割辊支架配备有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的切割辊轴承部件(306)。
9.根据权利要求8所述的切割辊支架，所述切割辊支架配备有根据权利要求7所述的切割辊轴承部件(306)，其特征在于，另外的感应耦合单元(812)布置在切割辊壳体(203)的支座(903)中，所述切割辊轴承部件(306)安置在切割辊壳体上。
10.一种用于隧道掘进机的切割轮，所述切割轮配备有至少一个根据权利要求8或权利要求9所述的切割辊支架。
11.一种隧道掘进机，所述隧道掘进机配备有根据权利要求10所述的切割轮(103)。
CN202080017629.0A 2019-03-28 2020-03-12 切割辊轴承部件、切割辊支架、切割轮和隧道掘进机 Active CN113518848B (zh)

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