DE102016121466A1 - Control device for a tunnel boring machine - Google Patents

Control device for a tunnel boring machine Download PDF

Info

Publication number
DE102016121466A1
DE102016121466A1 DE102016121466.3A DE102016121466A DE102016121466A1 DE 102016121466 A1 DE102016121466 A1 DE 102016121466A1 DE 102016121466 A DE102016121466 A DE 102016121466A DE 102016121466 A1 DE102016121466 A1 DE 102016121466A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control device
sensor
sensor unit
protective layer
tunnel boring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016121466.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Bernhard Sänger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAENGER GmbH
Sanger GmbH
Original Assignee
SAENGER GmbH
Sanger GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAENGER GmbH, Sanger GmbH filed Critical SAENGER GmbH
Priority to DE102016121466.3A priority Critical patent/DE102016121466A1/en
Publication of DE102016121466A1 publication Critical patent/DE102016121466A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C35/00Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/18Mining picks; Holders therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/003Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/104Cutting tool fixtures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung für eine Tunnelbohrmaschine (1), welche ein bewegliches Kopfteil aufweist, an dessen Stirnseite (3a) Bearbeitungswerkzeuge (5) zum Abtragen eines Gebirges gelagert sind. An der Stirnseite (3a) des Kopfteils ist wenigstens eine Sensoreinheit (9) mit einer deren Innenraum abschließenden Schutzschicht (11) vorgesehen. Bei Aufbrechen der Schutzschicht (11) durch einen Eingriff mit dem Gebirge werden im Innenraum der Sensoreinheit (9) vorhandene Sensormittel freigesetzt und/oder es werden Sensorsignale generiert. Über Zuleitungsmittel werden die Sensormittel und/oder die Sensorsignale zu einer Messvorrichtung (10) geführt und mittels dieser registriert. In Abhängigkeit der in der Messvorrichtung (10) registrierten Sensormittel und/oder Sensorsignale wird ein Kontrollsignal generiert.The invention relates to a control device for a tunnel boring machine (1), which has a movable head part, on whose end face (3a) processing tools (5) are mounted for the removal of a mountain. On the front side (3a) of the head part, at least one sensor unit (9) is provided with a protective layer (11) closing off its interior. When breaking the protective layer (11) by engagement with the mountains existing sensor means are released in the interior of the sensor unit (9) and / or sensor signals are generated. Via supply means, the sensor means and / or the sensor signals are fed to a measuring device (10) and registered by means of this. Depending on the sensor means and / or sensor signals registered in the measuring device (10), a control signal is generated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung für eine Tunnelbohrmaschine.The invention relates to a control device for a tunnel boring machine.

Tunnelbohrmaschinen werden generell zum Bau von Tunnels eingesetzt. Eine derartige Tunnelbohrmaschine weist an ihrer Frontseite ein beweglich gelagertes Kopfteil auf, das je nach Ausbildung der Tunnelbohrmaschine als Bohrkopf oder Schneidrad ausgebildet sein kann. An einer Stirnseite des Kopfteils sind Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen, die in Form von Schneid- oder Räumwerkzeugen ausgebildet sein können. Das Kopfteil sitzt auf einem stationären Teil der Tunnelbohrmaschine auf. Von diesem ist eine Drehdurchführung zu dem Kopfteil geführt, wobei dort Versorgungsleitungen und dergleichen geführt sind, die insbesondere zur Ansteuerung der Bearbeitungswerkzeuge dienen.Tunnel boring machines are generally used for the construction of tunnels. Such a tunnel boring machine has on its front side on a movably mounted head part, which may be formed depending on the design of the tunnel boring machine as a drill head or cutting wheel. On one end face of the head part machining tools are provided, which may be in the form of cutting or broaching tools. The headboard sits on a stationary part of the tunnel boring machine. From this, a rotary feedthrough is guided to the head part, where there supply lines and the like are guided, which serve in particular for controlling the processing tools.

Mit den Bearbeitungswerkzeugen erfolgt ein Abbau eines Gebirges. Das mit den Bearbeitungswerkzeugen abgetragene Gesteinsmaterial wird über einen Materialabzug aus dem Bereich des Kopfteils abtransportiert.With the editing tools is a mining of a mountain. The rock material removed with the processing tools is transported away from the region of the head part via a material take-off.

Ein wesentliches Problem derartiger Tunnelbohrmaschinen besteht darin, dass das Kopfteil mit seinen Bearbeitungswerkzeugen tief im Tunnel geführt ist und somit visuell nicht auf Verschleiß oder Beschädigungen kontrolliert werden kann.An essential problem of such tunnel boring machines is that the head part is guided with its processing tools deep in the tunnel and thus visually can not be checked for wear or damage.

Damit besteht die Gefahr, dass durch Abnutzungen der Bearbeitungswerkzeuge oder des Kopfteils selbst an diesen Einheiten unkontrolliert Beschädigungen auftreten können, was zu sehr hohen Reparaturkosten führt. Zudem ergeben sich durch solche Beschädigungen erhebliche Stillstandszeiten der Tunnelbohrmaschine.There is thus the danger that uncontrolled damage may occur due to wear of the machining tools or of the head part itself on these units, which leads to very high repair costs. In addition, resulting from such damage significant downtime of the tunnel boring machine.

Um derartige Beschädigungen zu vermeiden ist bereits versucht worden, den Verschleiß von Bearbeitungswerkzeugen sensorisch möglichst frühzeitig zu erfassen.In order to avoid such damage has already been tried to detect the wear of machining tools sensory as early as possible.

Aus der DE 10 2005 016 346 B3 ist eine Verschleißmesseinrichtung für eine Tunnelbohrmaschine bekannt, bei welcher das Kopfteil in Form eines Schneidrades ausgebildet ist. Am Schneidrad sind Bearbeitungswerkzeuge in Form von Diskenmeißeln vorgesehen. Die Verschleißmessvorrichtung umfasst einen Magneten, der in einer Verschleißschicht des Diskenmeißels angeordnet ist. Bei einem Verschleiß des Diskenmeißels wird nicht nur dessen Verschleißschicht, sondern auch der Magnet teilweise abgetragen. Dadurch ändert sich der Abstand des Magneten zum Messsensor und damit auch die im Messsensor registrierte Magnetfeldstärke.From the DE 10 2005 016 346 B3 a wear measuring device for a tunnel boring machine is known, in which the head part is designed in the form of a cutting wheel. On the cutting wheel processing tools are provided in the form of Diskenmeißeln. The wear measuring device comprises a magnet which is arranged in a wear layer of the disc bit. In case of wear of the disc chisel not only the wear layer, but also the magnet is partially removed. As a result, the distance of the magnet to the measuring sensor and thus also the magnetic field strength registered in the measuring sensor changes.

Ein erstes Problem besteht darin, dass die Anordnung des Messsensors im Bereich des Magneten zu einer äußerst störanfälligen Signalerzeugung führt, da der Messsensor am Schneidrad äußerst rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist. Zudem ist nachteilig, dass der Magnet im Diskenmeißel integriert werden muss, das heißt die Konstruktion des Bearbeitungswerkzeugs muss an die Sensoranordnung angepasst werden.A first problem is that the arrangement of the measuring sensor in the region of the magnet leads to a very susceptible to signal generation, since the measuring sensor is exposed to the cutting wheel extremely harsh environmental conditions. In addition, it is disadvantageous that the magnet must be integrated in the disc bit, that is, the construction of the machining tool must be adapted to the sensor arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Tunnelbohrmaschine eine Kontrollvorrichtung bereitzustellen, mittels derer eine sichere, zuverlässige und störungssichere Verschleißkontrolle im Bereich deren Kopfteils durchführbar ist.The invention has for its object to provide a control device for a tunnel boring machine, by means of which a safe, reliable and trouble-free wear control in the region of the head part is feasible.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.To solve this problem, the features of claim 1 are provided. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are described in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung für eine Tunnelbohrmaschine, welche ein bewegliches Kopfteil aufweist, an dessen Stirnseite Bearbeitungswerkzeuge zum Abtragen eines Gebirges gelagert sind. An der Stirnseite des Kopfteils ist wenigstens eine Sensoreinheit mit einer deren Innenraum abschließenden Schutzschicht vorgesehen. Bei Beeinträchtigen der Schutzschicht durch einen Eingriff mit dem Gebirge werden im Innenraum der Sensoreinheit vorhandene Sensormittel freigesetzt und/oder es werden Sensorsignale generiert. Über Zuleitungsmittel werden die Sensormittel und/oder die Sensorsignale zu einer Messvorrichtung geführt und mittels dieser registriert. In Abhängigkeit der in der Messvorrichtung registrierten Sensormittel und/oder Sensorsignale wird ein Kontrollsignal generiert.The invention relates to a control device for a tunnel boring machine, which has a movable head part, are mounted on the front side processing tools for removing a mountain. On the front side of the head part, at least one sensor unit is provided with a protective layer closing off its interior. When impairing the protective layer by engagement with the mountains existing sensor means are released in the interior of the sensor unit and / or sensor signals are generated. Via supply means, the sensor means and / or the sensor signals are fed to a measuring device and registered by means of this. Depending on the sensor means registered in the measuring device and / or sensor signals, a control signal is generated.

Ein erster Vorteil der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung besteht darin, dass mit den Sensoreinheiten je nach Positionierung der Verschleiß von Bearbeitungswerkzeugen oder auch der Verschleiß an der Stirnseite des Kopfteils zuverlässig erfasst werden kann, wobei insbesondere vorteilhaft ist, dass die Sensoreinheiten völlig unabhängig von der Konstruktion des Bearbeitungswerkzeugs sind. Die Kontrollvorrichtung kann dabei für Tunnelbohrmaschinen unterschiedlichster Bauarten eingesetzt werden. So kann das Kopfteil von einem Bohrkopf, einem Schneidrad, einer Schürfscheibe oder dergleichen gebildet sein. Weiterhin kann die Kontrollvorrichtung für Tunnelbohrmaschinen in Form von Hartgestein- oder Weichgestein-Maschinen gleichermaßen eingesetzt werden.A first advantage of the control device according to the invention is that with the sensor units depending on the positioning of the wear of machining tools or the wear on the front side of the head part can be reliably detected, which is particularly advantageous that the sensor units are completely independent of the construction of the machining tool , The control device can be used for tunnel boring machines of various designs. Thus, the head part of a drill head, a cutting wheel, a scraper or the like may be formed. Furthermore, the control device for tunnel boring machines in the form of hard rock or soft rock machines can be used equally.

Die Detektion eines Verschleißes der vorgenannten Einheiten erfolgt jeweils dadurch, dass die Schutzschicht einer Sensoreinheit durch den Eingriff des abzutragenden Gebirges aufgebrochen, insbesondere zerstört oder allgemein beeinträchtigt wird. Durch eine geeignete Positionierung der Sensoreinheit wird diese dann beeinträchtigt, wenn die Bearbeitungswerkzeuge bis zu einem gewissen Grad verschlissen sind, das heißt abgetragen sind. In diesem Fall liegen die Sensoreinheiten dicht hinter der Vorderkante der Bearbeitungswerkzeugen. Alternativ können die Sensoreinheiten so in dem Kopfteil integriert sein, dass die Schutzschicht dann aufgebrochen wird, wenn das Gebirge in Kontakt mit der Stirnseite des Kopfteils kommt.The detection of a wear of the aforementioned units takes place in each case in that the protective layer of a sensor unit is broken by the engagement of the mountain to be removed, especially destroyed or generally impaired. By a suitable positioning of the sensor unit, this is impaired if the processing tools are worn to a certain extent, that is worn away. In this case, the sensor units lie close behind the leading edge of the processing tools. Alternatively, the sensor units may be integrated in the head part such that the protective layer is broken when the mountain comes into contact with the end face of the head part.

Das Nachweisprinzip der Kontrollvorrichtung beruht darauf, dass bei Beeinträchtigen der Schutzschicht ein Sensormittel in der Sensoreinheit ein charakteristisches Sensorsignal generiert, das über Zuleitungsmittel der Messvorrichtung zugeführt wird. Die Zuleitungsmittel können leitungsgebunden sein. Alternativ kann die Sensoreinheit berührungslos Sensorsignale an die Messvorrichtung senden. In diesem Fall ist die Sensoreinheit zweckmäßig mit einer autarken Energieversorgung, insbesondere einem Akkumulator, ausgestattet. Alternativ oder zusätzlich kann bei Beeinträchtigen der Schutzschicht einer Sensoreinheit das Sensormittel aus dieser austreten und dann über weitere Zuleitungsmittel der Messvorrichtung zugeführt werden. Prinzipiell ist auch eine visuelle Kontrolle des austretenden Sensormittels möglich.The detection principle of the control device is based on the fact that, when the protective layer is impaired, a sensor means in the sensor unit generates a characteristic sensor signal, which is supplied to the measuring device via supply means. The supply means may be conducted. Alternatively, the sensor unit can send non-contact sensor signals to the measuring device. In this case, the sensor unit is expediently equipped with a self-sufficient power supply, in particular an accumulator. Alternatively or additionally, when the protective layer of a sensor unit is impaired, the sensor means can emerge therefrom and then be supplied to the measuring apparatus via further supply means. In principle, a visual control of the exiting sensor means is possible.

Die Sensoreinheit liefert vorzugsweise quasikontinuierliche Sensorsignale, die eine quantitative Auswertung ermöglichen. Insbesondere können anhand der Sensorsignale mehrere Verschleißstufen definiert werden.The sensor unit preferably supplies quasi-continuous sensor signals which enable a quantitative evaluation. In particular, several wear levels can be defined based on the sensor signals.

Ein wesentlicher Vorteil besteht hierbei darin, dass die Messvorrichtung, die die Sensormittel oder die Sensorsignale detektiert, nicht im Bereich der Stirnseite des Kopfteils angeordnet sein muss. Damit kann die Messvorrichtung an einem Messort platziert werden, wo eine störungsfreie Messung der ausgetretenen Sensormittel oder der Sensorsignale möglich ist. Insbesondere ist die Messvorrichtung im stationären Teil der Tunnelbohrmaschine angeordnet. Damit ist eine zuverlässige und störungssichere Verschleißkontrolle gewährleistet. Dabei kann generell das Kontrollsignal in der Messvorrichtung, die an die zugeordnete Sensoreinheit angepasst ist, direkt erzeugt werden. Alternativ kann zur Generierung des Kontrollsignals eine separate Auswerteeinheit vorgesehen sein, die ebenfalls im stationären Teil der Tunnelbohrmaschine angeordnet ist.A significant advantage here is that the measuring device, which detects the sensor means or the sensor signals, does not have to be arranged in the region of the end face of the head part. Thus, the measuring device can be placed at a measuring location, where a trouble-free measurement of the leaked sensor means or the sensor signals is possible. In particular, the measuring device is arranged in the stationary part of the tunnel boring machine. This ensures a reliable and trouble-free wear control. In general, the control signal in the measuring device, which is adapted to the associated sensor unit, can be generated directly. Alternatively, a separate evaluation unit can be provided for generating the control signal, which is also arranged in the stationary part of the tunnel boring machine.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Kontrollvorrichtung ist in der Sensoreinheit als Sensormittel eine elektrische Schaltungsanordnung vorgesehen, die an Zuleitungsmittel bildende elektrische Leitungen angeschlossen ist. Bei Beeinträchtigen der Schutzschicht ist die elektrische Schaltungsanordnung beeinflusst, wodurch in dieser eine Signaländerung generiert wird, die über die elektrischen Leitungen der Messvorrichtung zugeführt sind.According to a first advantageous embodiment of the control device, an electrical circuit arrangement is provided in the sensor unit as a sensor means, which is connected to supply lines forming electrical lines. When the protective layer is impaired, the electrical circuit arrangement is influenced, as a result of which a signal change is generated which is supplied to the measuring device via the electrical leads.

In diesem Fall kann eine Drehdurchführung, die das bewegliche Kopfteil mit dem stationären Teil der Tunnelbohrmaschine verbindet und die als Führung von Versorgungsleitungen für die Bearbeitungswerkzeuge und dergleichen dient, zur Führung der vorzugsweise in Form von Busleitungen ausgebildeten elektrischen Leitungen genutzt werden. Durch diese Mehrfachnutzung der Drehdurchführung kann der Aufwand zur Führung der Zuleitungsmittel von der Sensoreinheit zur Messvorrichtung gering gehalten werden.In this case, a rotary leadthrough which connects the movable head part to the stationary part of the tunnel boring machine and which serves as a guide of supply lines for the machining tools and the like can be used to guide the electrical lines, preferably in the form of bus lines. Through this multiple use of the rotary feedthrough, the effort to guide the supply line from the sensor unit to the measuring device can be kept low.

Besonders vorteilhaft weist die elektrische Schaltungsanordnung eine Anzahl von räumlich versetzten Schaltkreisen mit Widerständen, Spulen und/oder Kondensatoren sowie gegebenenfalls Halbleiterbauelementen auf, wobei bei Beeinträchtigen der Schutzschicht wenigstens ein Schaltkreis aufgebrochen wird.Particularly advantageously, the electrical circuit arrangement has a number of spatially offset circuits with resistors, coils and / or capacitors and optionally semiconductor components, wherein at least one circuit is broken when the protective layer is impaired.

Die so ausgebildete Schaltungsanordnung weist einen kostengünstigen, robusten Aufbau auf. Da die Schaltungsanordnung mehrere Schaltkreise aufweist, die bei einem Beeinträchtigen der Schutzschicht ansprechen können, wird eine redundante Signalgenerierung erzielt, was zu einer hohen Nachweisempfindlichkeit führt.The circuit arrangement formed in this way has a cost-effective, robust construction. Since the circuit arrangement has a plurality of circuits capable of responding to deterioration of the protective layer, redundant signal generation is achieved, resulting in high detection sensitivity.

Anstelle eines Fluids kann auch ein Gas vorgesehen sein.Instead of a fluid, a gas may also be provided.

Die Messvorrichtung ist an die so ausgebildete Sensoreinheit angepasst und umfasst eine elektronische Nachweisschaltung mit der die elektrischen Sensorsignale der Sensoreinheit ausgewertet werden können.The measuring device is adapted to the thus formed sensor unit and comprises an electronic detection circuit with which the electrical sensor signals of the sensor unit can be evaluated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Kontrollvorrichtung ist in der Sensoreinheit als Sensormittel ein Fluid vorhanden. Bei Aufbrechen der Schutzschicht wird durch das Gebirge eine Druckerhöhung im Fluid bewirkt. According to a further advantageous embodiment of the control device, a fluid is present in the sensor unit as a sensor means. When breaking the protective layer is caused by the mountains an increase in pressure in the fluid.

Dabei wird die Druckerhöhung im Fluid über eine das Zuleitungsmittel bildende Leckageleitung zur Messvorrichtung geführt.The pressure increase in the fluid is conducted via a leakage line forming the supply line to the measuring device.

Auch in diesem Fall kann die Drehdurchführung zur Führung des Zuleitungsmittels verwendet werden.Also in this case, the rotary feedthrough can be used to guide the supply means.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Kontrollvorrichtung sind in der Sensoreinheit als Sensormittel Transponder vorhanden.According to a further advantageous embodiment of the control device, transponders are present in the sensor unit as a sensor means.

Die über die Zuleitungsmittel der ein RFID-Lesegerät aufweisenden Transponder, bilden Sensormittel, die aufgrund ihrer kodierten Signale sehr sicher und eindeutig nachgewiesen werden können. Weiter ist vorteilhaft, dass die Transponder zum Beispiel als Kunststoff-Teile ausgebildet sein können, die äußerst resident gegen Umgebungseinflüsse sind. The transponders which have an RFID reader via the supply means of the sensor form sensor means which can be detected very reliably and unambiguously on account of their coded signals. It is also advantageous that the transponders can be designed, for example, as plastic parts which are extremely resident to environmental influences.

Gemäß einer vorteilhaften Variante sind bei einer Beeinträchtigung der Schutzschicht die Transponder einer die Zuleitungsmittel bildenden Messleitung zugeführt.According to an advantageous variant, if the protective layer is impaired, the transponders are supplied to a measuring line forming the supply line.

Dabei kann auch in diesem Fall die Messleitung durch die in der Tunnelbohrmaschine bereits vorhandene Drehdurchführung geführt werden, so dass zur Führung der Messleitung kein zusätzlicher konstruktiver Aufwand nötig ist.In this case, the measuring line can be guided by the already existing in the tunnel boring machine rotary feedthrough in this case, so that no additional design effort is necessary to guide the measuring line.

Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausführung ist bei intakter Schutzschicht der Ausgang des Innenraums der Sensoreinheit zur Messleitung mittels einer Verriegelung verriegelt. Bei Beeinträchtigen der Schutzschicht ist die Verriegelung selbsttätig aufgehoben.According to a structurally advantageous embodiment, with an intact protective layer, the output of the interior of the sensor unit to the measuring line is locked by means of a lock. When impairing the protective layer, the lock is automatically canceled.

Damit wird auf konstruktiv einfache Weise erreicht, dass bei einer Sensoreinheit mit intakter Schutzschicht die Transponder sicher im Innenraum der Sensoreinheit gehalten werden und dass bei Beeinträchtigen der Schutzschicht die Transponder in die Messleitung geführt werden.This is achieved in a structurally simple manner that in a sensor unit with an intact protective layer, the transponders are held securely in the interior of the sensor unit and that when impairing the protective layer, the transponder are guided into the measuring line.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung sind als Zuleitungsmittel Fördermittel vorgesehen, welchen aus der oder jeder Sensoreinheit austretende Sensormittel zugeführt sind.According to a further advantageous variant of the invention, delivery means are provided as delivery means to which sensor means emerging from the or each sensor unit are supplied.

Da als Zuleitungsmittel zur Zuleitung von aus den Sensoreinheiten austretenden Sensormittel in der Tunnelbohrmaschine bereits vorhandene Fördermittel genutzt werden können, ist zur Ausbildung der Zuleitungsmittel kein zusätzlicher konstruktiver Aufwand erforderlich.Since already existing funding can be used as a supply means for the supply of emerging from the sensor units sensor means in the tunnel boring machine, no additional design effort is required to form the supply line.

Dieses Konzept der Nutzung von Fördermitteln als Zuleitungsmittel zum Transport der Sensormittel zu der Messvorrichtung kann für Tunnelbohrmaschinen beliebiger Bauart, insbesondere auch in Form von Hartgestein-Maschinen oder in Form von Weichgestein-Maschinen genutzt werden.This concept of the use of conveying means as a supply means for transporting the sensor means to the measuring device can be used for tunnel boring machines of any type, especially in the form of hard rock machines or in the form of soft rock machines.

Bei Hartgestein-Maschinen muss aufgrund der hohen Stabilität des abzutragenden Gebirges bei dem Betrieb der Tunnelbohrmaschine kein Stützdruck zur Abstützung des Gebirges aufgebaut werden. In diesem Fall weist die Tunnelbohrmaschine zum Abtransport des mit den Bearbeitungswerkzeugen abgebauten Gebirges einen Materialabzug auf. Weiterhin ist eine Staubabsaugung vorgesehen, um im Bereich des Kopfteils entstehende Stäube abzuführen.In hard rock machines, no support pressure must be built to support the mountain due to the high stability of the mountains to be removed during operation of the tunnel boring machine. In this case, the tunnel boring machine has a material removal for the removal of the mined with the processing tools mountains. Furthermore, a dust extraction is provided to dissipate dust arising in the region of the head part.

In diesem Fall können sowohl der Materialabzug als auch die Staubabsaugung als Zuleitungsmittel verwendet werden.In this case, both the material removal and the dust extraction can be used as supply means.

Bei Weichgestein-Maschinen muss aufgrund der geringen Stabilität des abzutragenden Gebirges bei dem Betrieb der Tunnelbohrmaschine ein Stützdruck aufgebaut werden. Vorteilhaft arbeitet die Tunnelbohrmaschine in diesem Fall nach dem Hydro-Schild-Verfahren. Bei diesem Verfahren wird, vorzugsweise über die Drehdurchführung, ein fluides Stützmedium, beispielsweise eine Suspension zum Kopfteil gefördert, wo sich dieses mit dem abgetragenen Gebirge zu einem Schlamm vermischt, der über den Materialabzug aus dem Bereich des Kopfteils abtransportiert wird. Um weiterhin auch entstehende Gase aus dem Bereich des Kopfteils abzuleiten ist eine Entlüftungsleitung vorgesehen.In soft rock machines, a support pressure must be built up due to the low stability of the mountains to be removed during operation of the tunnel boring machine. Advantageously, the tunnel boring machine works in this case according to the hydro-shield method. In this method, preferably via the rotary feedthrough, a fluid support medium, for example a suspension conveyed to the head part, where this mixes with the removed mountains to form a sludge, which is transported via the material discharge from the region of the head part. In order to further divert also emerging gases from the region of the head part, a vent line is provided.

In diesem Fall können der Materialabzug und die Entlüftungsleitung als Zuleitungsmittel genutzt werden.In this case, the material discharge and the vent line can be used as supply means.

Über diese Fördermittel als Zuleitungsmittel können allgemein Sensormittel, die nach Beeinträchtigung der Schutzschicht aus dem Innenraum der Sensoreinheit austreten, der Messvorrichtung zugeführt werden.By means of these conveying means as feeding means, sensor means which emerge from the interior of the sensor unit after impairment of the protective layer can generally be supplied to the measuring device.

Diese Sensormittel können einerseits von Transpondern gebildet sein.These sensor means may be formed on the one hand by transponders.

Weiterhin können über Zuleitungsmittel in Form von Fördermitteln Sensormittel in Form von olfaktorischen, optischen, chemischen, biologischen oder radiologischen Medien transportiert werden.Furthermore, sensor means in the form of olfactory, optical, chemical, biological or radiological media can be transported via supply means in the form of conveying means.

Die Messvorrichtung ist dann an die jeweiligen Sensormittel angepasst, um diese sicher nachweisen zu können.The measuring device is then adapted to the respective sensor means in order to be able to reliably detect them.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Tunnelbohrmaschine mit der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung.
  • 2: Erstes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß 1.
  • 3: Zweites Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß 1.
  • 4: Drittes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß 1.
  • 5: Viertes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß 1.
  • 6: Fünftes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß 1.
The invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 : Schematic representation of an embodiment of a tunnel boring machine with the control device according to the invention.
  • 2 : First embodiment of a sensor unit of the control device according to 1 ,
  • 3 Second embodiment of a sensor unit of the control device according to 1 ,
  • 4 Third embodiment of a sensor unit of the control device according to 1 ,
  • 5 Fourth embodiment of a sensor unit of the control device according to 1 ,
  • 6 Fifth exemplary embodiment of a sensor unit of the control device according to FIG 1 ,

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Tunnelbohrmaschine 1. Die Tunnelbohrmaschine 1 ist im vorliegenden Fall als Hartgestein-Maschine ausgebildet. Die Erfindung umfasst generell auch beliebige andere Tunnelbohrmaschinen, insbesondere auch Tunnelbohrmaschinen 1 in Form von Weichgestein-Maschinen. 1 schematically shows an embodiment of a tunnel boring machine 1. The tunnel boring machine 1 is formed in the present case as a hard rock machine. The invention generally also includes any other tunnel boring machines, in particular tunnel boring machines 1 in the form of soft rock machines.

Die Tunnelbohrmaschine 1 weist in bekannter Weise einen Schildmantel 2 auf, der eine nicht dargestellte Befestigung für einen ein Kopfteil bildenden Bohrkopf 3 aufweist, so dass der Bohrkopf 3 an der Vorderseite des Schildmantels 2 beweglich, insbesondere drehbar gelagert ist.The tunnel boring machine 1 has a shield shell 2 in a known manner, which has a fastening, not shown, for a head part forming a drill head 3, so that the drill head 3 on the front of the shield shell 2 is movable, in particular rotatably mounted.

Zur Ankopplung des Bohrkopfs 3 an den feststehenden Teil der Tunnelbohrmaschine 1 ist eine Drehdurchführung 4 vorgesehen. Über die Drehdurchführung 4 sind Versorgungsleitungen vom stationären Teil der Tunnelbohrmaschine 1 zum Bohrkopf 3 geführt. Weiterhin können Steuerleitungen, Hydraulikleitungen, Scharniermittelleitungen und dergleichen durch die Drehdurchführung geführt sein. Die Bearbeitungswerkzeuge 5, die in 1 schematisch dargestellt sind, sind in nicht dargestellten Werkzeughaltern oder Werkzeugbefestigungen so gelagert, dass die über die Stirnseite 3a des Bohrkopfs 3 hervorstehen. Die Bearbeitungswerkzeuge 5 sind im vorliegenden Fall von Räumwerkzeugen gebildet. Generell können die Bearbeitungswerkzeuge 5 auch als Schneidwerkzeuge ausgebildet sein, wobei dann vorteilhaft das Kopfteil in Form von Schneidrads ausgebildet ist.For coupling the drill head 3 to the stationary part of the tunnel boring machine 1, a rotary feedthrough 4 is provided. About the rotary feedthrough 4 supply lines from the stationary part of the tunnel boring machine 1 are guided to the drill head 3. Furthermore, control lines, hydraulic lines, hinge center lines and the like can be guided through the rotary feedthrough. The machining tools 5, which are in 1 are shown schematically, are not shown in tool holders or tool fixtures mounted so that they protrude beyond the end face 3 a of the drill head 3. The processing tools 5 are formed in the present case of broaching tools. In general, the processing tools 5 may also be formed as cutting tools, in which case advantageously the head part is designed in the form of cutting wheel.

Mit den Bearbeitungswerkzeugen 5 wird das an die Stirnseite 3a des Bohrkopfs 3 angrenzende Gebirge abgetragen. Das abgetragene Gebirge sammelt sich in einem Abbauraum 6 und wird mit eines Materialabzugs 7 aus dem Bereich des Bohrkopfs 3 entfernt. Über eine Staubabsaugung 8 wird bei der Abtragung des Gebirges entstehender Staub aus dem Bereich des Abbauraumes 6 abgeführt. With the processing tools 5, the mountains adjacent to the front side 3a of the drill head 3 are removed. The abraded mountain area collects in a working space 6 and is removed from the area of the drill head 3 with a material take-off 7. About a dust extraction 8 dust is removed from the area of the working space 6 in the removal of the mountain.

Um einen Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge 5 oder des Bohrkopfs 3 rechtzeitig zu erfassen, ist erfindungsgemäß eine Kontrollvorrichtung vorgesehen. Weiterhin können mit der Kontrollvorrichtung auch mit dem Bohrkopf 3 wechselwirkende Elemente der Tunnelbohrmaschine 1 erfasst werden. Die Kontrollvorrichtung umfasst wenigstens eine Sensoreinheit 9. Die oder jede Sensoreinheit 9 ist über Zuleitungsmittel an eine Messvorrichtung 10 angeschlossen, die im stationären Teil der Tunnelbohrmaschine 1 angeordnet ist. Die Messvorrichtung 10 ist an die Ausbildung der Sensoreinheiten 9 angepasst.In order to detect wear of the machining tools 5 or the drill head 3 in a timely manner, a control device is provided according to the invention. Furthermore, interacting with the drill 3 interacting elements of the tunnel boring machine 1 can be detected with the control device. The control device comprises at least one sensor unit 9. The or each sensor unit 9 is connected via supply means to a measuring device 10, which is arranged in the stationary part of the tunnel boring machine 1. The measuring device 10 is adapted to the design of the sensor units 9.

Das Funktionsprinzip der Kontrollvorrichtung ist derart, dass an der dem Gebirge zugewandten Stirnseite 3a der Sensoreinheit 9 eine Schutzschicht 11 vorgesehen ist. Die Sensoreinheit 9 ist so positioniert, dass bei einem beginnenden Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge 5 das Gebirge in Eingriff mit der Schutzschicht 11 kommt und diese aufbricht. Weiterhin können Sensoreinheiten 9 auch derart im Bereich der Stirnseite 3a des Bohrkopfs 3 so angeordnet sein, dass mit Aufbrechen der Schutzschicht 11 ein Verschleiß dieser Stirnseite 3a detektiert wird.The operating principle of the control device is such that a protective layer 11 is provided on the end face 3a of the sensor unit 9 facing the mountains. The sensor unit 9 is positioned such that when the cutting tools 5 start to wear, the mountain comes into engagement with the protective layer 11 and breaks it open. Furthermore, sensor units 9 can also be arranged in the region of the end face 3 a of the drill head 3 in such a way that, when the protective layer 11 breaks, wear of this end face 3 a is detected.

Generell tritt bei Aufbrechen der Schutzschicht 11 ein Sensormittel aus dem Innenraum der Sensoreinheit 9 aus und wird über die Zuleitungsmittel der Messvorrichtung 10 zugeführt, wo die Sensormittel registriert werden. Alternativ oder zusätzlich werden bei Aufbrechen der Schutzschicht 11 in der Sensoreinheit 9 Sensorsignale generiert, die über Zuleitungsmittel an die Messvorrichtung 10 übertragen werden.When the protective layer 11 breaks open, a sensor means generally emerges from the interior of the sensor unit 9 and is supplied via the supply means to the measuring apparatus 10, where the sensor means are registered. Alternatively or additionally, when the protective layer 11 breaks open in the sensor unit 9, sensor signals are generated which are transmitted to the measuring device 10 via supply means.

Anhand der in der Messvorrichtung 10 registrierten Sensormitteln und/oder Sensorsignale wird ein Kontrollsignal generiert, dass einem Benutzer den Verschleiß im Bereich des Bohrkopfs 3 signalisiert. Das Kontrollsignal kann in der Messvorrichtung 10 selbst oder in einer an die Messvorrichtung 10 angeschlossenen Auswerteeinheit generiert, wobei hierzu eine Rechnereinheit in der Messvorrichtung 10 oder in der Auswerteeinheit vorgesehen ist. Das Kontrollsignal wird mit einer Anzeigeeinheit angezeigt oder über eine Schnittstelle an eine externe Einheit ausgegeben.Based on the sensor means registered in the measuring device 10 and / or sensor signals, a control signal is generated that signals a user wear in the region of the drill head 3. The control signal can be generated in the measuring device 10 itself or in an evaluation unit connected to the measuring device 10, for which purpose a computer unit is provided in the measuring device 10 or in the evaluation unit. The control signal is displayed with a display unit or output via an interface to an external unit.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 9. Im Innenraum der Sensoreinheit 9 ist ein Fluid 12 gelagert. Alternativ kann dort auch ein Gas gelagert sein. An der der Schutzschicht 11 abgewandten Seite der Sensoreinheit 9 befindet sich ein Anschluss 13, an den eine ein Zuleitungsmittel bildende Leckageleitung 14 angeschlossen ist. Die Leckageleitung 14 ist durch die Drehdurchführung 4 zur Messvorrichtung 10 geführt. Bei intakter Schutzschicht 11 herrscht ein Druck p im Innenraum der Sensoreinheit 9. Wird die Schutzschicht 11 durch das Gebirge aufgebrochen, so drückt die Frontschicht 15 des Gebirges gegen das Fluid 12 im Innenraum der Sensoreinheit 9, wodurch eine Druckerhöhung erfolgt. Der erhöhte Druck p + Δp wird über die Leckageleitung 14 an die Messvorrichtung 10 weitergeleitet, wo dieser mit einer Druckmesseinrichtung registriert wird, worauf das Kontrollsignal generiert wird. Alternativ kann auch ein Volumenstrom gemessen werden. 2 shows a first embodiment of the sensor unit according to the invention 9. In the interior of the sensor unit 9, a fluid 12 is mounted. Alternatively, there may be stored a gas there. On the side facing away from the protective layer 11 of the sensor unit 9 is a terminal 13, to which a supply line forming a leakage line 14 is connected. The leakage line 14 is guided through the rotary feedthrough 4 to the measuring device 10. If the protective layer 11 is intact, there is a pressure p in the interior of the sensor unit 9. If the protective layer 11 is broken by the mountain, the front layer 15 of the mountain pushes against the fluid 12 in the interior of the sensor unit 9, whereby an increase in pressure takes place. The increased pressure p + Δp is forwarded via the leakage line 14 to the measuring device 10, where it is registered with a pressure measuring device, whereupon the control signal is generated. Alternatively, a volume flow can also be measured.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 9. In diesem Fall ist im Innenraum der Sensoreinheit 9 ein optisches Medium 16 als Sensormittel gelagert, das über eine Befüllöffnung 17 der Sensoreinheit 9 zugeführt ist. Im vorliegenden Fall ist ein optisch aktives, zum Beispiel fluoreszierendes Medium im Innenraum der Sensoreinheit 9 gelagert. Bei Aufbrechen der Schutzschicht 11 tritt das optische Medium 16 aus der Sensoreinheit 9 und wird über die Staubabsaugung 8 oder den Materialabzug 7 der Messvorrichtung 10 zugeführt. Dort sind geeignete Nachweismittel zum Nachweis des optischen Mediums 16 vorgesehen. 3 shows a second embodiment of the sensor unit 9 according to the invention. In this case, an optical medium 16 is mounted as a sensor means in the interior of the sensor unit 9, the above a filling opening 17 of the sensor unit 9 is supplied. In the present case, an optically active, for example, fluorescent medium is stored in the interior of the sensor unit 9. When the protective layer 11 breaks open, the optical medium 16 emerges from the sensor unit 9 and is supplied to the measuring device 10 via the dust extraction 8 or the material take-off 7. There, suitable detection means for detecting the optical medium 16 are provided.

Anstelle eines optischen Mediums 16 können auch biologische, chemische oder radiologische Medien im Innenraum der Sensoreinheit 9 gelagert werden. Diese können mit entsprechend angepassten Nachweismitteln in der Messvorrichtung 10 erfasst werden. Instead of an optical medium 16, biological, chemical or radiological media can also be stored in the interior of the sensor unit 9. These can be detected in the measuring device 10 with appropriately adapted detection means.

4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Sensoreinheit 9. In diesem Fall ist in der Sensoreinheit 9 eine Flüssigkeit vorgesehen, wobei dieser eine Anzahl von Transpondern 18 zugefügt ist. Die Befüllung des Innenraums kann beispielsweise mit einer Zuleitung 19 erfolgen. Bei Aufbrechen der Schutzschicht 11 entweichen die Transponder 18 aus der Sensoreinheit 9 und werden über die Staubabsaugung 8 oder den Materialabzug 7 der Messvorrichtung 10 zugeführt. In der Messvorrichtung 10 ist eine RFID-Leseeinheit integriert, mit der die Transponder 18 registriert werden, worauf das Kontrollsignal generiert wird. 4 shows a third embodiment of the sensor unit 9. In this case, a liquid is provided in the sensor unit 9, wherein this a number of transponders 18 is added. The filling of the interior can be done for example with a supply line 19. When the protective layer 11 breaks open, the transponders 18 escape from the sensor unit 9 and are supplied to the measuring device 10 via the dust extraction device 8 or the material take-off 7. In the measuring device 10, an RFID reading unit is integrated, with which the transponder 18 are registered, whereupon the control signal is generated.

5 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der 4. In diesem Fall führen Messleitungen 20a, 20b zu der Sensoreinheit 9, wobei eine Messleitung 20a eine Vorlaufleitung und eine Messleitung 20b eine Rücklaufleitung bildet. Die Messleitungen 20a, 20b sind über die Drehdurchführung 4 zur Messvorrichtung 10 geführt. Im Innenraum der Sensoreinheit 9 befindet sich wieder eine Flüssigkeit mit Transpondern 18. Eine Öffnung in der Wand der Sensoreinheit 9, die eine Verbindung zu den Messleitungen 20a, 20b herstellt, ist, solange die Schutzschicht 11 der Sensoreinheit 9 nicht aufgebrochen ist, mittels einer Verriegelung in Form eines mechanischen Verriegelungselements 21 verschlossen. Dadurch ist der Flüssigkeitskreislauf von der Vorlaufleitung über den Innenraum der Sensoreinheit 9 und zurück zur Rücklaufleitung unterbrochen, das heißt die Transponder 18 können nicht aus dem Innenraum der Sensoreinheit 9 entweichen. 5 shows a modification of the embodiment of the 4 , In this case, measuring lines 20a, 20b lead to the sensor unit 9, wherein a measuring line 20a forms a feed line and a measuring line 20b forms a return line. The measuring lines 20a, 20b are guided via the rotary leadthrough 4 to the measuring device 10. In the interior of the sensor unit 9 is again a liquid with transponders 18. An opening in the wall of the sensor unit 9, which establishes a connection to the measuring leads 20a, 20b, as long as the protective layer 11 of the sensor unit 9 is not broken, by means of a lock closed in the form of a mechanical locking element 21. As a result, the liquid circuit is interrupted by the flow line via the interior of the sensor unit 9 and back to the return line, that is, the transponder 18 can not escape from the interior of the sensor unit 9.

Sobald durch den Eingriff mit dem Gebirge die Schutzschicht 11 der Sensoreinheit 9 aufgebrochen wird, wird die Verriegelung mit dem Verriegelungselement 21 aufgehoben und die Transponder 18 gelangen über die Rücklaufleitung zur Messvorrichtung 10 wo sie detektiert werden.As soon as the protective layer 11 of the sensor unit 9 is broken by the engagement with the mountains, the locking with the locking element 21 is released and the transponders 18 reach via the return line to the measuring device 10 where they are detected.

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit 9. In diesem Fall ist im Innenraum eine elektrische Schaltungsanordnung mit mehreren Schaltkreisen 22 vorgesehen. Diese können auf einer Leiterplatte angeordnet sein, in dem Innenraum der Sensoreinheit 9 angeordnet ist. Diese elektrische Schaltungsanordnung ist über elektrische Leitungen 23 an die Messvorrichtung 10 angeschlossen. Die elektrischen Leitungen 23 sind als Busleitungen ausgebildet und über die Drehdurchführung 4 zur Messvorrichtung 10 geführt. Solange die Schutzschicht 11 intakt ist, sind die Schaltkreise 22 geschlossen und generieren elektrische Sollwertsignale. Sobald die Schutzschicht 11 der Sensoreinheit 9 aufgebrochen wird, wird wenigstens ein Schaltkreis 22 unterbrochen und die elektrischen Signale, die in der Messvorrichtung 10 registriert werden, weichen von den Sollwertsignalen ab, worauf das Kontrollsignal generiert wird. 6 shows a further embodiment of a sensor unit 9. In this case, an electrical circuit arrangement with a plurality of circuits 22 is provided in the interior. These can be arranged on a printed circuit board in which the interior of the sensor unit 9 is arranged. This electrical circuit arrangement is connected to the measuring device 10 via electrical lines 23. The electrical lines 23 are formed as bus lines and guided via the rotary feedthrough 4 to the measuring device 10. As long as the protective layer 11 is intact, the circuits 22 are closed and generate electrical setpoint signals. As soon as the protective layer 11 of the sensor unit 9 is broken, at least one circuit 22 is interrupted and the electrical signals registered in the measuring device 10 deviate from the setpoint signals, whereupon the control signal is generated.

Im vorliegenden Fall bestehen die Schaltkreise 22 aus einfachen Leiterschleifern. Eine Signalerhöhung der nachzuweisenden elektrischen Signale kann dadurch erhalten werden, wenn in den Schaltkreisen 22 geeignete Bauelemente wie Widerstände, Spulen und/oder Kondensatoren vorhanden sind.In the present case, the circuits 22 consist of simple conductor grinders. An increase in the signal of the electrical signals to be detected can be obtained if 22 suitable components such as resistors, coils and / or capacitors are present in the circuits.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

(1)(1)
Tunnelbohrmaschinetunnel boring machine
(2)(2)
Schildmantelshield skin
(3)(3)
Bohrkopfwellhead
(3a)(3a)
Stirnseitefront
(4)(4)
DrehdurchführungRotary union
(5)(5)
Bearbeitungswerkzeugprocessing tool
(6)(6)
Abbauraumworking space
(7)(7)
Materialabzugmaterial withdrawal
(8)(8th)
StaubabsaugungDust extraction
(9)(9)
Sensoreinheitsensor unit
(10)(10)
Messvorrichtungmeasuring device
(11)(11)
Schutzschichtprotective layer
(12)(12)
Fluidfluid
(13)(13)
Anschlussconnection
(14)(14)
Leckageleitungleakage line
(15)(15)
Frontschichtfront layer
(16)(16)
optisches Mediumoptical medium
(17)(17)
Befüllöffnungfilling
(18)(18)
Transpondertransponder
(19)(19)
Zuleitungsupply
(20a, 20b)(20a, 20b)
MessleitungMeasurement line
(21) (21)
Verriegelungselementlocking element
(22)(22)
Schaltkreiscircuit
(23)(23)
elektrische Leitungelectrical line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005016346 B3 [0007]DE 102005016346 B3 [0007]

Claims (23)

Kontrollvorrichtung für eine Tunnelbohrmaschine (1), welche ein bewegliches Kopfteil aufweist, an dessen Stirnseite (3a) Bearbeitungswerkzeuge (5) zum Abtragen eines Gebirges gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite (3a) des Kopfteils wenigstens eine Sensoreinheit (9) mit einer deren Innenraum abschließenden Schutzschicht (11) vorgesehen ist, dass bei Beeinträchtigen der Schutzschicht (11) durch einen Eingriff mit dem Gebirge im Innenraum der Sensoreinheit (9) vorhandene Sensormittel freigesetzt werden und/oder Sensorsignale generiert werden, dass über Zuleitungsmittel die Sensormittel und/oder die Sensorsignale zu einer Messvorrichtung (10) geführt und mittels dieser registriert werden, und dass in Abhängigkeit der in der Messvorrichtung (10) registrierten Sensormittel und/oder Sensorsignale ein Kontrollsignal generiert wird.Control device for a tunnel boring machine (1), which has a movable head part, on the end face (3a) processing tools (5) are mounted for removing a mountain, characterized in that at least one sensor unit (9) on the end face (3a) of the head part a protective layer (11) is provided which, when the protective layer (11) is impaired, is released by an engagement with the mountain in the interior of the sensor unit (9) and / or sensor signals are generated, that via sensor means the sensor means and / or or the sensor signals are conducted to a measuring device (10) and registered by means of this, and that a control signal is generated as a function of the sensor means and / or sensor signals registered in the measuring device (10). Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoreinheiten (9) vorgesehen sind, wobei deren Sensormittel und/ oder die Sensorsignale über die Zuleitungsmittel der Messvorrichtung (10) zugeführt sind.Control device after Claim 1 , characterized in that a plurality of sensor units (9) are provided, wherein the sensor means and / or the sensor signals via the supply means of the measuring device (10) are supplied. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Sensoreinheit (9) an der Stirnseite (3a) des Kopfteils so angeordnet ist, dass bei einer Beeinträchtigung wenigstens eines Bearbeitungswerkzeugs (5) oder bei einer Beeinträchtigung der Stirnseite (3a) des Kopfteils selbst die Schutzschicht (11) der Sensoreinheit (9) beeinträchtigt wird.Control device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the or each sensor unit (9) on the end face (3a) of the head part is arranged so that at a deterioration of at least one machining tool (5) or in a deterioration of the end face (3a) of the head part itself the protective layer (11 ) of the sensor unit (9) is impaired. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil von einem beweglich gelagerten Bohrkopf (3) oder Schneidrad gebildet ist.Control device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the head part is formed by a movably mounted drill head (3) or cutting wheel. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (10) in einem stationären Teil der Tunnelbohrmaschine (1) angeordnet ist.Control device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the measuring device (10) is arranged in a stationary part of the tunnel boring machine (1). Kontrollvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass von dem beweglich gelagerten Kopfteil eine Drehdurchführung (4) zu dem stationären Teil der Tunnelbohrmaschine (1) führt, wobei in der Drehdurchführung (4) Zuleitungsmittel verlaufen.Control device after Claim 5 , characterized in that of the movably mounted head part, a rotary feedthrough (4) leads to the stationary part of the tunnel boring machine (1), wherein in the rotary feedthrough (4) supply means extend. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sensoreinheit (9) als Sensormittel eine elektrische Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die an Zuleitungsmittel bildende elektrische Leitungen (23) angeschlossen ist, und dass bei Beeinträchtigen der Schutzschicht (11) die elektrische Schaltungsanordnung beeinflusst ist, wodurch in dieser eine Signaländerung generiert wird, die über die elektrischen Leitungen der Messvorrichtung (10) zugeführt sind.Control device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that in the sensor unit (9) as the sensor means an electrical circuit arrangement is provided, which is connected to supply means forming electrical lines (23), and that when impairing the protective layer (11), the electrical circuit arrangement is influenced, whereby in this one Signal change is generated, which are supplied via the electrical leads of the measuring device (10). Kontrollvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen in der Drehdurchführung (4) verlaufen.Control device after Claim 7 , characterized in that the electrical lines in the rotary feedthrough (4) extend. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen als Busleitungen ausgebildet sind.Control device after Claim 8 , characterized in that the electrical lines are formed as bus lines. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltungsanordnung eine Anzahl von räumlich versetzten Schaltkreisen (22) mit Widerständen, Spulen und/oder Kondensatoren aufweist, wobei bei Beeinträchtigen der Schutzschicht (11) wenigstens ein Schaltkreis (22) aufgebrochen wird.Control device according to one of Claims 7 to 9 , characterized in that the electrical circuit arrangement comprises a number of spatially offset circuits (22) with resistors, coils and / or capacitors, wherein upon impairment of the protective layer (11) at least one circuit (22) is broken. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sensoreinheit (9) als Sensormittel ein Fluid (12) oder ein Gas vorhanden ist, und dass bei Beeinträchtigen der Schutzschicht (11) durch das Gebirge von diesem eine Druckerhöhung im Fluid (12) bewirkt wird.Control device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that in the sensor unit (9) as a sensor means a fluid (12) or a gas is present, and that when impairing the protective layer (11) by the mountains of this an increase in pressure in the fluid (12) is effected. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhung im Fluid (12) über eine das Zuleitungsmittel bildende Leckageleitung (14) zur Messvorrichtung (10) geführt wird.Control device after Claim 11 , characterized in that the pressure increase in the fluid (12) via a supply line forming the leakage line (14) to the measuring device (10) is guided. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckageleitung (14) in der Drehdurchführung (4) verläuft.Control device after Claim 12 , characterized in that the leakage line (14) extends in the rotary feedthrough (4). Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sensoreinheit (9) als Sensormittel Transponder (18) vorhanden sind.Control device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that in the sensor unit (9) as a sensor means transponder (18) are present. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Beeinträchtigen der Schutzschicht (11) die Transponder (18) einer die Zuleitungsmittel bildenden Messleitung (20a, 20b) zugeführt sind.Control device after Claim 14 , characterized in that when the protective layer (11) is impaired, the transponders (18) are fed to a measuring line (20a, 20b) forming the supply line. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei intakter Schutzschicht (11) der Ausgang des Innenraums der Sensoreinheit (9) zur Messleitung (20a, 20b) mittels einer Verriegelung verriegelt ist, und dass bei Beeinträchtigen der Schutzschicht (11) die Verriegelung selbsttätig aufgehoben ist.Control device after Claim 15 , characterized in that with an intact protective layer (11), the output of the interior of the sensor unit (9) to the measuring line (20a, 20b) is locked by means of a lock, and that when impairing the protective layer (11), the lock is automatically canceled. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messleitung (20a, 20b) in der Drehdurchführung (4) verläuft. Control device according to one of Claims 15 or 16 , characterized in that the measuring line (20a, 20b) extends in the rotary feedthrough (4). Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuleitungsmittel Fördermittel vorgesehen sind, welchen aus der oder jeder Sensoreinheit (9) austretende Sensormittel zugeführt sind.Control device according to one of Claims 1 to 17 , characterized in that conveying means are provided as supply means, which are supplied from the or each sensor unit (9) exiting sensor means. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungsmittel von einem Materialabzug (7) der Tunnelbohrmaschine (1) gebildet sind.Control device after Claim 18 , characterized in that the supply means of a material deduction (7) of the tunnel boring machine (1) are formed. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als Hartgestein-Maschine ausgebildeten Tunnelbohrmaschine (1) eine Staubabsaugung (8) ein Zuleitungsmittel bildet.Control device according to one of Claims 18 or 19 , characterized in that in a designed as a hard rock machine tunnel boring machine (1) a dust extraction (8) forms a supply means. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als Weichgestein-Maschine ausgebildeten Tunnelbohrmaschine (1) eine Entlüftungsleitung ein Zuleitungsmittel bildet.Control device according to one of Claims 18 or 19 , characterized in that in a designed as a soft rock machine tunnel boring machine (1), a vent line forms a supply line. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass über Zuleitungsmittel in Form von Fördermitteln Transponder (18) als Sensormittel transportiert werden.Control device according to one of Claims 18 to 21 , characterized in that are transported via supply means in the form of funding transponder (18) as a sensor means. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass über Zuleitungsmittel in Form von Fördermitteln Sensormittel in Form von olfaktorischen, optischen, chemischen, biologischen oder radiologischen Medien transportiert werden.Control device according to one of Claims 18 to 21 , Characterized in that sensor means in the form of olfactory, optical, chemical, biological or radiological media are transported by feeding means in the form of subsidies.
DE102016121466.3A 2016-11-09 2016-11-09 Control device for a tunnel boring machine Withdrawn DE102016121466A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016121466.3A DE102016121466A1 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Control device for a tunnel boring machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016121466.3A DE102016121466A1 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Control device for a tunnel boring machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016121466A1 true DE102016121466A1 (en) 2018-05-09

Family

ID=62002919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016121466.3A Withdrawn DE102016121466A1 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Control device for a tunnel boring machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016121466A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110410085A (en) * 2019-08-29 2019-11-05 北京住总集团有限责任公司 A kind of shield cutter of the shield machine based on geology forward probe
DE102021110855A1 (en) 2021-04-28 2022-11-03 Herrenknecht Aktiengesellschaft Cutting wheel for a tunnel boring machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005016346B3 (en) 2005-04-09 2007-01-04 Hochtief Construction Ag Device for measuring wear in disc cutters, especially on tunnel drilling machines, has a magnet in the wearing layer at the circumference of the disc and a sensor for measuring the magnetic field strength

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005016346B3 (en) 2005-04-09 2007-01-04 Hochtief Construction Ag Device for measuring wear in disc cutters, especially on tunnel drilling machines, has a magnet in the wearing layer at the circumference of the disc and a sensor for measuring the magnetic field strength

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110410085A (en) * 2019-08-29 2019-11-05 北京住总集团有限责任公司 A kind of shield cutter of the shield machine based on geology forward probe
DE102021110855A1 (en) 2021-04-28 2022-11-03 Herrenknecht Aktiengesellschaft Cutting wheel for a tunnel boring machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2932144B1 (en) Tube with integrated damage detection
EP3591121B1 (en) Wear component of a milling machine, milling machine and method for determining wear of the wear component
DE102011013850A1 (en) Deep hole machining device
DE102010064010A1 (en) Electric machine with closed, self-sufficient cooling medium circuit
DE102016121466A1 (en) Control device for a tunnel boring machine
EP3305578B1 (en) Current collector for a rail vehicle
DE102013110095A1 (en) Postionserfassungsvorrichtung
DE102008002303A1 (en) Adapter device for setting a self-drilling, chemically anchored fastener
DE102014219576A1 (en) capsule
DE3225342C2 (en) Thrust piston gear with position transmitter for the expansion or for feed devices of extraction or conveyor systems in the mining industry
DE2509618A1 (en) SUSPENSION TREATMENT SYSTEM
EP3701125B1 (en) Cutting tool for tunneling machine and tunneling machine
DE102008026924A1 (en) Rotary feedthrough of a coolant supply
WO2014090454A1 (en) Welding burner having an integrated identification switch
DE102014007499B3 (en) Test device for at least one spindle head for tools
DE102007035918B3 (en) Rotary armature for short measuring sensor, has connecting units of piston rod extension and protective pipe attached to piston rod and cylinder and arranged such that units come in contact with connecting units of piston rod and cylinder
DE112010005631T5 (en) Fluid detection device
DE102017130328A1 (en) Load-bearing component for chains
DE102013205319A1 (en) Drilling and jet blasting rods
DE202011103627U1 (en) Refuse collection container with a pressing and compacting device
DE3106156A1 (en) Method of monitoring the face position and device for carrying out the method
DE1268938B (en) Device for determining the presence or absence of a rotating, fluted tool, e.g. B. a drill, at a prescribed location
EP1760343B1 (en) Sealing device
WO2019185596A1 (en) Measuring system and measuring method for detecting wear of a brake lining of a friction brake
DE102018110064A1 (en) Release device for a clamping device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0003580000

Ipc: E21D0009080000

R016 Response to examination communication
R120 Application withdrawn or ip right abandoned