DE102016121466A1 - Control device for a tunnel boring machine - Google Patents
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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
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
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:
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1 : Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Tunnelbohrmaschine mit der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung. -
2 : Erstes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß1 . -
3 : Zweites Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß1 . -
4 : Drittes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß1 . -
5 : Viertes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß1 . -
6 : Fünftes Ausführungsbeispiel einer Sensoreinheit der Kontrollvorrichtung gemäß1 .
-
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 to1 , -
3 Second embodiment of a sensor unit of the control device according to1 , -
4 Third embodiment of a sensor unit of the control device according to1 , -
5 Fourth embodiment of a sensor unit of the control device according to1 , -
6 Fifth exemplary embodiment of a sensor unit of the control device according to FIG1 ,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102005016346 B3 [0007]DE 102005016346 B3 [0007]
Claims (23)
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)
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)
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 |
-
2016
- 2016-11-09 DE DE102016121466.3A patent/DE102016121466A1/en not_active Withdrawn
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