EP4562276A1 - Tunnelbohrmaschine - Google Patents

Tunnelbohrmaschine

Info

Publication number
EP4562276A1
EP4562276A1 EP23757533.7A EP23757533A EP4562276A1 EP 4562276 A1 EP4562276 A1 EP 4562276A1 EP 23757533 A EP23757533 A EP 23757533A EP 4562276 A1 EP4562276 A1 EP 4562276A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load measuring
measuring element
boring machine
tunnel boring
sliding tube
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.)
Pending
Application number
EP23757533.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Brandt
Gerhard WEHRMEYER
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.)
Herrenknecht AG
Original Assignee
Herrenknecht AG
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 Herrenknecht AG filed Critical Herrenknecht AG
Publication of EP4562276A1 publication Critical patent/EP4562276A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/087—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/104—Cutting tool fixtures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/11—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines

Definitions

  • the invention relates to a tunnel boring machine according to the features of the preamble of claim 1.
  • Such a tunnel boring machine is known from CN 207829897 U.
  • This tunnel boring machine has a number of sliding tubes in which an excavation tool is slidably mounted for a tool change. Furthermore, there are a number of load measuring elements that are set up to measure loads exerted on excavation tools.
  • the load measuring elements are integrated together with pure connecting screws in the connection between an annular collar connected to a sliding tube and a sliding tube holder. Due to the design-related force flows, a relatively high number of load measuring elements is required to ensure sufficient measurement accuracy.
  • the invention is based on the object of providing a tunnel boring machine of the type mentioned at the outset, which is characterized by relatively precise load measurement for mining tools stored in sliding tubes in conjunction with easy handling when changing tools. This object is achieved according to the invention in a tunnel boring machine of the type mentioned at the outset with the features of claim 1.
  • At least one load measuring element holder is formed in at least some sliding tubes and extends in the axial direction and is set up to accommodate a load measuring element
  • the or each load measuring element can be installed and calibrated once in a firmly mechanically coupled manner and are then located in a generally cylindrical sliding tube in a direct force flow that runs purely axially through the sliding tube, in which the load measuring element holder and the load measuring element installed in a load element holder experience essentially the same compression and expansion.
  • FIG. 1 shows an end view of an exemplary embodiment of a cutting wheel of an exemplary tunnel boring machine according to the invention
  • Fig. 2 shows a sectional view of an exemplary embodiment of an excavation tool slidably mounted in a sliding tube with load measuring elements integrated in the sliding tube
  • FIG. 3 is a sectional view of a load measuring element receptacle formed in a sliding tube and in a sliding tube flange with a load measuring element arranged therein,
  • FIG. 4 shows a perspective view of an embodiment of a load measuring element
  • Fig. 5 is a perspective view of an embodiment of a protective housing for accommodating a connecting cable and an adapter cable for connecting to a connecting cable and
  • FIG. 6 shows an illustrative view of an arrangement for wirelessly transmitting data provided by load measuring elements to a data processing unit.
  • Fig. 1 shows a view of a cutting wheel 103 of an exemplary tunnel boring machine according to the invention with a view of the side pointing forward in the direction of advance and thus facing a face.
  • the cutting wheel 103 has a number of cutting rollers 106 as one type of mining tools. At least some of the cutting rollers 106 are arranged in tool holders 109, which are set up for a particularly pressure-free tool change on the back of the cutting wheel 103, which is located at the rear in the direction of advance.
  • Fig. 2 shows a sectional view of a cutting roller 106 arranged in a tool holder 109.
  • the cutting roller 106 is rotatable about a cutting roller axis 203 and mounted in a cylindrical sliding tube 209 of a sliding tube unit with a tool fastening set z 206 in order to carry out a tool change.
  • the sliding tube 209 is connected at its front end in the direction of advance to a sliding tube bearing ring 212 of the sliding tube unit, for example by welding, via which the sliding tube 209 is mounted in the radial direction.
  • the sliding tube 209 is connected, for example by welding, to a sliding tube flange 215 of the sliding tube unit.
  • the sliding tube flange 215 has an axial section 218 which is directly adjacent to the sliding tube 209 and is connected to it, for example by welding, and a radial section 221 which extends outwards in the radial direction at right angles to the axial section 218.
  • a number of screw recesses 224 are formed in the radial section 221, through each of which a fastening screw 227 can be passed.
  • the radial section 221 rests with its side at the front in the direction of advance on a sliding tube receptacle 230, which surrounds a region of the sliding tube 209 at the rear in the direction of advance.
  • the sliding tube receptacle 230 is formed with blind holes 233 which are aligned with the screw recesses 224 of the sliding tube flange 215 and have an internal thread, into which the fastening screws 227 can be screwed in for fixing the sliding tube flange 215 to the sliding tube receptacle 230 and thus for clamping the sliding tube 209.
  • the sliding tube 209 has a number of load measuring element receptacles 236, which are designed like a blind hole and which extend from the end of the sliding tube 209 arranged at the rear in the direction of advance in the axial direction towards the end arranged at the front in the direction of advance.
  • axial sections 218 of the sliding tube flanges 215 are formed with a number of load measuring element bushings 239 corresponding to the number of load measuring element receptacles 236, which are aligned with the load measuring element receptacles 236.
  • a load measuring element 242 is arranged in a single load measuring element receptacle 236 with an associated load measuring element bushing 239. It is expediently provided that load measuring elements 242 are arranged in at least some load measuring element receptacles 236 with associated load measuring element bushings 239.
  • the sliding pipe flange 215 carries at least one number of attachment protection housings 245 assigned to the number of load measuring elements 242, which are arranged in the area of an assigned load measuring element 242.
  • the sliding tube 209 with the associated sliding tube flange 215 can be closed with a closure arrangement 248 on the side lying on the back in the direction of advance.
  • Fig. 3 shows, in a sectional view enlarged compared to the illustration according to Fig. 2, a load measuring element 242 in a load measuring element receptacle 236 and in a Load measuring element bushing 239 inserted arrangement.
  • the load measuring element receptacle 236, which is designed in the form of a blind hole in the sliding tube 209, is conically tapered in its closed end region with a conical section 303 and adjoins the conical section 303 with a first cylinder section 306.
  • the first cylinder section 306 has an internal thread region 309. Adjoining the internal thread region 309 of the first cylinder section 306 in the direction of the rear end of the sliding tube 209 in the direction of advance is a second cylinder section 312 which is wider in cross section than the first cylinder section 306 and which opens into the load measuring element passage 239 with a substantially identical cross section.
  • the load measuring element 242 in turn has a lens-like rounded end section 315, which is shown in the illustration according to FIG. 3 rests on the cone section 303 in a practically closed line in the circumferential direction.
  • the front section 315 is adjoined by a head section 318, which expediently has a reduced cross section compared to the front section 315.
  • An external thread section 321 adjoins the head section 318 of the load measuring element 242, which carries an external thread that is complementary to the internal thread region 309, so that the load measuring element 242 can be connected to the sliding tube 209 as the only component via a screw connection with a tightening torque predetermined for one-time calibration.
  • the combination of sliding tube 209 and load measuring element 242 experiences the same loads in their axial direction without any significant expansion decoupling occurring.
  • the external thread section 321 continues into a neck section 324, which adjoins the load measuring element bushing 239.
  • O-ring-like bearing rings 327 made of a relatively soft elastic material are present, which cushion the end region of the neck section 324 against vibrations and secure it against rotation due to friction.
  • a load measuring element is designed with a relatively short neck section 324 compared to the load measuring element 242 shown and explained with reference to FIGS. 2 and 3, so that this load measuring element 242 is completely accommodated by the load measuring element receptacle 236 formed in the sliding tube 209.
  • a connecting cable 330 emerges from the neck section 324 at the end and is in one in the Cable feed-through space 333 formed in the sliding pipe flange 215 and which extends into a cable receiving space 336 formed in the attachment housing 245.
  • the load measuring element is mounted using a socket wrench which engages the load measuring element at the end of the load measuring element facing the opening of the load measuring element receptacle 236.
  • the or each load measuring element 242 remains untouched even when changing tools, for example by replacing cutting rollers 106, and is protected by the then mounted sliding tube flange 215, so that a tool change is relatively easy .
  • Fig. 4 shows a perspective view of a load measuring element 242 based on FIG. 3 already explained embodiment. From Fig. 4 it is clearly visible that the forehead section 315 rounded flattened, also known as lens-like. Due to the quasi-line-like or narrow strip circumferential contact between the load measuring element 242 and the load measuring element holder 236, which is effected in conjunction with the cone section 303 of the load measuring element holder 236, a spatially defined and time-invariant force is introduced into the load measuring element 242.
  • Fig. 4 it can also be seen that on the head section 318 lying between the front section 315 and the external thread section 321, which has an angular, for example square, cross-section with flat outer sections, a number of flat, plate-like load sensor parts in this embodiment trained load sensor plates 403 are attached. With the load sensor plates 403, mechanical deformations of the head section 318 can be measured and the connecting cable 330 can be fed as electrical signals characteristic of the load on the sliding tube 209.
  • Fig. 5 shows a perspective view of an embodiment of an attachment protection housing 245 with associated components.
  • the mounting protection housing 245 is attached to the sliding pipe flange 215 by means of connecting screws 503 and, in its cable receiving space 336, occupies the end region of the connecting cable 330 of the load measuring element 242 and the other Adapter cable 506.
  • the adapter cable 506 is connected to the connecting cable 330 via an intermediate plug connection 509 as a connection connection and is connected to a connecting cable plug 512 as a further connection connection, which is arranged in a connection space 515 that is separate from the cable receiving space 336.
  • the connecting cable plug 512 is designed with external contact strips 518 which are relatively easy to clean.
  • connection cable 521 is present, which carries a connecting cable socket 524 at one end.
  • the connection cable socket 524 can be inserted into the connection space 515 through a wall recess 527 made in the protective housing 245 in the area of the connection cable plug 512 in a wall of the connection space 515 and can be connected to the connection cable plug 512.
  • the cable receiving space 336 which is closed at the bottom, can expediently be closed with a closure cover 530 to protect the intermediate plug connection 509, while the connection space 515 is relatively easy to clean Contact strips en 518 on both sides of the
  • Connection cable connector 512 is open.
  • Fig. 6 shows a clear view of an arrangement for wirelessly transmitting data provided by load measuring elements 242 to a data processing unit 603.
  • the arrangement according to Fig. 6 has a transmission module 606, which is connected via the connection cable 521 to the or everyone in FIG. 6 load measuring element 242, not shown, can be electrically connected.
  • the load signals output from the respective load measuring element 242 and characteristic of the loads exerted on the relevant sliding tube 209 can expediently be fed via a wireless transmission path 609 to a receiving module 612, which in turn is connected to the data processing unit 603 via a connecting line 615 stands .
  • the load states of sliding tubes 209 recorded via load measuring elements 242 can be output in order to reduce, in particular, local borderline loads or even overloads of mining tools connected to the relevant sliding tubes 209, such as cutting rollers 106 in particular, through a corresponding less stressful operation of the tunnel boring machine as far as possible to avoid .

Landscapes

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Abstract

Bei einer mit für einen Wechsel von Abbauwerkzeugen (106) mit Schieberohren (209) ausgebildeten Tunnelbohrmaschine ist vorgesehen, in in Schieberohre (209) eingebrachte, sich in axialer Richtung erstreckenden Lastmesselementaufnahmen (236) Lastmesselemente (242) zu verankern. Diese Lastmesselemente (242) liegen direkt in dem von den Abbauwerkzeugen (106) in die Schieberohre (209) eingeleiteten Kraftfluss und verbleiben auch bei einem Wechsel von Abbauwerkzeugen (106) nach einem Ersteinbau und nachfolgender Kalibrierung an Ort und Stelle. Dadurch lassen sich auf Abbauwerkzeuge (106) einwirkenden Lasten wenig aufwändig und langzeitstabil erfassen..

Description

Tunnelbohrmas chine
Die Erfindung betrifft eine Tunnelbohrmas chine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 .
Eine derartige Tunnelbohrmaschine ist aus CN 207829897 U bekannt . Diese Tunnelbohrmaschine verfügt über eine Anzahl von Schieberohren, in denen für einen Werkzeugwechsel j eweils ein Abbauwerkzeug verschiebbar gelagert ist . Weiterhin ist eine Anzahl von Lastmes selementen vorhanden , die zum Mes sen von auf Abbauwerkzeuge ausgeübten Lasten eingerichtet s ind . Die Lastmes selemente sind zusammen mit reinen Verbindungss chrauben in die Verbindung zwis chen einem mit einem Schieberohr verbundenen Ringkragen und einer Schieberohraufnahme integriert . Dadurch ist aufgrund der konstruktiv bedingten Kraftflüsse für eine ausreichende Mes sgenauigkeit eine relativ hohe Anzahl an erforderlichen Lastmes selementen erforderlich .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Tunnelbohrmas chine der eingangs genannten Art anzugeben , die sich durch eine verhältnismäßig genaue Lastmessung bei in Schieberohren gelagerten Abbauwerkzeugen in Verbindung mit einer einfachen Handhabung bei einem Werkzeugwechsel aus zeichnet . Diese Aufgabe wird bei einer Tunnelbohrmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Dadurch , dass gemäß der Erfindung in wenigstens einigen Schieberohren wenigstens eine s ich in axialer Richtung erstreckende Lastmes selementaufnahme ausgebildet ist , die zum Aufnehmen eines Lastmes selementes eingerichtet ist , lässt sich das oder j edes Lastmesselement einmalig fest mechanisch gekoppelt verbauen sowie kalibrieren und befinden sich dann in einer bei in der Regel zylindris ch ausgebildeten Schieberohren im direkten , durch das Schieberohr rein axial laufenden Kraftflus s , in dem die oder ede Lastmes selementaufnahme und das oder j edes in einer Lastelementauf nähme verbaute Lastmesselement im Wesentlichen die gleiche Stauchung und Dehnung erfahren . Dadurch ist die Mes sgenauigkeit von sehr wenigen Lastmes selementen , unter Umständen nur einem einzigen Lastmesselement , von auf Abbauwerkzeuge einwirkenden Lasten dauerhaft verhältnismäßig hoch und wird durch einen Werkzeugwechsel nicht beeinträchtigt .
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben s ich aus der nachfolgenden Bes chreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung . Es zeigen:
Fig. 1 in einer Stirnansicht ein Ausführungsbeispiel eines Schneidrads einer beispielhaften Tunnelbohrmaschine gemäß der Erfindung,
Fig. 2 in einer Schnittansicht eine beispielhafte Ausführung eines in einem Schieberohr verschiebbar gelagerten Abbauwerkzeugs mit in dem Schieberohr integrierten Lastmesselementen,
Fig. 3 in einer Schnittansicht ein in einem Schieberohr und in einem Schieberohrflansch ausgebildete Lastmesselementaufnahme mit einem darin angeordneten Lastmesselement,
Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausgestaltung eines Lastmesselements,
Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausgestaltung eines Anbauschutzgehäuses zur Aufnahme eines Verbindungs kabels und eines Adapterkabels zum Anschluss an ein Anschlusskabel und
Fig. 6 in einer anschaulichen Ansicht eine Anordnung zum drahtlosen Übertragen von von Lastmesselementen bereitgestellten Daten zu einer Datenverarbeitungseinheit. Fig . 1 zeigt in einer Ans icht ein Schneidrad 103 einer beispielhaften Tunnelbohrmaschine gemäß der Erfindung mit Blick auf die in Vortriebsrichtung nach vorne weisende und damit einer Ortsbrust zugewandte Seite . Das Schneidrad 103 verfügt über eine Anzahl von Schneidrollen 106 als ein Typ von Abbauwerkzeugen . Wenigstens einige der Schneidrollen 106 s ind in Werkzeugaufnahmen 109 angeordnet , die für einen insbesondere drucklosen Werkzeugwechsel auf der in Vortriebsrichtung rückseitig gelegenen Rückseite des Schneidrads 103 eingerichtet sind .
Fig . 2 zeigt in einer Schnittansicht eine in einer Werkzeugaufnahme 109 angeordnete Schneidrolle 106 . Die Schneidrolle 106 ist um eine Schneidrollenachse 203 drehbar und mit einem Werkzeugbefestigungssat z 206 vers chiebbar in einem zylinderartig ausgebildeten Schieberohr 209 einer Schieberohreinheit gelagert , um einen Werkzeugwechsel durchzuführen . Das Schieberohr 209 ist an seinem in Vortriebsrichtung vorderseit igen Ende mit einem Schieberohrlagerring 212 der Schieberohreinheit beispielsweise durch Verschweißen verbunden, über den das Schieberohr 209 in radialer Richtung gelagert ist . An dem dem Schieberohrlagerring 212 abgewandten, in Vortriebsrichtung rückseitigen Ende ist das Schieberohr 209 beispielsweise durch Vers chweißen mit einem Schieberohrflansch 215 der Schieberohreinheit verbunden . Der Schieberohrflansch 215 verfügt über einen direkt an das Schieberohr 209 angrenzenden sowie mit diesem beispielsweise durch Verschweißen verbundenen Axialabschnitt 218 und über einen s ich rechtwinklig zu dem Axialabschnitt 218 in radialer Richtung nach außen erstreckenden Radialabs chnitt 221 . In dem Radialabs chnitt 221 s ind eine Anzahl von Schraubenausnehmungen 224 ausgebildet , durch die j eweils eine Befestigungs schraube 227 durchführbar ist .
Der Radialabs chnitt 221 liegt mit seiner in Vortriebsrichtung vorne liegenden Seite an einer Schieberohraufnahme 230 an, die einen in Vortriebsrichtung rückseitigen Bereich des Schieberohres 209 umgibt . Die Schieberohraufnahme 230 ist mit mit den Schraubenausnehmungen 224 des Schieberohrflansches 215 fluchtenden, mit einem Innengewinde versehenen Sacklöchern 233 ausgebildet , in die die Befestigungss chrauben 227 zum Fixieren des Schieberohrflans ches 215 an der Schieberohraufnahme 230 und damit zum Einspannen des Schieberohres 209 einschraubbar s ind .
Weiterhin läs st s ich der Darstellung gemäß Fig . 2 entnehmen , dass bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel das Schieberohr 209 eine Anzahl von Lastmesselementaufnahmen 236 aufweist , die sacklochartig ausgebildet s ind und die sich von dem in Vortriebsrichtung rückseitig angeordneten Ende des Schieberohres 209 in axialer Richtung in Richtung des in Vortriebsrichtung vorderseitig angeordneten Endes erstrecken . Die Axialabschnitte 218 der Schieberohrflansche 215 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer der Anzahl der Lastmesselementaufnahmen 236 entsprechenden Anzahl von Lastmesselementdurchführungen 239 ausgebildet, die mit den Lastmesselementaufnahmen 236 fluchten.
Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 2 entnehmen, dass in einer einzigen Lastmesselementaufnahme 236 mit zugeordneter Lastmesselementdurchführung 239 ein Lastmesselement 242 angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass in wenigstens einigen Lastmesselementaufnahmen 236 mit zugehörigen Lastmesselementdurchführungen 239 Lastmesselemente 242 angeordnet sind.
Der Schieberohrflansch 215 trägt wenigstens eine der Anzahl von Lastmesselementen 242 zugeordnete Anzahl von Anbauschutzgehäusen 245, die im Bereich eines zugeordneten Lastmesselementes 242 angeordnet sind.
Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 2 entnehmen, dass das Schieberohr 209 mit zugehörigem Schieberohrflansch 215 auf der in Vortriebsrichtung rückseitig liegenden Seite mit einer Verschlussanordnung 248 verschließbar sind.
Fig. 3 zeigt in einer gegenüber der Darstellung gemäß Fig. 2 vergrößerten Schnittansicht ein Lastmesselement 242 in einer in eine Lastmesselementaufnahme 236 und in eine Lastmes selementdurchführung 239 eingefügter Anordnung .
Aus der Darstellung gemäß Fig . 3 ist ersichtlich, das s die in dem Schieberohr 209 sacklochartig ausgebildete Lastmesselementaufnahme 236 in ihrem ges chlossenen Endbereich sich konis ch verj üngend mit einem Konusabschnitt 303 und sich an den Konusabschnitt 303 anschließend mit einem ersten Zylinderabs chnitt 306 ausgebildet ist . An dem dem Konusabschnitt 303 gegenüberliegenden Ende verfügt der erste Zylinderabs chnitt 306 über einen Innengewindebereich 309 . An den Innengewindebereich 309 des ersten Zylinderabs chnitts 306 schließt s ich in Richtung des in Vortriebsrichtung rückseitigen Endes des Schieberohres 209 ein im Querschnitt gegenüber dem ersten Zylinderabschnitt 306 erweiterter zweiter Zylinderabs chnitt 312 an, der in die Lastmes selementdurchführung 239 mit einem im Wesentlichen gleichen Quers chnitts mündet .
Das Lastmes selement 242 wiederum verfügt über einen linsenartig abgerundet ausgebildeten Stirnabschnitt 315 , der in der Darstellung gemäß Fig . 3 an dem Konusabschnitt 303 in Umfangsrichtung praktis ch linienartig ges chlossen anliegt . An den Stirnabschnitt 315 schließt s ich ein Kopf abs chnitt 318 an, der zweckmäßigerweise einen gegenüber dem Stirnabschnitt 315 verringerten Querschnitt aufweist . An den Kopf abs chnitt 318 des Lastmes selements 242 schließt sich ein Außengewindeabs chnitt 321 an, der ein zu dem Innengewindebereich 309 komplementäres Außengewinde trägt, so dass das Lastmesselement 242 über eine Schraubverbindung mit einem zum einmaligen Kalibrieren vorbestimmten Anzugsmoment mit dem Schieberohr 209 als einzigem Bauteil verbindbar ist. Dadurch erfährt der Verbund aus Schieberohr 209 und Lastmesselement 242 die gleichen Lasten in deren axialer Richtung, ohne dass es zu nennenswerten Dehnungsentkopplungen kommt.
Der Außengewindeabschnitt 321 setzt sich in einen Halsabschnitt 324 fort, der sich an die Lastmesselementdurchführung 239 anschließt. Im Bereich des dem Außengewindeabschnitt 321 abgewandten Endbereichs des Halsabschnitts 324 sind O-ringartig ausgebildete Lagerungsringe 327 aus einem relativ weichelastischen Material vorhanden, die den Endbereich des Halsabschnitts 324 gegen Erschütterungen gedämpft und gegen Verdrehung durch Reibung gesichert lagern.
Bei einer nicht dargestellten Abwandlung ist ein Lastmesselement gegenüber dem anhand Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten und erläuterten Lastmesselement 242 mit einem verhältnismäßig kurzen Halsabschnitt 324 ausgebildet, so dass dieses Lastmesselement 242 vollständig von der in dem Schieberohr 209 ausgebildeten Lastmesselementaufnahme 236 aufgenommen ist.
Aus dem Halsabschnitt 324 tritt endseitig ein Verbindungs kabel 330 aus, das in einem in dem Schieberohrflansch 215 ausgebildeten Kabeldurchführraum 333 liegt und das sich bis in einen in dem Anbaus chut zgehäuse 245 ausgebildeten Kabelaufnahmeraum 336 erstreckt .
Aufgrund des oben erläuterten Aufbaus ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher Einbau eines Lastmes selements 242 in ein Schieberohr 209 vor Montieren des Schieberohrflansches 215 , da hier der Halsabs chnitt 324 bereichsweise frei liegt und daher für ein Anzugswerkzeug, insbesondere für einen Drehmoments chlüssel , gut zugänglich ist .
Bei der Abwandlung mit einem verhältnismäßig kurzen Halsabschnitt erfolgt die Montage des Lastmes selements mit einem Stecks chlüssel , der an dem der Öffnung der Lastmes selementaufnahme 236 zugewandten Ende des Lastmesselements an dem Lastmes selement angreift .
Weiterhin bleibt das oder j edes Lastmes selement 242 nach dem Einbau in das Schieberohr 209 und ans chließender Kalibrierung auch bei einem Werkzeugwechsel beispielsweise durch Austausch von Schneidrollen 106 unangetastet und ist durch den dann montierten Schieberohrflansch 215 geschützt , so dass s ich ein Werkzeugwechsel verhältnismäßig einfach gestaltet .
Fig . 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Lastmes selement 242 in der anhand Fig . 3 bereits erläuterten Ausgestaltung . Aus Fig . 4 ist deutlich ers ichtlich , dass der Stirnabschnitt 315 abgerundet abgeflacht , auch als linsenartig zu bezeichnen, ausgebildet ist . Durch den in Verbindung mit dem Konusabs chnitt 303 der Lastmes selementaufnahme 236 bewirkten quasi linienartigen oder in einem s chmalen Streifen in Umfangsrichtung umlaufenden Kontakt zwischen dem Lastmes selement 242 und der Lastmes selementaufnahme 236 erfolgt eine räumlich definierte und zeitlich unveränderliche Kraf teinleitung in das Lastmesselement 242 .
Aus Fig . 4 ist weiterhin ersichtlich, das s an dem zwischen dem Stirnabs chnitt 315 und dem Außengewindeabs chnitt 321 liegenden Kopf abs chnitt 318 , der einen eckigen, beispielsweise quadratis chen , Querschnitt mit flachen Außenabschnitten aufweist , als Lastsensorteile bei dieser Ausführung eine Anzahl von flachen , plättchenartig ausgebildeten Lastsensorplatten 403 angebracht sind . Mit den Lastsensorplatten 403 sind mechanis che Verformungen des Kopf abs chnitts 318 mes sbar und dem Verbindungs kabel 330 als für die Belastung des Schieberohrs 209 charakteristische elektrische Signale einspeisbar .
Fig . 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführung eines Anbauschutzgehäuses 245 mit zugehörigen Komponenten . Das Anbaus chut zgehäuse 245 ist mittels Verbindungs schrauben 503 an dem Schieberohrflansch 215 angebracht und nimmt in seinem Kabelaufnahmeraum 336 zum einen den Endbereich des Verbindungs kabels 330 des Lastmes selements 242 und zum anderen ein Adapterkabel 506 auf. Das Adapterkabel 506 ist über eine Zwischensteckerverbindung 509 als einer Anschlussverbindung mit dem Verbindungs kabel 330 verbunden und an einen Verbindungskabelstecker 512 als eine weitere Anschlussverbindung angeschlossen, der in einem von dem Kabelaufnahmeraum 336 getrennten Anschlussraum 515 angeordnet ist.
Um unter den rauen Umgebungsbedingungen beim Betrieb einer Tunnelbohrmaschine einen zuverlässigen elektrischen Kontakt sicherzustellen, ist der Verbindungskabelstecker 512 mit außenliegenden Kontaktstreif en 518 ausgebildet, die verhältnismäßig einfach reinigbar sind .
Zum Konnektieren des Lastmesselements 242 ist ein Anschlusskabel 521 vorhanden, das an einem Ende eine Anschlusskabelbuchse 524 trägt. Die Anschlusskabelbuchse 524 ist durch eine in dem Anbauschutzgehäuse 245 im Bereich des Verbindungskabelsteckers 512 in eine Wand des Anschlussraum 515 eingebrachte Wandausnehmung 527 in den Anschlussraum 515 einführbar und mit dem Verbindungskabelstecker 512 verbindbar.
Zweckmäßigerweise ist der bodenseitig geschlossene Kabelaufnahmeraum 336 mit einem Verschlussdeckel 530 zum Schutz der Zwischensteckerverbindung 509 verschließbar, während der Anschlussraum 515 für eine verhältnismäßig einfache Reinigbar keit der Kontakt streif en 518 beidseitig des
Verbindungs kabelsteckers 512 offen ist .
Fig . 6 zeigt in einer ans chaulichen Ans icht eine Anordnung zum drahtlosen Übertragen von von Lastmes selementen 242 bereitgestellten Daten zu einer Datenverarbeitungseinheit 603 . Die Anordnung gemäß Fig . 6 verfügt über ein Übertragungsmodul 606 , das über das Ans chluss kabel 521 mit dem oder j edem, in Fig . 6 nicht dargestellten Lastmes selement 242 elektrisch verbindbar ist .
Mit dem Übertragungsmodul 606 s ind die aus dem j eweiligen Lastmesselement 242 ausgegebenen , für die auf das betreffende Schieberohr 209 ausgeübten Lasten charakteristis chen Lasts ignale zweckmäßigerweise über eine Drahtlosübertragungsstrecke 609 einem Empfangsmodul 612 einspeisbar , das wiederum über eine Verbindungsleitung 615 mit der Datenverarbeitungseinheit 603 in Verbindung steht .
Mit der Datenverarbeitungseinheit 603 s ind die über Lastmesselemente 242 auf genommenen Lastzustände von Schieberohren 209 ausgebbar, um insbesondere lokale grenzwertige Belastungen oder gar Überlastungen von mit den betreffenden Schieberohren 209 verbundenen Abbauwerkzeugen wie insbesondere Schneidrollen 106 durch einen entsprechenden weniger belastenden Betrieb der Tunnelbohrmas chine soweit als möglich zu vermeiden .

Claims

ANSPRÜCHE Tunnelbohrmaschine mit einer Anzahl von Schieberohren (209) , in denen für einen Werkzeugwechsel jeweils ein Abbauwerkzeug (106) verschiebbar gelagert ist, und mit wenigstens einem Lastmesselement (242) , das zum Messen von auf Abbauwerkzeuge (106) ausgeübten Lasten eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einigen Schieberohren (209) wenigstens eine sich in axialer Richtung erstreckende Lastmesselementaufnahme (236) ausgebildet ist und dass in wenigstens einer Lastmesselementaufnahme (236) ein Lastmesselement (242) angeordnet ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede in einem Schieberohr (209) ausgebildete Lastmesselementaufnahme (236) einen Innengewindebereich (309) und die Lastmesselemente (242) einen dem Innengewindebereich (309) zugeordneten Außengewindeabschnitt (321) aufweisen. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lastmesselement (242) einen Stirnabschnitt (315) und einen sich zwischen dem Stirnabschnitt (315) und dem Außengewindeabschnitt (321 ) erstreckenden Kopf abschnitt (318) aufweist, wobei der Stirnabschnitt (315) und der Abschluss der in dem Schieberohr (209) ausgebildeten Lastmesselementaufnahme (236) derart geformt sind, dass zwischen dem Stirnabschnitt (315) und dem Abschluss der in dem Schieberohr (209) ausgebildeten Lastmesselementaufnahme (236) ein linien- oder streifenartig umlaufender Kontaktbereich ausgebildet ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lastmesselement (242) an dem Kopf abschnitt (318) wenigstens eines Lastsensorteils (403) angeordnet ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schieberohr (209) auf der einem Lastmesselement (242) gegenüberliegenden Seite mit einem Schieberohrlagerring (212) verbunden ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schieberohr (209) im Bereich eines Lastmesselements (242) an einem Schieberohrflansch (215) anliegt. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberohrflansch (215) eine der Anzahl von in dem Schieberohr (209) ausgebildeten Anzahl von Lastmesselementaufnahme (236) entsprechende Anzahl von Lastmesselementdurchführungen (239) aufweist, die mit der jeweils zugeordneten Lastmesselementaufnahme (236) fluchten. Tunnelbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lastmesselement (242) mit einem Verbindungskabel (330) zum Ausgeben von elektrischen Signalen verbunden ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbauschutzgehäuse (245) vorhanden ist, in den das Verbindungskabel (330) mündet. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Adapterkabel (506) mit zwei Anschlussverbindungen (509, 512) vorhanden ist, das in dem Anbauschutzgehäuse (245) angeordnet ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterkabel (506) mit einem Verbindungskabelstecker (512) in Verbindung steht, der mit außenliegenden Kontaktstreif en (518) ausgebildet ist. Tunnelbohrmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskabelstecker (512) in einem Anschlussraum (515) angeordnet ist und dass in einer Wand des Anschlussraums (515) im Bereich des Verbindungskabelsteckers (512) eine Wandausnehmung (527) ausgebildet ist.
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