JP2017522470A - カッターローラ装置及びカッターローラ装置を備えた切削ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】トンネルボーリングマシーンの切断ホイールのとりわけ中央領域において、カッターローラ装置の近接配置を可能にすること。【解決手段】トンネルボーリングマシーンの切断ホイール（１）のためのカッターローラ装置であって、カッターローラ装置は、可換カップ状部材（１１、１６）と、スライド軸（２０）に沿ってスライド可能に可換カップ状部材（１１、１６）に支持されているベアリングブロック（２４）と、ベアリングブロック（２４）に回転可能に支承されかつ作動軸（２９）に沿って作動する少なくとも１つのカッターローラ（８）を有するカッターローラユニット（２３）とを備え、作動軸（２９）はスライド軸（２０）に対し傾斜している。【選択図】図４

Description

本発明は、トンネルボーリングマシーン（トンネル掘進装置）の切削ホイールのためのカッターローラ装置に関する。

本発明は、更に、カッターローラ装置（複数）を備えた切削ホイールに関する。

この種のカッターローラ装置及びカッターローラ装置を備えて構成される切削ホイールはＤＥ４４０８９９２Ｃ１から既知である。トンネルボーリングマシーンの切削ホイールのための既知のカッターローラ装置は、可換カップ状部材と、摺動変位軸に沿って摺動変位可能に可換カップ状部材に支持されているベアリングブロックを有する。更に、ベアリングブロックに回転可能に支承（軸支）されかつ作用軸に沿って作用する少なくとも１つのカッターローラを有するカッターローラユニットが設けられている。既知のカッターローラ装置では、摺動変位軸と作用軸は整列している（一直線上にある）。トンネルボーリングマシーンの既知の切削ホイールでは、カッターローラ装置（複数）は、半径方向において、互いに対し比較的大きな間隔をあけて配置されている。

ＤＥ ４４ ０８ ９９２ C１ ＤＥ ９４ １５ ８９７ Ｕ１

本発明の課題は、トンネルボーリングマシーンの切削ホイールのとりわけ中央領域における近接配置構造を可能にするカッターローラ装置を提供することである。

本発明の課題は、更に、複数のカッターローラ装置が中央領域において互いに近接して配置されているトンネルボーリングマシーンのための切削ホイールを提供することである。

最初に挙示した課題は、本発明に応じ、請求項１に記載のトンネルボーリングマシーンの切削ホイールのためのカッターローラ装置によって解決される。

２番目に挙示した課題は、本発明に応じ、請求項８に記載のトンネルボーリングマシーンのための切削ホイールによって解決される。

本発明のカッターローラ装置においては摺動変位軸と作用軸は互いに対し傾斜する（非ゼロの所定の角度をなす）よう配向されており、これにより、本発明の複数のカッターローラ装置は、切削ホイールのとりわけ中央領域において、それらのカッターローラユニットが互いに近接して並置されることができる。この場合、可換カップ状部材（複数）は互いに対し斜めに離隔する配向で（傾斜するよう）配置されており、かくして、とりわけカッターローラの交換のために必要とされる更なる器具のための空間が形成される。

本発明の更なる有利な形態は従属請求項の対象である。

本発明の更なる有利な形態及び利点は、図面を参照した実施例についての以下の説明から明らかとなる。

トンネルボーリングマシーンの本発明の切削ホイールの一実施例の正面図（端面図）。切削ホイールは、中央領域に、本発明の実施例に応じた複数のカッターローラ装置を備えて構成されている。 切削ホイールの切削ホイールプレートの掘削方向前側（下流側）から見た中央領域における図１の装置の斜視図。 切削ホイールの切削ホイールプレートの掘削方向後ろ側（上流側）から見た中央領域における図２の装置の斜視図。 カッターローラユニットを備えた本発明のカッターローラ装置の一実施例の断面図。カッターローラユニットは前方に摺動変位された作用位置に配置されている。 図４に示した本発明のカッターローラ装置の実施例の断面図。カッターローラユニットは中間位置に配置されている。 図４に示した本発明のカッターローラ装置の実施例の断面図。カッターローラユニットは引き戻された（後退した）待機位置に配置されている。 ２つのカッターローラユニットを備えた本発明のカッターローラ装置の更なる一実施例の断面図。カッターローラユニットは前方に摺動変位された作用位置に配置されている。

図１は、掘削（掘進）方向の前側（下流側）から見たトンネルボーリングマシーンの本発明の切削ホイールの一実施例を正面図（端面図）で示す。切削ホイール１は、平坦な切削ホイールプレート２を有し、切削ホイールプレート２には、それ自体は既知の複数の外周カッターローラ装置３が装着されている。外周カッターローラ装置３は、切削ホイールプレート２の中心部に位置する中央領域４の半径方向外側に（中央領域４の外側に放射状に）配置されており、各半径方向（の配置列）において互いに対し相対的に大きく離隔されている。中央領域４には、この構造例の場合、本発明のカッターローラ装置の実施例として、シングル（単独）装着型中央部カッターローラ装置５、ダブル（二重）装着型中央部カッターローラ装置６及び少なくとも１つの移行部カッターローラ装置７が配されている。

図２は、掘削方向の前側から見た切削ホイール１の切削ホイールプレート２の中央領域４における図１の構造を斜視図で示す。中央領域４には、更に、中央部カッターローラ装置５、６の半径方向外側に配された移行部カッターローラ装置（複数）７があるが、これらは少なくとも部分的に本発明に応じたカッターローラ装置の実施例として構成されている。図２の記載から分かる通り、中央部カッターローラ装置５、６と移行部カッターローラ装置７は、カッターローラとして、夫々２つのカッターディスク９を有するダブルカッターローラ８を有する。中央部カッターローラ装置５、６と移行部カッターローラ装置７は、夫々、輪郭適合された摩耗保護プレート１０によって包囲されている。摩耗保護プレート１０は、保護のために、切削ホイールプレート２の掘削方向前側に取り付けられている。

図３は、掘削方向の後ろ側（上流側）から見た切削ホイール１の切削ホイールプレート２の中央領域４における図２の構造を斜視図で示す。図３の記載から分かる通り、中央部カッターローラ装置５、６と本発明の実施例として構成された移行部カッターローラ装置７は、可換カップ状部材として、夫々１つのアングル（斜設）可換カップ状部材１１を有する。アングル可換カップ状部材１１は、切削ホイールプレート２の面に対し斜めの角度をなすよう配向されており、かつ、利用可能な空間を可及的に適切に利用し尽くすために、有利には丸められた角領域を除き、矩形又は方形の横断面を有する。複数のアングル可換カップ状部材１１には、半径方向外方に突出する固定用突出部材（複数）１２を介して、複数の頑丈なシリンダサスペンションロッド１３が取り付けられている。シリンダサスペンションロッド１３は、切削ホイールプレート２から離隔する側（遠位側）にあるその端部が、夫々１つのアングル可換カップ状部材１１に割り当てられたシリンダサスペンション１４と結合（係合）している。個々のシリンダサスペンション１４は、夫々割り当てられたアングル可換カップ状部材１１の、切削ホイールプレート２から離隔する側（遠位側）に配されており、更には、摺動変位ユニットとして、伸縮シリンダ１５を担持している。伸縮シリンダ１５は、対応するシリンダサスペンション１４から夫々のアングル可換カップ状部材１１内に延伸している。

更なる移行部カッターローラ装置（複数）７は、夫々１つのパラレル（並行配置式）可換カップ状部材１６を有する。各パラレル可換カップ状部材１６は、切削ホイールプレート２の面に対し直角をなすよう配向されている。

シリンダサスペンションロッド１３を備えていないアングル可換カップ状部材１１の中及び有利には異なる長さに構成されたパラレル可換カップ状部材１６の中へは、同様に、伸縮シリンダ１５が摺動変位ユニットとして入り込んでいる。伸縮シリンダ１５は、切削ホイールプレート２から離隔する側のその端部が、シリンダサスペンションフランジ１７に取り付けられている。シリンダサスペンションフランジ１７も切削ホイール１に結合した状態にある。

中央部カッターローラ装置５、６も移行部カッターローラ装置（複数）７も、スライダユニットの閉鎖スライダ１８を備えている。各閉鎖スライダ１８は、スライダユニットのスライダハウジング１９に摺動変位可能に支持されている。スライダハウジング１９は、夫々対応するアングル可換カップ状部材１１ないしパラレル可換カップ状部材１６に組付けられている。

図４は、移行部カッターローラ装置７として構成された本発明のカッターローラ装置の一実施例を断面図で示す。図４から分かる通り、図示のアングル可換カップ状部材１１は、これ以外のアングル可換カップ状部材１１も同様であるが、夫々１つの中間部で支持されているスライダハウジング１９を備えた、２つの部分から構成されている。各アングル可換カップ状部材１１は、図４において、図５以下でも同様であるが、破線で記載された摺動変位軸２０に対し平行に配向された複数のパラレル壁２１を有する。各アングル可換カップ状部材１１は、適切に組み付けられた状態において切削ホイールプレート２を指向する側（に近い側）には、アングル壁２２を備えて構成されている。アングル壁２２は、（１つの）パラレル壁２１と一体的に形成（angeformt）されており、摺動変位軸２０に対し傾斜するよう（非ゼロの所定の角度をなすよう）配向されているが、切削ホイールプレート２に対しては直角をなすよう配向されている。

更に図４の記載から分かることは、本発明のカッターローラ装置の実施例としての図示の移行部カッターローラ装置７は、本発明のカッターローラ装置の更なる実施例としての図４に不図示の中央部カッターローラ装置５、６も同様であるが、カッターローラユニット２３を有することである。カッターローラユニット２３は、既に図１に関連して説明したダブルカッターローラ８に加えて、マッシブな（がっしりとした）ベアリングブロック２４を有する。ベアリングブロック２４は、アングル可換カップ状部材１１に対応して複数のパラレル壁２５を備えて構成されている。これらのパラレル壁２５は、摺動変位軸２０に対し平行に配向されており、かつ、アングル可換カップ状部材１１のパラレル壁２１の半径方向内側を指向する内周面において実質的に遊びなくかつ摺動変位軸２０に沿って摺動変位可能に支持されている。ベアリングブロック２４の摺動変位のために、伸縮シリンダ１５は、ベアリングブロック２４に、そのダブルカッターローラ８から離隔する側（遠い側）において、結合ユニット２６を介して係合する。

ベアリングブロック２４には、その結合ユニット２６から離隔する側に、アングル壁２７が形成されている。このアングル壁２７は、アングル可換カップ状部材１１のアングル壁２２のように、摺動変位軸２０に対して傾斜するよう（非ゼロの所定の角度をなすよう）配向されている。ベアリングブロック２４は、その結合ユニット２６から離隔する側に、ダブルカッターローラ８が取り付けられているカッターローラユニット２３のベアリングシャフト（回転支持軸）２８を担持している。ベアリングシャフト２８については、その一方の端部はアングル壁２７に支持（軸支）されており、その他方の端部は当該アングル壁２７の向かい側に位置するパラレル壁２５に支持（軸支）されており、そのため、図４において、図５以下でも同様であるが、一点鎖線で記載された作用軸２９は、切削ホイールプレート２に対しては直角をなして配向されているが、摺動変位軸２０に対しては傾斜（斜交）している（非ゼロの所定の角度をなしている）。

図４に示した状態では、カッターローラユニット２３は前方に摺動変位された作用位置に配置されている。この作用位置においては、伸縮シリンダ１５の繰り出しにより、カッターディスク９は切削ホイールプレート２から突出している。作用位置においては、ベアリングブロック２４は、とりわけそのアングル壁２７とベアリングブロック２４の当該アングル壁２７に接続しているパラレル壁２５の領域において、形状結合（ありつぎ結合等の結合面間の嵌め合いによる結合：formschluessig）により、アングル可換カップ状部材（交換可能なアングルカップ状部材）１１の対応する領域に係合しており、そのため、作用軸２９の方向にカッターローラユニット２３に作用する力は、摺動変位軸２０が作用軸２９に対して傾斜している（非ゼロの所定の角度をなしている）ため、部分的にアングル可換カップ状部材１１に導かれる。かくして、作用軸２９と摺動変位軸２０との平行に整列された配向と比べると、伸縮シリンダ１５が受容するべき力は低減される。

図５は、図４に示した移行部カッターローラ装置７として構成された本発明のカッターローラ装置の実施例を断面図で示す。但し、カッターローラユニット２３は、図４に示した作用位置から出発し伸縮シリンダ１５の作用長さ（ストローク）の縮小によってもたらされた（後退位置との）中間位置にある。図５に示した状態から通り、ベアリングブロック２４のアングル壁２７に向かい側に位置するカッターローラアウターエッジ３０は、ベアリングブロック２４のアングル壁２７の向かい側に位置するベアリングブロック２４のパラレル壁２５と面一に整列するよう構成されており、そのため、カッターローラユニット２３は、摺動変位軸２０に沿ってアングル可換カップ状部材１１の中に支障なく入り込んで摺動変位することができる。

図６は、図４に示した移行部カッターローラ装置７として構成された本発明のカッターローラ装置の実施例を断面図で示す。但し、カッターローラユニット２３は、伸縮シリンダ１５の作用長さの最大の縮小によってもたらされた引き戻された待機位置（後退位置）にある。この待機位置では、カッターローラユニット２３は、閉鎖スライダ１８が切削ホイールプレート２の掘削方向前側に対してアングル可換カップ状部材１１を圧密的に（druckdicht）閉鎖するようアングル可換カップ状部材１１に差し込み可能（einschiebbar）である程度に大きくアングル可換カップ状部材１１の中に引き戻されている。図６に示した状態において、今や、例えば比較的大きく摩耗したカッターディスク９の大気中での交換を行うことができる。

図７は、本発明のカッターローラ装置の更なる一実施例として、２つのカッターローラユニット２３を有するダブル装着型中央部カッターローラ装置６を断面で示す。中央部カッターローラ装置６の２つのアングル可換カップ状部材１１は、それらの摺動変位軸２０が切削ホイールプレート２の方向に互いに接近するよう延伸しかつ切削ホイールプレート２から掘削方向に所定の距離だけ離れたところ（交点）で交差するよう、配置されている。

カッターローラユニット２３は、図７に示した状態においては、前方に摺動変位された作用位置に配置されており、かつ、２つのアングル可換カップ状部材１１が切削ホイールプレート２の方向に互いに対し接近するよう配向されているため、近接して並置されている。しかしながら、同時に、掘削方向の反対方向に切削ホイールプレート２からある程度離れたところでは、中央部カッターローラ装置５、６とこれに隣接する本発明の実施例の移行部カッターローラ装置７のアングル可換カップ状部材１１は斜めに配設されているため、中央領域４に比較的大きな空間が存在する。かくて、伸縮シリンダ１５やとりわけシリンダサスペンションロッド１３を構造上比較的容易にそこに配置することができる。

１ 切削ホイール
２ 切削ホイールプレート
４ １の中央領域
５ シングル装着型中央部カッターローラ装置
６ ダブル装着型中央部カッターローラ装置
７ 移行部カッターローラ装置
８ カッターローラ
１１ アングル可換カップ状部材（Winkelwechseltopf）
１５ 伸縮シリンダ（摺動変位ユニット）
１６ パラレル可換カップ状部材（Parallelwechseltopf）
１８ 閉鎖スライダ（スライダユニット）
２０ 摺動変位軸
２１ １１のパラレル壁
２２ １１のアングル壁（パラレル壁に角度をなす壁）
２３ カッターローラユニット
２４ ベアリングブロック
２５ ２４のパラレル壁
２７ ２４のアングル壁
２８ ８のベアリングシャフト（回転支持軸：Lagerachse）
２９ 作用軸（８の作用中心軸）
３０ カッターローラアウターエッジ

Claims (10)

1. トンネルボーリングマシーンの切削ホイール（１）のためのカッターローラ装置であって、
   カッターローラ装置は、可換カップ状部材（１１、１６）と、摺動変位軸（２０）に沿って摺動変位可能に可換カップ状部材（１１、１６）に支持されているベアリングブロック（２４）と、ベアリングブロック（２４）に回転可能に支承されかつ作用軸（２９）に沿って作用する少なくとも１つのカッターローラ（８）を有するカッターローラユニット（２３）とを備え、
   作用軸（２９）は摺動変位軸（２０）に対し傾斜している、
   カッターローラ装置。
2. 可換カップ状部材（１１）は、摺動変位軸（２０）に対し平行に配向されたパラレル壁（２１）と、前側端部において摺動変位軸（２０）に対し傾斜し作用軸（２９）に対し平行に配向されたアングル壁（２２）とを有する、
   請求項１に記載のカッターローラ装置。
3. 可換カップ状部材（１１）は、実質的に矩形又は方形の横断面を有する、
   請求項１又は２に記載のカッターローラ装置。
4. カッターローラユニット（２３）は、ベアリングブロック（２４）を有し、
   ベアリングブロック（２４）には、少なくとも１つのカッターローラ（８）が回転可能に取り付けられており、
   ベアリングブロック（２４）は、摺動変位軸（２０）に対し平行に配向されたパラレル壁（２５）と、摺動変位軸（２０）に対し傾斜され作用軸（２９）に対し平行に配向されたアングル壁（２７）とを有する、
   請求項２又は３に記載のカッターローラ装置。
5. ベアリングブロック（２４）のアングル壁（２７）の向かい側に位置するカッターローラアウターエッジ（３０）は、ベアリングブロック（２４）のアングル壁（２７）の向かい側に位置するベアリングブロック（２４）のパラレル壁（２５）と面一に整列するよう配向されている、
   請求項４に記載のカッターローラ装置。
6. 前方に摺動変位された作用位置と引き戻された待機位置との間でカッターローラユニット（２３）を摺動変位軸（２０）に沿って摺動変位可能にする摺動変位ユニット（１５）が設けられている、
   請求項１〜５の何れかに記載のカッターローラ装置。
7. カッターローラユニット（２３）の引き戻された待機位置において、可換カップ状部材（１１）を圧密的に閉鎖可能にする閉鎖スライダ（１８）が設けられている、
   請求項１〜６の何れかに記載のカッターローラ装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の複数のカッターローラ装置（５、６、７）を有する切削ホイールであって、
   該複数のカッターローラ装置（５、６、７）が切削ホイール（１）の中央領域（４）に配置されている、
   切削ホイール。
9. 少なくとも２つの可換カップ状部材（１１）の摺動変位軸（２０）は、切削ホイールプレート（２）に向う方向において互いに対し接近するように延伸するよう、配向されている、
   請求項８に記載の切削ホイール。
10. 切削ホイールプレート（２）に向う方向に互いに対し接近するように延伸する摺動変位軸（２０）を有する可換カップ状部材（１１）に配された複数のカッターローラユニット（２３）のカッターローラ（８）は、互いに対し近接して配置されている、
    請求項９に記載の切削ホイール。

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