und

T unnelvortriebsmaschine

Die Erfindung betrifft ein Abbauwerkzeug für eine Tunnelvortriebs maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine mit wenigstens einem derartigen Werkzeug ausgestattete Tunnelvortriebsmaschine.

Ein derartiges Abbauwerkzeug für eine Tunnelvortriebsmaschine sowie eine mit einer Anzahl von derartigen Abbauwerkzeugen aus gestattete Tunnelvortriebsmaschine sind aus JP 2000-204884 A be kannt.

Das vorbekannte Abbauwerkzeug für eine Tunnelvortriebsmaschine verfügt über einen Werkzeugkopf, in den ein Verschleißsensor inte griert ist. Der Verschleißsensor ist über eine drahtbasierte elektri sche Leitungsanordnung mit elektrischer Energie beaufschlagbar. Das Abbauwerkzeug ist weiterhin mit einem Werkzeugträger ausge stattet, mit dem der Werkzeugkopf auswechselbar verbunden ist. Bei dem vorbekannten Abbauwerkzeug ist der Verschleißsensor durch eine Anzahl von mit ihren Enden in einer Verschleißrichtung gestuft voneinander beabstandeten Drähten ausgebildet, die fest verdrahtet aus dem Abbauwerkzeug herausgeführt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abbauwerkzeug der eingangs genannten Art und eine damit ausgestattete Tunnelvor triebsmaschine anzugeben, bei dem beziehungsweise bei der bei Erreichen einer Verschleißgrenze ein einfaches Wechseln des Ab bauwerkzeugs geschaffen ist. Diese Aufgabe wird bei einem Abbauwerkzeug der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese Aufgabe wird bei einer Tunnelvortriebsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Dadurch, dass das Abbauwerkzeug gemäß der Erfindung ein draht loses steckerfreies Kopplungsmodul aufweist und die Leitungsan- Ordnung dadurch zwischen dem Werkzeugkopf sowie dem Werk zeugfuß bei einem Wechsel des einem Verschleiß unterworfenen Werkzeugkopfes sehr einfach unterbrechbar und anschließend wie derverbindbar ist, lässt sich bei Erkennen eines Erreichens einer Verschleißgrenze über das in unmittelbarer Nähe des Werkzeugträ- gers angeordnete Auswertemodul der Werkzeugkopf sehr einfach wechseln.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 in einer anschaulichen perspektivischen Darstellung einen

Ausschnitt aus einem Schneidrad einer Tunnelvortriebsma schine, das mit beispielhaften Abbauwerkzeugen gemäß der Erfindung ausgestattet ist,

Fig. 2 in einer Seitenansicht ein in einem Trägerkopf angeordne tes Ausführungsbeispiel eines Abbauwerkzeugs gemäß der Erfindung in einer vorgeschobenen Arbeitsstellung,

Fig. 3 in einer Schnittansicht in einem Längsschnitt die Anord nung gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 in einer Schnittansicht in einem Längsschnitt das beispiel hafte Abbauwerkzeug gemäß Fig. 3 in einer rückgezoge nen Wartungsstellung.

Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt aus einem Schneidrad 103 einer Tunnelvortriebsmaschi ne, das hier mit einer Anzahl von in einem Ausführungsbeispiel dar- gestellten, hier als sogenannte Schälmesser zum Abbau von Weich- und Lockergestein ausgebildeten Abbauwerkzeugen 106 gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Jedes Abbauwerkzeug 106 ist in einem mit dem Schneidrad 103 verbundenen Trägerkopf 109 verschiebbar angeordnet, an den an einer einer Abbauseite abgewandten Rück- Seite eine längliche Endhülse 112 angebracht ist. Auf der Abbauseite weist jedes Abbauwerkzeug zum Abbau von anstehender Geologie einen Schälmesserkopf 115 auf, der im Abbaubetrieb der Tunnelvor triebsmaschine einem Verschleiß unterworfen ist und der daher bei Erreichen oder Unterschreiten einer vorbestimmten Verschleißgren- ze aus betriebsökonomischen Gründen möglichst schnell und be triebssicher gewechselt werden soll.

Auf der dem Schälmesserkopf 115 abgewandten Seite ist jedes Ab bauwerkzeug 106 mit einer Schauglasplatte 118 ausgebildet, die das Abbauwerkzeug 106 rückseitig abschließt und in dem Sinne durch sichtig ist, dass durch sie hindurch für ein menschliches Auge er kennbare optische Information übertragbar ist.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht das Ausführungsbeispiel eines in einem Trägerkopf 109 gehaltenen beispielhaften Abbauwerkzeugs 106 gemäß Fig. 1. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Schälmesser kopf 1 15 abbauseitig mit einer Anzahl von Harteinsätzen 203 be stückt ist, um die Standzeit bis zum Erreichen der Verschleißgrenze zu optimieren. Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 2 entnehmen, dass der Schälmesserkopf 115 mit einem Werkzeugträ gerkopf 206 verbunden ist, der sich von dem Schälmesserkopf 115 in der in Fig. 2 dargestellten vorgeschobenen Arbeitsstellung in den T rägerkopf 109 erstreckt. Die Endhülse 112 ist mit ihrem dem Trägerkopf 109 zugewandten Ende über eine Verbindungsflanschringanordnung 209 über Ver schraubungen lösbar mit dem Trägerkopf 109 verbunden, während das dem Trägerkopf 109 abgewandte freie Ende der Endhülse 112 einen Abschlussflanschring 212 trägt, in dem das dem Schälmes- serkopf 115 gegenüberliegende rückseitige Ende des Abbauwerk zeugs 106 verschiebbar gelagert ist.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht in einem Längsschnitt die Anord nung gemäß Fig. 2 mit dem Abbauwerkzeug 106 in der vorgescho- benen Arbeitsstellung. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Schälmes serkopf 115 und der Werkzeugträgerkopf 206 über eine formschlüs sige Zapfenverbindung 303 miteinander verbunden sind, die bei die sem Ausführungsbeispiel einen Mehrkantstumpf 306 und eine kom plementär zu dem Mehrkantstumpf 306 ausgebildete Mehrkant- Stumpfaufnahme 309 aufweist, die passgenau ineinander eingreifen.

Alternativ kommt für die Zapfenverbindung 303 ein Zylinderstumpf und eine Zylinderstumpfaufnahme mit einer gesonderten Verdrehsi cherung zum Einsatz.

Im Bereich der stirnseitigen Kontaktstelle zwischen dem Mehrkant stumpf 306 und der Mehrkantstumpfaufnahme 309 ist ein Kopp lungsmodul 312 einer Leitungsanordnung vorhanden, das eine drahtlose steckerfreie, vorzugsweise durch räumlich voneinander beabstandete Sende/Empfangselemente gebildete Schnittstelle zwi schen einem sich in dem Schälmesserkopf 115 befindlichen Teil der Leitungsanordnung und einem sich von dem Kopplungsmodul 312 auf der dem Schälmesserkopf 115 abgewandten Seite des Abbau werkzeugs 106 erstreckenden Teil der Leitungsanordnung schafft.

Der Schälmesserkopf 115 ist mit Verschleißsensoren 315 beispiels weise in Gestalt von Temperatursensoren bestückt, die für den aktu- eilen Verschleißzustand des Schälmesserkopfes 115 charakteristi sche Ausgangssignale liefern, die der Leitungsanordnung einspeis- bar und über das Kopplungsmodul 312 von dem Schälmesserkopf 115 ableitbar sind. Die Leitungsanordnung verfügt weiterhin über ein Leitungsführungs rohr 318, das mit einem Ende durch den Werkzeugträgerkopf 206 bis zu dem Kopplungsmodul 312 durchgeführt ist und sich von dem Werkzeugträgerkopf 206 weg erstreckt. Das Leitungsführungsrohr 318 ist in einem Innenraum eines mit dem Werkzeugträgerkopf 206 verbundenen, hohlzylinderartig ausgebildeten Werkzeugträgerfußes 321 angeordnet, an dessen dem Werkzeugträgerkopf 206 abge wandten Ende eine Verschlussflanschringanordnung 324 ange bracht ist, mit der unter anderem die Schauglasplatte 118 fixiert ist. An dem dem Werkzeugträgerkopf 206 abgewandten Ende des Werkzeugträgerfußes 321 ist weiterhin ein Schutzgehäuse 327 an geordnet, in dem ein Auswertemodul 330 angeordnet ist, das bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer optischen Verschleißzu standsanzeige ausgestattet ist. Das dem Werkzeugträgerkopf 206 abgewandte Ende des Leitungs führungsrohres 318 mündet in das Schutzgehäuse 327, so dass die Leitungsanordnung von äußeren, insbesondere mechanischen, Ein- flüssen weitgehend geschützt mit dem Auswertemodul 330 verbun den ist.

Somit ist sichergestellt, dass die Ausgangssignale des oder jedes Verschleißsensors 315 das zweckmäßigerweise über ein in dem Schutzgehäuse 327 angeordnetes unabhängiges Energieversor gungsmodul 333 wie eine vorzugsweise wiederaufladbare Batterie mit elektrischer Energie versorgte Auswertemodul 330 beaufschla gen und durch die Schauglasplatte 118 durch Bedien- und War- tungspersonal die Verschleißzustandsanzeige beispielsweise in Ge stalt einer grünen Lichtanzeige bei einem noch betriebsfähigen Zu stand des Schälmesserkopfes 115 vor Erreichen einer vorbestimm ten Verschleißgrenze und einer roten Anzeige bei Erreichen oder Unterschreiten der Verschleißgrenze durch den Schälmesserkopf 115 beobachtbar ist.

Bei einer nicht dargestellten Weiterbildung sind die der Verschleiß zustandsanzeige eingespeisten Datensignale alternativ oder ergän zend über eine Sendeeinheit des Auswertemoduls 330 mittels eines drahtlosen Übertragungskanals wie einer Funkverbindung in einen abbauseitig rückseitigen Bereich der Tunnelvortriebsmaschine, bei spielsweise in deren Steuerstand, übertragbar und dort weiterverar- beitbar. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass der gesamte Aufbau des Abbauwerk zeugs 106 mechanisch hochstabil ist und die elektrischen sowie elektronischen Komponenten gegenüber äußeren Umwelteinflüssen wie insbesondere Feuchtigkeit im Innenraum des Werkzeugträger fußes 321 oder mechanisches Einwirken sehr gut gekapselt sind.

Aus Fig. 3 ist weiterhin ersichtlich, dass der Vorschub des Abbau werkzeugs 106 zum Einnehmen der Arbeitsstellung durch zwischen dem Abschlussflanschring 212 und der Verschlussflanschringanord- nung 324 sowie zwischen dem Trägerkopf 109 und dem Werkzeug trägerkopf 206 in radialer Richtung ausgebildete Anschläge begrenzt ist. Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht in Längsrichtung entsprechend Fig. 3 das Abbauwerkzeug 106 in einer gegenüber der Arbeitsstel lung gemäß Fig. 3 rückgezogenen Wartungsstellung, in der das Ab bauwerkzeug 106 aus dem Trägerkopf 109 herausgezogen und zum vollständigen Entnehmen aus der Endhülse 112 bereit ist. Aus der Darstellung gemäß Fig. 4 lässt sich entnehmen, dass die Verbin dungsflanschanordnung 209 eine Verschlusseinheit 403 hält, mit der ein in dem Trägerkopf 109 für das Abbauwerkzeug 106 abbauseitig ausgebildeter Aufnahmeraum 406 von einem Führungsraum 409 der Endhülse 112 abtrennbar ist. Dadurch lässt sich das Abbauwerk- zeug 106 in einer Schließstellung der Verschlusseinheit 403 druck frei entnehmen. Dann lässt sich beispielsweise ein verschlissener Schälmesserkopf 115 von dem Werkzeugträgerkopf 206 abbauen und ein nicht verschlissener Schälmesserkopf 115 wieder mit dem Werkzeugträgerkopf 206 frei von aufwändigen und fehlerträchtigen Verbindungsarbeiten an der Leitungsanordnung befestigen.