Die Erfindung betrifft eine Schneidrolle mit einer Achse, auf der ein

Schneidring mittels einer Lagereinrichtung drehbar geführt ist, die gegen über der Umgebung mittels einer Dichteinrichtung abgedichtet ist. Schneidrollen dieser Art, die zum Gesteinsabbau benutzt werden, sind Stand der Technik, siehe DE 10 2012 220 434 A1 . Insbesondere kommen solche Schneidrollen als Schneidwerkzeuge an der Vorderseite des Bohr kopfes bei Tunnelvortriebsmaschinen zum Einsatz. Im Betrieb ist die Lager einrichtung der jeweiligen Schneidringe durch die zugehörige Dichteinrich- tung gegen schädliche Umwelteinflüsse wie das Eindringen von Verschmut zungen und dergleichen geschützt. Bei den bei Tunnelbohrungen häufig vorkommenden größeren Bohrtiefen ergeben sich jedoch Probleme, wenn die Bohrung unter Wasser oder bei Wassereinbruch stattfindet. Durch den der jeweiligen Bohrtiefe entsprechenden Wasserdruck kommt es trotz Vor- handensein der Dichteinrichtung zu einem Wassereintritt und damit zur Zerstörung der Lagereinrichtung.

Im Hinblick auf diese Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, eine Schneidrolle der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die zum Gesteinsabbau auch bei herrschendem Wasserdruck be triebssicher einsetzbar ist. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Schneidrolle gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentli- che Besonderheit der Erfindung darin, dass mittels einer Ausgleichseinrich tung ein etwaiger Differenzdruck zwischen der Lagereinrichtung und der Umgebung ausgleichbar ist. Auch bei Betrieb unter Wasser ist die Lagerein richtung dank des mittels der Ausgleichseinrichtung hergestellten Druckaus gleichs durch die Dichteinrichtung sicher vor dem Eindringen von Wasser geschützt. Der sichere Betrieb ist dadurch auch bei tiefer liegenden Bohr strecken, bei denen mit einem Wasserdruck von bis zu 7 bar oder höher ge rechnet werden muss, ausfallsicher betreibbar.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Ausgleichseinrichtung ein elastisch nachgiebiges Trennelement auf, dessen Innenseite permanent den jeweiligen Umgebungsdruck führt und dessen Außenseite druckführend mit der Lagereinrichtung in Verbindung steht und in dieser dadurch den Umge bungsdruck herstellt. Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass das Trennelement in einem Hohlraum der Achse aufgenommen ist, der über eine druckführende Verbindung zumindest an Teilen der Lagereinrichtung angeschlossen ist. Die Ausgleichseinrichtung ist dergestalt vollständig in die Achse der Schneidrolle integriert, so dass die erfindungsgemäße Schneid- rolle in kompakter Bauweise und ohne Zuwachs an Baugröße gegenüber den bekannten Schneidrollen realisierbar ist.

Das Trennelement kann mit Vorteil eine Speicherblase aus elastomerem Material aufweisen, die an der feststehenden Achse mittels einer Halteein- richtung gehalten ist, die einen Verbindungskanal aufweist, der eine me-di- enführende Verbindung zwischen dem Inneren des Trennelements und der Umgebung herstellt.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Halteeinrichtung einen Abschlussdeckel auf, in den zentral der Verbindungskanal ausmündet, an den sich Zuführkanäle anschließen, die nutartig in die Deckeloberseite ein gebracht sind. Durch die Zuführkanäle ist sichergestellt, dass dem Verbin dungskanal und damit der Speicherblase der Umgebungsdruck nicht nur von einer singulären Stelle der Umgebung gemeldet wird, sondern von ei nem größeren, von den Zuführkanälen überdeckten Umgebungsbereich.

Die Lagereinrichtung kann mit Vorteil mindestens zwei Wälzlager, insbe sondere paarweise zusammenwirkende Kegel rol len lager, aufweisen, die zu mindest teilweise mit ihren Spalt- und/oder Sitzgeometrien an die druckfüh rende Verbindung angeschlossen sind.

Hierbei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die druck führende Verbindung aus mindestens einem Querkanal besteht, der mit sei nem jeweils einen Ende in den Hohlraum der Achse ausmündet und mit seinem jeweils anderen Ende aus dieser Achse ausmündend sich in Rich tung einer Distanzhülse öffnet, an die beidseitig der Innenring des jeweili gen Wälzlagers angrenzt.

Die Außenringe des Wälzlagerpaares können mit dem auf der Achse dreh baren Schneidring verbunden sein und voneinander parallel zur Drehachse des Schneidringes einen axialen Abstand voneinander einnehmen, der der Länge der Distanzhülse entspricht oder vorzugsweise größer ist.

Hinsichtlich der Ausbildung der Dichteinrichtung kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die Dichteinrichtung aus zwei Paaren mit je zwei Dichtringen besteht, die einmal der Lagereinrichtung und einmal ei nem ortsfest auf der Achse sitzenden Abschlussteil zugewandt sind und die Abdichtung der Lagereinrichtung zumindest gegenüber der Umgebung vor nehmen.

Gegenstand der Erfindung ist gemäß dem Patentanspruch 10 auch eine Tun nelvortriebsmaschine mit einem Bohrkopf, an dem zumindest eine Schneid rolle nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 angeordnet ist. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch vereinfachten Längsschnitt des Ausführungs beispiels der erfindungsgemäßen Schneidrolle;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößert gezeichneten Teilschnitt des in Fig. 1 mit II bezeichneten Bezirks;

Fig. 3 einen Längsschnitt der ein nachgiebiges Trennelement der Aus gleichseinrichtung des Ausführungsbeispiels bildenden Speicher blase mit zugehöriger Halteeinrichtung;

Fig. 4 eine perspektivische Schrägansicht der Speicherblase mit Halte einrichtung;

Fig. 5 einen Längsschnitt der gesondert dargestellten Speicherblase;

Fig. 6 einen vergrößert gezeichneten Teilausschnitt des in Fig. 5 mit VI bezeichneten Bereichs der Speicherblase; und Fig. 7 den Teilausschnitt von Fig. 6 mit einem Endteil abgewandelter Außenform.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine feststehende Achse 2 auf, die für einen Schneidring 4 die Drehachse 6 definiert. Der Schneidring 4 weist einen mittig gelegenen, radial vorstehenden Ringwulst 8 auf, an dessen radial außen liegendem, verjüngten Ende in der bei derartigen Schneidrollen üblichen Weise Schneideinsätze vorgesehen sind, die in der schematisch vereinfachten Darstellung von Fig. 1 weggelassen sind. Die die Drehlagerung für den Schneidring 4 bildende Lagereinrichtung ist durch ein Wälzlagerpaar gebildet, das ein erstes Kegel rol len lager 10 und ein zweites Kegelrollenlager 12 aufweist, deren jeweiliger Innenring 14 bzw. 1 6 durch eine Distanzhülse 18, in einem axialen Abstand voneinander gehalten, die Achse 2 umgibt. Die Innenringe 14 und 1 6 sind mittels auf der Achse 2 sit zenden Lagerdeckeln 20 und 22 in Anlage an der Distanzhülse 18 gehalten. Der in Fig. 1 linksseitig gelegene Lagerdeckel 20 ist mit einer Schulter 24 an einem radial vorstehenden Bund 26 der Achse 2 festgelegt. Der gegenüber liegende Lagerdeckel 22 bildet als auf der Achse 2 sitzender Schraubring die axiale Festlegung der Lagereinrichtung in Gegenrichtung. Die den Schneidring 4 tragenden Außenringe 1 5 und 1 7 der Kegelrollenlager 10 bzw. 12 sind durch einen Innenbund 1 9 des Schneidringes 4 in einem axia len Abstand voneinander gehalten, der etwas größer als die axiale Länge der Distanzhülse 18 ist. Für die Abdichtung der Lagereinrichtung sind zwei Paare mit Dichtringen 28 und 30 vorgesehen, von denen der jeweils axial außen liegende Dichtring 28 die Abdichtung zum feststehenden Lagerde ckel 20 bzw. 22 bildet und der jeweils axial innenliegende Dichtring 30 die Abdichtung zum umlaufenden Schneidring 4 hin bildet.

Die Achse 2 weist einen zur Drehachse 6 koaxialen inneren Hohlraum 32 auf, der an dem in Fig. 1 links gelegenen Ende 34 geschlossen und am ge genüberliegenden Ende 36 offen ist. Im mittleren Längenbereich ist der Hohlraum 32 der Achse 2 mittels Querbohrungen 38 zum Außenumfang hin offen. Dadurch ist über Spalte, die sich am Außenumfang der Achse im Bereich der Innenringe 14, 1 6 und der Distanzhülse 18 befinden, eine Me dienverbindung vom Hohlraum 32 der Achse 2 zum Inneren der Lagerein richtung gebildet. Die erfindungsgemäße Schneidrolle weist eine Ausgleich seinrichtung auf, die einen Druckausgleich zwischen der Umgebung und dem Hohlraum 32 und damit der Lagereinrichtung herstellt. Die Ausgleich seinrichtung weist ein bewegliches Trennelement in Form einer elastisch nachgiebigen Speicherblase 40 auf, die in Fig. 5 gesondert dargestellt und aus einem Elastomer gebildet ist. Wie Fig. 1 und 2 am deutlichsten zeigen, ist die Speicherblase 40 vom offenen Ende 36 des Hohlraums 32 her in die sen so eingebaut, dass die Außenseite der Speicherblase 40 über die Quer bohrungen 38 druckführend mit der Lagereinrichtung in Verbindung ist, während die Innenseite der Speicherblase 40 mit der Umgebung in Verbin dung ist. Zur Bildung dieser Verbindung und als Halterung für die Speicher blase 40 ist, wie der Fig. 2 am deutlichsten entnehmbar ist, als Halteeinrich tung ein in das offene Ende 36 des Hohlraums 32 einschraubbarer Ab schlussdeckel 42 vorgesehen, der einen koaxialen Verbindungskanal 44 aufweist, der die Verbindung zwischen Umgebung und Innenseite der Spei cherblase 40 herstellt. Wie Fig. 4 am deutlichsten zeigt, sind in die Außen seite des Abschlussdeckels 42 sich überkreuzende Zuführkanäle 46 in Form vertiefter Nuten eingearbeitet, so dass die Verbindung zur Umgebung über einen größeren Bereich gebildet ist. Der Abschlussdeckel 42 ist an der In nenwand des Hohlraums 32 mittels eines Dichtringes 48 abgedichtet.

Die mechanische Verbindung zwischen dem die Halteeinrichtung bilden den Abschlussdeckel 42 und der Speicherblase 40 ist am deutlichsten den Fig. 3 und 5 bis 7 entnehmbar. Wie gezeigt, weist die Speicherblase 40 am offenen Ende einen ihre Öffnung 50 umgebenden Randwulst 52 auf. Der Abschlussdeckel 42 weist, wie Fig. 3 zeigt, am inneren Ende des Verbin dungskanals 44 einen Fortsatz 54 auf, in den eine Ringnut eingearbeitet ist, die mit einem hinterschnittenen Wandteil 56 ein Ringteil 58 hintergreift, das sich am Randwulst 52 in Richtung auf das Innere der Speicherblase 40 erstreckt. Die Fig. 7 zeigt eine Variante für die Form des Randwulsts 52a, der in einer entsprechend abgewandelten Form der Ringnut (nicht gezeigt) am Fortsatz 54 des Abschlussdeckels 42 festlegbar ist.

Aufgrund der Nachgiebigkeit der Speicherblase 40 befinden sich die an die Innenseite der Speicherblase 40 angrenzenden und die an die Außenseite der Speicherblase 40 angrenzenden Räume jeweils auf dem gleichen Druckniveau. Bei einem in der Umgebung herrschenden und über die Ka- näle 44 und 46 im Inneren der Speicherblase 40 wirksamen Wasserdruck dehnt sich die Speicherblase 40 bis zum Erreichen des Gleichdrucks zwi schen Blaseninnenseite und der Außenseite, d.h. dem Hohlraum 32, aus. Dies führt über die Querbohrungen 38 auch zum Druckausgleich in der La gereinheit, d.h. zur Anpassung des Lagerinnendrucks an den Umgebungs- druck. Dieser Druckausgleich stellt sicher, dass die Dichteinrichtung in

Form der Dichtringpaare 28, 30 einen sicheren Schutz der Kegelrollenlager 10, 12 gegen Umwelteinflüsse gewährleistet, so dass die erfindungsgemäße Schneidrolle auch bei Auftreten eines äußeren Wasserdrucks sicher betreib bar ist. Die vorstehend beschriebene Funktion der Speicherblase 40 kann noch durch eine Schaumfüllung unterstützt sein, indem ein elastisch nach giebiges Schaummaterial in die Speicherblase 40 bleibend eingebracht ist.