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 .