• 专利附录
  • 专利说明
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  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986003543A1
    申请号:PCT/EP1985/000625
    申请日:1985-11-16
    公开日:1986-06-19
    发明作者:Rolf Böing；Dietmar Frase；Manfred Noeske
    申请人:Bergwerksverband Gmbh；
    IPC主号:E21B12-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Rollenbohrwerkzeug
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Schneid- oder Warzenrollen, insbesondere von Vortriebsmaschi¬ nen im Berg- und Tunnelbau, durch Ermittlung der an den ein¬ zelnen Rollen auftretenden Belastungen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Meßstellen, die mit Dehnungsmeßstreifen 'ausgerüstet sind sowie einer Auswerteeinheit.
    [0003] Insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzte Teil- und Vollschnittmaschinen, die mit Rollenbohrwerkzeugen ausgerüstet sind, weisen einen Bohrkopf auf, der die gesamte Ortsbrust bei der Auffahrung bearbeitet, und das anstehende Mineral löst. Diese Lösearbeit erfolgt mit Hilfe von Schneid¬ oder Warzenrollen, die auf oder an der sich drehenden vorderen Scheibe des Bohrkopfes bzw. des haubenförmigen Bohrkopfes ange¬ ordnet sind. Die Schneid- oder Warzenrollen zertrümmern das Ge¬ stein durch hohen Andruck, wozu die Streckenvortriebsmaschine mit Abspannpratzen gegen die Streckenstöße verspannt werden kann oder sich entsprechend auf dem Liegenden abstützt. Zur Ermittlung der Lastverteilung über den Bohrkopfbereich dieser Vortriebsmaschinen werden die an den einzelnen Rollenbohrwerk- - Z -
    [0004] zeugen auftretenden Belastungen mittels Dehnungsmeßstreifen ge¬ messen. Diese Messungen an den Lagerböcken sind allerdings in der Aussage nicht vollwertig, weil sie keine Beurteilunσ des Überrollablaufs der Rollenbohrwerkzeuge erlauben. Die Überwa¬ chung des ordnungsgemäßen Überrollablaufes der Rollenbohrwerk¬ zeuge, welche eine Aussage über das Verschleiß erhalten und über eine eventuell durch einen Rollenstillstand verursachte Funken¬ bildung ermöglicht, muß daher parallel vorgenommen werden. Hier¬ zu dient eine zusätzliche Meßstelle, welche mittels eines soge¬ nannten Nockenimpulses jeweils eine Umdrehung der Schneidrolle anzeigt. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren und auch der be¬ kannten Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens ist einmal, daß getrennte Messungen vorgenommen werden müssen, daß getrennte Meßstellen notwendig sind, und daß ein Rollen¬ stillstand unter Umständen erst zeitlich verzögert gemessen und gemeldet wird.
    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auftretenden Belastungen und das Abrollverhalten von Rollenbohrwerkzeugen kombiniert und genau meßbar zu machen und eine dazu geeignete Vorrichtung zu schaffen..
    [0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tan- gentialdehnungen an den Wälzlagerringen gemessen werden.
    [0007] Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es überraschend mög¬ lich, zugleich die anfallenden Belastungsgrößen als solche als auch das Abrollverhalten von Rollenbohrwerkzeugen sicher und mit einem einzigen Signal zu überwachen. Das Signal als sol¬ ches gibt an, daß es nicht zu einem Stillstand des Rollenbohr¬ werkzeuges gekommen ist, während die absolute Größe des Sig¬ nals die Größe der Belastung angibt. Die auf diese Art und Weise ermittelten Werte sind wesentlich genauer und einfacher zu übertragen als die bei den bereits bekannten Verfahren. Da¬ mit wird eine kurzfristigere und sicherere Reaktion auf den Be¬ triebsablauf möglich. Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßstelle in einem der Ringe des Wälzlagers an¬ geordnet und als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet ist. Diese Lö¬ sung ist von Vorteil, weil der Aufbau konstruktiv einfacher ist, da nur eine einzige Meßstelle eingerichtet und beobachtet werden muß. Sie ermöglicht die Überwachung aller notwendigen Funktionen und enthält die entsprechenden Informationen.
    [0008] Die gezielt eingebrachte Dehnungsmeßstreifen-Meßstelle ermöglich es, sicher und einfach während eines Schneidvorganges gleichzeit die notwendigen genauen Informationen über die anfallenden Bela¬ stungsgrößen und die Drehbewegung bzw. den Stillstand des Rollen bohrwerkzeuges zu ermitteln. Dabei ist die Charakteristik des MeßSignals durch den Wechsel der Spannungen, entstehend bei eine Überrollung der Meßstelle durch die Wälzkörper, vorgegeben. Aus diesem schwingungsförmig anfallenden Meßsignal ist somit das Übe rollverhalten des Rollenbohrwerkzeuges eindeutig ablesbar bzw. a leitbar. Besonders vorteilhaft ist, daß das Abrollverhalten des Rollenbohrwerkzeuges über eine Vielzahl von Impulsen pro Umdrehu zu bestimmen ist. Der Stillstand eines Rollenbohrwerkzeuges ist somit kurzfristig zu erkennen und so kann entsprechend darauf re agiert v/erden.
    [0009] Eine vorteilhaft geschützte Anordnung der Meßstelle und zugleich eine genaue Weitergabe der Belastungshöhe des Rollenbohrwerkzeu¬ ges und sein Rollverhalten wiedergebendes Meßsignal ist gegeben bzw. möglich, indem erfindungsgemäß die Meßstelle dem den Wälz¬ rollen gegenüberliegenden Rand des Außen- und/oder Innenringes zugeordnet ist. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor, daß die Meßstel¬ le in einer der Wälzkörperbahn zugeordneten Ausnehmung positio¬ niert ist. Dadurch ist eine sichere und genaue Erfassung der Be¬ lastung der Rollenbohrwerkzeuge und des Rollverhaltens möglich.
    [0010] Als besonders vorteilhaft ist bei der vorliegenden Erfindung an¬ zusehen, daß eine wesentliche Vereinfachung des Meßverfahrens erreicht wird, und eine konstruktiv einfache und leicht anzu¬ bringende Vorrichtung geschaffen ist, bei der mit derselben Me߬ stelle gleichzeitig die Belastungshöhe eines Rollenbohrwerkzeuge genau ermittelt werden kann, sowie auch dessen Rollverhalten. Ei wesentlicher Vorteil ist v/eiter, daß während eines Schneidvorgan ges eine Vielzahl von Impulsen empfangen und ausgewertet werden kann, wodurch eine hohe Informationsdichte erreicht wird.
    [0011] Weitere Einzelheiten zum Anmeldungsgegenstand sind in der nach¬ folgenden Beschreibung der Figuren wiedergegeben. Es zeigen:
    [0012] Fig. 1 die Vorkopfansieht eines Bohrkopfes einer Vollschnitt- Vortriebsmaschine,
    [0013] Fig. 2 Querschnitt durch ein Wälzlager eines Rollenbohr¬ werkzeuges mit Meßstelle im Außenring,
    [0014] Fig. 3 Längsschnitt gemäß Fig. 2,
    [0015] Fig. 4 Querschnitt eines Wälzlagerteils mit Meßstelle im Innenring,
    [0016] Fig. 5 Längsschnitt gemäß Fig. 4, und
    [0017] Fig. 6 graphische Darstellung eines Meßsignals beim Über¬ rollvorgang. Der in Fig. 1 v/iedergegebene Bohrkopf 1 ist schematisiert darge¬ stellt und gibt in etwa die Anordnung der verschiedenen Rollen 2 3, 4, 5 wieder, über die das Gestein durch entsprechendes Anpres sen geschnitten bzw. zerkleinert wird.
    [0018] Jeder der einzelnen Rollen 2, 3, 4, 5 ist mit einem Wälzlager 6 ausgerüstet, wie sie in den Fig. 2 bis 5 im Ausschnitt zu entneh men ist. Zwischen Außenring 7 und Innenring 9 sind eine Vielzahl von Wälzkörpern 8 angeordnet, die einen gleichmäßigen Rollvorgan der Rollen 2 bis 5 ermöglichen sollen. Dabei kann der Außenring die Hülse der Schneidrolle sein bzw. der Innenring 9 die Lagerac se der Schneidrolle.
    [0019] Nach den Fig. 2 und 3 ist im Außenring 7 eine Ausnehmung 10 mit -der Meßstelle 11 angeordnet, wobei es sich bei der Meßstel¬ le 11 (Meßaufnehmer) um einen Dehnungsmeßstreifen 12 handelt, de in der Ausnehmung 10 vorzugsv/eise verklebt angeordnet ist. Nach den Fig. 4 und 5 ist dieser Dehnungsmeßstreifen 12 bzw. ist die Meßstelle 11 in einer Ausnehmung 10 des Innenringes 9 unterge¬ bracht.
    [0020] Sowohl der Ausbildung nach Fig. 2 und 3 wie auch nach Fig. 4 und 5 sind die Ausnehmungen 10 bzw. die Meßstelle 11 jeweils dem Ran 15 zugeordnet, während die Wälzkörper 8 auf den Rand 14 direkt einwirken.
    [0021] Fig. 6 stelle graphisch das Meßsignal beim Überrollvorgang dar. Es zeichnet sich durch Wechsel zwischen Dehnungsbereichen 17 und Spannungsbereichen 18 aus, wobei mit 19 die Periode zwischen zwe aufeinanderfolgenden maximalen Krafteinleitungen aus einer Bela¬ stung der Meßstelle durch die Wälzkörper bezeichnet ist.
    权利要求:
    Claims
    atentansσrüche
    Verfahren zur Überwachung der Schneid- oder Warzen¬ rollen, insbesondere von Vortriebsmaschinen im Berg- und Tunnelbau, durch Ermittlung der an den einzelnen Rollen auftretenden Belastungen, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Tangentialdehnungen an den Wälzlagerrin¬ gen gemessen werden.
    Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ spruch 1 mit Meßstellen, die mit Dehnungsmeßstreifen ausgerüstet sind und einer Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle (11) in einem der Ringe (7, 9) des Wälzlagers (6) angeordnet und als diesen zugeordneter Dehnungsmeßstreifen (12) ausge¬ bildet ist. f -
    3. Vorri-chtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle (11) an dem den Wälzrollen (8) ge¬ genüberliegenden Rand (15) des Außen- oder Innenrin¬ ges (7, 9) angeordnet ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle (11) in einer der Wälzkörperbahn zugeordneten Ausnehmung (10) positioniert ist.
    类似技术:
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-06-19| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1986-06-19| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1986-08-08| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986900090 Country of ref document: EP |
    1986-12-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986900090 Country of ref document: EP |
    1989-03-29| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986900090 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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