Roller bit for excavation of tonnel with cutting ring comprising plural segments

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機用のローラビット（Rollenmeissel）に関する。

【０００２】

【従来の技術】公知のトンネル掘削機は切削ヘッドとローラビットとを備えており、ローラビットには、例えばビットである切削エレメントを備えた切削リングが設けられていて、この切削リングは１つの部分から成っている。 この切削リングは切削本体にプラス嵌め、締まり嵌めによって又は固定リング及び溝を用いて固定されている。 さらに、切削リングのない切削ローラも公知であり、このような切削ローラでは、ビットが直接ローラビットのベース体にろう接又は収縮固定されている。 切削リング及び、ビットを備えた切削ローラは、種々様々な形状を有することができる。

【０００３】公知の構成における欠点としては次のことが挙げられる。 すなわち公知の構成では、たとえ切削リングの一部だけしか修理の必要がない場合でも、修理が必要な場合には、ローラビット全体又はその切削リングを全体的に交換しなくてはならない。 その結果長い修理時間と材料技術的にかなりの費用がかかってしまう。 それというのは、このような修理を行うためには、ローラビットをドリルヘッドから完全に外さねばならないからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のトンネル掘削機用のローラビットを改良して、先行技術における欠点を排除すること、
すなわちローラビットの修理に要する手間、コスト及び時間を短縮することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するために本発明の構成では、ローラベース体と少なくとも１つの切削リングとを備えている形式の、トンネル掘削機用のローラビットにおいて、切削リングが複数の個々のセグメントから成っており、該セグメントがローラベース体に別体として交換可能に配置されている。

【０００６】

【発明の効果】本発明のように、切削リングが少なくとも２つのセグメントから成っていて、該セグメントがローラベース体に交換可能に取り付けられていることによって、切削リング自体又は切削リングの摩耗した部分をセグメント毎に交換することが可能になり、したがって従来必要であった、ドリルヘッドからのローラビット全体の取外し及び取付けが不要になり、これに伴ってローラビット全体の搬送コストもかからなくなる。 さらに、
切削リングのセグメントを現場において交換することができることに基づいて、修理時間が短縮されることにより、掘削にかかる時間全体が短くなる。 さらにまた材料コストも低減される。

【０００７】切削リングのセグメントは成形ガイドもしくは形状ガイドを用いて、形状結合的に、有利には鳩尾状ガイド又はＴ溝又は嵌合部材で、ローラベース体に位置を規定されて配置され、そして螺合可能なセグメント保持部材及び／又はねじ山付リングを用いてローラベース体と結合されていると、有利である。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形態を説明する。

【０００９】図１には、４つのセグメント２から成る切削リング１が例示されている。 しかしながら本発明によればセグメント２の数は、２つのセグメント２とその都度の使用例に相応してそれよりも多くのセグメント２との間で選択することができる。 切削リング１もしくはセグメント２の外周部には、切削エレメント３例えば硬質合金ビットが挿入されている。 切削リング１は、該切削リング１が１条、２条又は多条に設けられているように、配置されることができる。 すなわち選択的に複数の切削リング１を互いに平行に並べて、図２以下の図面に示されているローラベース体４に配置することが可能である。 さらに付言すれば、この場合切削リング１の直径は図示されていない形式で第１の切削リングから後続の切削リングにまで上昇するように段付けされて選択することが可能であり、その結果切削ロールは円錐形の構成を有するようになる。

【００１０】図２には、ローラベース体４に固定された２条の切削体の配置形式が断面図で示されている。 この図２から分かるように、ローラベース体４の周囲には、
鳩尾状の切欠きが加工されている。 この切欠きは中央領域において、さらにくさび状に軸線に向かって段付けされている。 このくさび状の中央加工部にはねじ山５が設けられており、このねじ山５には、切削リング１が両側に加工された鳩尾状ガイドに挿入された後で、ねじ６が緊締エレメント７を保持するようにねじ込まれている。
この配置形式では両切削リング１は面を介して緊締エレメント７によって、鳩尾状ガイドの内面に対して確実かつ堅固に緊締されている。 ねじ６を弛めて緊締エレメント７を外すことによって、切削リング１のセグメント２
は、容易にわずかな手間で現場において取外し可能及び交換可能である。

【００１１】図３にはねじ結合部を備えた３条の切削体の配置形式が示されている。 外側の切削リング１はこの実施例でも外側に向かって鳩尾状ガイド内に係合していて、さらにカラー８を有しており、このカラー８はローラベース体４の外周部に接触している。 外側の切削リング１の内方に向かって延びる成形部は、連続的にくさび状に構成されており、その結果、両側をくさび状に形成されている中央の切削リング１′は、外側の両切削リング１の間に配置されている。 ビット３の受容部の代わりに、ねじ６のための貫通孔が設けられており、このねじ６によって外側の切削リング１は中央の切削リング１′
を介して、ローラベース体４の鳩尾状ガイドに堅固にかつ確実に緊締される。 緊締リング１，１′の形状によってこの場合個々のセグメント２は固定されている。

【００１２】図４には２条の切削体の別の実施例が示されており、この実施例ではローラベース体４において鳩尾状ガイドが下に配置されている。 切削リング１のセグメント２は両側に鳩尾状ガイドのための切欠きを備えており、その結果セグメント２の内方に向かって延びた面は、対応成形部を備えた中間リング９を取り囲んでいる。 切削体の組立てのためには、まず初めに下側の切削リング１がローラベース体４のガイドに接触させられる。 次いで中間リング９と上側の切削リング１とが接続される。 フラットな側において上からローラベース体４
に螺合される緊締ナット１０によって、該緊締ナット１
０が切削リング１のセグメント２を形状結合的（formsc
hluessig）にかつ摩擦結合的（kraftschluessig）に緊締することにより、セグメント２はローラベース体４に対して固定される。

【００１３】切削リング１もしくはセグメント２の同様な固定形式は、図５に示された１条の切削体においても選択されている。 図５の実施例において使用されている切削リング１はしかしながら個々の切削エレメントを有しているのではなく、個々のセグメント２をまとめた時に環状の切削リムを形成している。 個々のセグメント２
は同様に緊締ナット１０を用いてローラベース体４に保持されている。

【００１４】図６及び図７には切削リング１の特別な構成が示されており、この構成では個々の切削エレメント３は、セグメント２にろう接又は収縮によって固定されているのではなく、セグメント２と解離可能に結合されている。 これによって、個々のセグメント２の部分的な摩耗をさらに良好に考慮することができる。 すなわちこの場合セグメント２全体ではなく、摩耗した切削エレメント３だけを交換することができる。 その結果修理及び保守時間はさらに減じられ、所要材料量もさらに減じられる。 しかもこれによってローラビットの掘削時間をさらに短くすることができる。

【００１５】図６及び図７に示された実施例では、セグメント２との切削エレメント３の着脱可能な結合は、切削エレメント３がビットシャンク１１を備えたビットの形で形成されていて、ビットシャンク１１がセグメント２の対応する受容部１２に係合していることによって、
達成されている。 図６及び図７に示された実施例における切削エレメント３のビットシャンク１１は、円筒形に形成されていて、同様に円筒形の受容部１２内においてクランプエレメントによって固定されている。 これらのクランプエレメントは、図示のようにクランプスリーブ１３として、ビットシャンク１１に及び／又は受容部１
２に配置されていることができる。 切削エレメント３を解離するために、セグメント２には各受容部１２の外側領域に切欠き１６が設けられており、この切欠き１６を通して切削エレメント３の肩部領域１４には、適当な工具を後ろから係合させることができ、そして切削エレメント３を押し出すことができる。

【００１６】切削エレメント３と切削リング１との間における解離可能な結合の別の可能性は、例えば図３に示されている、円錐形のビットシャンク１１と相応に円錐形の受容部とを備えた形状である。 このようにクランプ作用をもって受容される切削エレメント３は、切削リング１に相応に設けられた孔１５を通して交換のために押し出されることができる。

【００１７】また、切削エレメント３を切削リング１にねじ込むことも可能であり、そのためにビットシャンク１１と受容部１２とには相応なねじ山が設けられている。 固定のためにビットシャンク１１と受容部１２とは、選択されたすべての結合形式において、固定ピンのための互いに合わせられた孔を備えていることができる。 この構成は、クランプエレメントのない円筒形のビットシャンク１１と受容部１２とにおけるただ１つの結合部であってもよい。

【００１８】本発明におけるようにセグメントに分けられた切削リング１は、種々様々な材料例えば鋼、鋳鋼、
チルド鋳鉄又は硬質合金から成ることができる。 また材料の組合せも可能であり、例えば切削リング１を鋼から製造し、これに結合される切削エレメント３を硬質合金から製造することができる。 ビットの形をした切削エレメント３では切削エレメント３は一体的に例えば硬質合金から成っていてもよいし、又は異なった材料例えば鋼製のビットシャンク１１と硬質合金製のビットヘッドとから成っていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】４つの切削リングセグメントを備えた切削体の配置形式を示す図である。

【図２】ねじ結合を用いてロールベース体に固定された、セグメントに分けられた２条の切削体を示す断面図である。

【図３】ねじ結合を用いてロールベース体に固定された、セグメントに分けられた３条の切削体を示す断面図である。

【図４】緊締ナットによって固定されていて中間リングを備えた、セグメントに分けられた２条の切削体を示す断面図である。

【図５】緊締ナットによって固定された、切削リムを備えた切削体を示す断面図である。

【図６】交換可能な切削エレメントを備えた切削リングを示す斜視図である。

【図７】図６に示された切削リングを示す平面図である。

【符号の説明】

１，１′ 切削リング、 ２ セグメント、 ３ 切削エレメント（ビット）、 ４ ローラベース体、 ５
ねじ山、 ６ ねじ、 ７ 緊締エレメント、８ カラー、 ９ 中間リング、 １０ 緊締ナット、 １１
ビットシャンク、 １２ 受容部、 １３ スランプスリーブ、 １４ 肩部領域、 １５孔、 １６ 切欠き

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