用于銑削巖石、礦物或其他材料的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的用于銑削巖石、礦物或其他材料特別是硬質(zhì)材料的設(shè)備（14）可優(yōu)選用于地下采礦中的部分斷面掘進機（10），它具有可繞滾筒軸線（16）轉(zhuǎn)動地安裝在滾筒架（13）上的截割滾筒（15），該截割滾筒的外周殼表面（17）上分布式設(shè)有多個刀架（18），這些刀架承載切割刀具（19）并能被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動，刀架的軸線（20）橫向于滾筒軸線。為在設(shè)備的基本平行于滾筒軸線的兩個進給方向上均能從工作面特別有效地銑削出巖石等，本發(fā)明提供刀架的第一組刀架（A）和刀架的第二組刀架（B），第一組的轉(zhuǎn)動方向（21A）與第二組的轉(zhuǎn)動方向（21B）相反，在本發(fā)明的特別優(yōu)選實施例中，第一和第二組的刀架的軸線相對于截割滾筒的徑向方向以不同設(shè)定角度（22A、22B）定向。
【專利說明】用于銑削巖石、礦物或其他材料的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于銑削(磨削，磨銑)巖石、礦物(礦石)或其他材料特別是硬質(zhì)材料的設(shè)備，該設(shè)備包括安裝于可繞滾筒軸線轉(zhuǎn)動的滾筒架上的截割滾筒(刀具滾筒)，并且包括多個刀架，這些刀架布置成在截割滾筒的外圍(外周)上分布并承載切割刀具，這些刀架可被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動并且刀架的軸線(刀架軸軸線)橫向于滾筒軸線延伸。
【背景技術(shù)】
[0002]從W02008/025555A1中已知這種類型的設(shè)備。使用該設(shè)備，可以在高的物料移除速率和大的移除表面情況下經(jīng)濟地開采巖石或其他硬質(zhì)材料，其中銑削或物料移除徑向地發(fā)生在截割滾筒外周的外側(cè)。該已知設(shè)備可以有利地借助于具有臂的部分斷面掘進機用于掘進巷道或隧道，該臂可樞轉(zhuǎn)地橫向于主前進方向，截割滾筒可轉(zhuǎn)動地安裝在該臂的前端上。
[0003]然而，已經(jīng)示出，恰恰在這種應用中，具有在銑削操作中全部沿相同方向轉(zhuǎn)動的刀架的設(shè)備的效率仍有待改善。所有刀架的相同轉(zhuǎn)動方向具有不利的影響，特別是當承載截割滾筒的機器延伸臂來回樞轉(zhuǎn)時，也就是機器延伸臂在一個樞轉(zhuǎn)方向上比另一個樞轉(zhuǎn)方向上具有更好的銑削性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明致力于避免在已知設(shè)備中觀察到的這些缺點并改善引言中所述類型的用于銑削巖石等的設(shè)備，以便無論截割滾筒的運動方向如何，都可以實現(xiàn)安裝于刀架上的切割刀具的同樣好的銑削性能。
[0005]該目的通過本發(fā)明借助于這樣的事實實現(xiàn)，即，設(shè)置刀架的第一組(第一組刀架)和刀架的第二組(第二組刀架)，并且第一組的轉(zhuǎn)動方向與第二組的轉(zhuǎn)動方向相反。該布置在此優(yōu)選地使第一組和第二組的刀架在截割滾筒的外周上相互交替地布置?；蛘撸摬贾眠€可以使得在截割滾筒的外周上第一組的刀架與第二組的刀架相鄰，其中，優(yōu)選地，第一組的刀架和第二組的刀架分別地成對地并排布置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，刀架的轉(zhuǎn)動方向因此由于不同的轉(zhuǎn)動方向而交替，獲得了在截割滾筒的兩個運動方向上同樣良好的切割刀具的銑削結(jié)果。
[0007]如果第一組的刀架的軸線和第二組的刀架的軸線定向成和/或可定向為相對于截割滾筒的徑向方向成不同的設(shè)定角度，則是非常有利的。兩組刀架以不同的設(shè)定角度傾斜允許刀具優(yōu)選地為切割材料而定向。優(yōu)選地，該布置使得第一組刀架的軸線和第二組刀架的軸線定向成使得它們相互傾斜，其中第一組刀架的軸線圍繞滾筒軸線跨越(跨經(jīng)，其跨度為)第一錐形表面，第二組刀架的軸線圍繞滾筒軸線跨越第二錐形表面，其中這些錐形表面相互鏡像地定向并優(yōu)選地具有至少大致相同的夾角。在此布置中，當截割滾筒借助于支承著它的樞轉(zhuǎn)臂移動時，可能的是，僅第一組刀具使待切割的材料松動，而第二組刀具自由運轉(zhuǎn)一即不與材料接合，直至截割滾筒的運動停止并且隨后通過切割深度的增加而在相反的方向上樞轉(zhuǎn)或向后移動。在這種反向切割的情況中，之前參與開采的刀具則脫開與巖石的接合。
[0008]可以為每個刀架配設(shè)專用驅(qū)動裝置。當然，如果第一和/或第二組刀架具有共用驅(qū)動裝置，經(jīng)證實是特別有利的。可以布置成例如使得共用驅(qū)動裝置包括布置成與滾筒軸線同軸的冠齒輪，和用于第一和/或第二組的每個刀架的、與該冠齒輪嚙合的對應錐齒輪。在本設(shè)計中，冠齒輪以在轉(zhuǎn)動上固定(不能轉(zhuǎn)動)的方式布置于滾筒軸線上，同時截割滾筒繞軸線轉(zhuǎn)動，因此刀架被與對應的截割滾筒相同的驅(qū)動裝置驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，并獲得在截割滾筒的速度和刀架的速度之間的固定的速度比率。
[0009]在該構(gòu)型中，每個刀架可以連接至驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸在其另一端支承錐齒輪。對于特別穩(wěn)定的構(gòu)型，驅(qū)動軸可以是剛性軸。當然，也可以使用鉸接軸，優(yōu)選Cardan軸(萬向軸)，當希望刀架傾斜的角度可變時這種軸是特別有利的。
[0010]在本發(fā)明的有利改進中，冠齒輪在兩側(cè)均具有齒，并且第一組刀架的錐齒輪與冠齒輪一側(cè)上的齒嚙合，第二組刀架的錐齒輪與冠齒輪另一側(cè)上的齒嚙合。與該方案基本相同的是，單側(cè)有齒的冠齒輪背靠背地布置在滾筒軸線上，當然，具有適度大的軸線設(shè)定角度，也可以布置成在滾筒軸線上分開一定距離。
[0011]驅(qū)動軸以被保護的方式方便地容納在截割滾筒內(nèi)部，因此可以避免過早磨損齒輪和軸承。如已經(jīng)指出的，截割滾筒和刀架可以通過共用驅(qū)動裝置被驅(qū)動，其中用于刀架的與錐齒輪嚙合的一個或多個冠齒輪布置于具有通過行星齒輪組的太陽輪的共用驅(qū)動軸上，截割滾筒通過該驅(qū)動軸被驅(qū)動，已經(jīng)證實這種設(shè)計是特別有利的。在特別緊湊的構(gòu)造中，這種設(shè)計允許為刀架速度和支承它們的截割滾筒的速度之間的速度比率的固定提供最大可能的靈活性。當然，還可能的是，盡管刀架具有共同驅(qū)動裝置，但該共同驅(qū)動裝置獨立于用于截割滾筒的驅(qū)動裝置，因此刀架的轉(zhuǎn)動速度可以特別有利地獨立于截割滾筒的轉(zhuǎn)動速度被調(diào)節(jié)。
[0012]優(yōu)選地，截割滾筒在其外周上由殼表面分段蓋封閉，該蓋的形狀是大致梯形并且布置成相對于徑向方向交替地傾斜成不同的設(shè)定角度，刀架可轉(zhuǎn)動地安裝于該蓋中。如果第一和第二組的軸線的設(shè)定角度在與截割滾筒的徑向方向成±3°至±9°的范圍內(nèi)傾斜，這被證實特別有效。在這種布置中，可以可靠地確保一在必要時截割滾筒相對于其前進方向輕微傾斜一在銑削巖石等時，任何時候僅第一組或第二組刀架的刀具與巖石接合，同時相應的另一組刀架的刀具定位于滾筒前進方向上的接合刀具的后面，在已經(jīng)切出的空間中轉(zhuǎn)動，因此不接觸巖石等，直到滾筒的前進方向再次反轉(zhuǎn)，然后基于滾筒的返回運動，另一組刀架的刀具被使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的更多特征和優(yōu)點將從下面的描述和附圖中展現(xiàn)，本發(fā)明的優(yōu)選實施例基于示例更詳細地解釋，在附圖中:
[0014]圖1以透視圖示出用于在地下掘進或采礦中掘進隧道等的部分斷面掘進機，它包括根據(jù)本發(fā)明的統(tǒng)削設(shè)備；
[0015]圖2示出圖1中物體的正視圖；
[0016]圖3以俯視圖更詳細示出安裝在根據(jù)圖1的機器的延伸臂上的根據(jù)本發(fā)明的銑削設(shè)備；
[0017]圖4以正視圖示出圖3的物體；
[0018]圖5以透視圖示出根據(jù)本發(fā)明的銑削設(shè)備的第一實施例；
[0019]圖6以俯視圖示出用于根據(jù)圖5的設(shè)備的刀架的共用驅(qū)動裝置；以及
[0020]圖7以剖面圖示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施例。
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了部分斷面掘進機，其整體標識為10，可以用于地下采礦，例如平巷掘進。以已知方式，該機器10包括具有延伸臂12的行進齒輪(行走機構(gòu))11，該延伸臂安裝成可以樞轉(zhuǎn)并上下移動，在該延伸臂的指向工作面的前端附接有叉形滾筒架13。該滾筒架用于接收用于銑削待開采或破碎松動的材料的設(shè)備14，所述設(shè)備是本發(fā)明的主題。圖1中可識別的機器10的其他零部件是本身已知的，并且對本發(fā)明是次要的。
[0022]如附圖中可見，銑削設(shè)備14具有截割滾筒15，該截割滾筒安置在滾筒架13中，以便繞滾筒軸線16可轉(zhuǎn)動地安裝。
[0023]截割滾筒15形成外周殼表面17，在該外周殼表面的外周上以分布的布置設(shè)置有一排刀架18，后者裝備有用于待銑削/開采的材料的切割刀具，例如鎬形截齒(pointattack pick) 19。刀架具有軸線20，該軸線橫向于滾筒軸線16延伸并可圍繞它被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，刀架被分為兩個組A、B，其中，在根據(jù)圖5和6的實施例，該布置使得一組A的刀架18A總是與另一組B的刀架18B交替。這兩組刀架具有相反的轉(zhuǎn)動方向，從而當它們的驅(qū)動裝置被致動時截割滾筒的外周的鄰接刀架在相反的方向上轉(zhuǎn)動。不同的轉(zhuǎn)動方向在圖3中通過箭頭21A和21B識別。
[0025]如附圖中進一步可見，第一組A的刀架18A的軸線20A和第二組B的刀架18B的軸線20B定向為相對于截割滾筒15的徑向方向23具有不同的設(shè)定角度22A和22B。第一組A的刀架18A的軸線20A和第二組B的刀架18B的軸線20B因此互相傾斜，其中第一組A的軸線20A圍繞滾筒軸線16跨越第一錐形表面24A，第二組B的軸線20B圍繞滾筒軸線16跨越第二錐形表面24B，如圖6和7中所示。這兩個錐形表面24A、24B相對于截割滾筒的中心平面25互相鏡像地定向并具有相同的夾角，該夾角對應設(shè)定角度22A和22B。
[0026]在圖5中，具體地，清晰可見的是個體(一個一個)的刀架18可轉(zhuǎn)動地安裝于殼表面分段的蓋26中，所述蓋設(shè)置于截割滾筒15的外周上并且是大致梯形的形狀。分段的蓋布置成交替地以不同的設(shè)定角度22A和22B傾斜，其中它們相互平行的側(cè)邊中的較長側(cè)邊位于它們的中間區(qū)域，徑向地比平行側(cè)邊中的短邊更遠。
[0027]各刀架18可以通過專用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動，例如通過緊湊地構(gòu)造的齒輪電機，它在截割滾筒15內(nèi)通過法蘭連接至分段的蓋26的底側(cè)。當然，在所示的示意性實施例中，兩個組A、B的刀架18具有共用驅(qū)動裝置，在圖6的第一實施例中最佳顯示。該共用驅(qū)動裝置基本上由雙側(cè)有齒的冠齒輪27組成，該冠齒輪與滾筒軸線16同軸，在第一實施例中，它以在轉(zhuǎn)動上固定的方式安裝于截割滾筒15的軸承軸28上。每個刀架以在轉(zhuǎn)動上固定的方式連接至驅(qū)動軸29，該驅(qū)動軸在其另一徑向內(nèi)端支承錐齒輪30，該錐齒輪與共用驅(qū)動裝置的冠齒輪27嚙合。第一組A的刀架的驅(qū)動軸上的錐齒輪在冠齒輪的一側(cè)與該冠齒輪27的齒31A接合，第二組B的刀架的驅(qū)動軸上的錐齒輪在冠齒輪的另一側(cè)與該冠齒輪27的齒31B接合，如圖5中清晰可見。在此，刀具18的軸線20相對于徑向方向23 (=冠齒輪的中心平面)的設(shè)定也是清晰可見的。
[0028]如果截割滾筒被其驅(qū)動電機(未示出)通過圖5和6中所示的直齒輪32驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，該滾筒相對于位置不變的冠齒輪27發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。由于截割滾筒的外周的刀架18被冠齒輪帶動，它們被剛性固定的冠齒輪通過錐齒輪的嚙合驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，其中刀架18A在一個轉(zhuǎn)動方向21A上轉(zhuǎn)動，刀架18B在相反的轉(zhuǎn)動方向21B上轉(zhuǎn)動。截割滾筒的速度和刀架的速度之間的速度比率在此是常量，并由錐齒輪27、30的嚙合傳動比確定。
[0029]圖7中示出的銑削設(shè)備的第二實施例的設(shè)計結(jié)構(gòu)基本上非常類似。同樣地，對于與銑削設(shè)備的第一實施例中的部件對應的部件，使用了相同的附圖標記。第二實施例中的基本不同在于這樣的事實，即，第一和第二組刀架18A、18B不是在外周方向相互交替地布置，而是成對地布置，其中刀架18A可以在所選擇的刀架18B旁邊直接找到。此外，在第二實施例中，刀架18確實全體具有共用驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置主要包括雙側(cè)有齒的冠齒輪27,以及刀架驅(qū)動軸29上的與該冠齒輪嚙合的錐齒輪30。然而該共用驅(qū)動裝置并非如第一實施例中那樣來自截割滾筒15的驅(qū)動裝置，而是與其獨立。同時根據(jù)圖7的實施例中的截割滾筒可以通過齒輪(大齒輪)34進行轉(zhuǎn)動，該齒輪34在附圖的右側(cè)法蘭式連接至滾筒軸33，在另一側(cè)(圖7中的左側(cè))可見第二驅(qū)動齒輪35，通過該齒輪可驅(qū)動軸承軸28的中間部分36，該中間部分安裝成可相對于截割滾筒轉(zhuǎn)動。在該中間部分36上，冠齒輪27通過滑鍵37以在轉(zhuǎn)動上固定的方式固定。該設(shè)計允許將刀架18的轉(zhuǎn)動速度設(shè)置成獨立于截割滾筒的轉(zhuǎn)動速度，以使之能在操作過程中改變，并且在必要時甚至停止，也就是通過將中間部分36的轉(zhuǎn)動與截割滾筒15的轉(zhuǎn)動同步使其停止。
[0030]由于承載切割刀具19的刀架18A、18B的不同轉(zhuǎn)動方向，以及兩個組A、B的刀架18A、18B的軸線在相反方向上的特別優(yōu)選的傾斜，當截割滾筒15相對于其前進方向38傾斜時一如圖1中雙箭頭所示，本發(fā)明的銑削刀具可以定向成在截割滾筒向前移動和返回移動中均有對巖石等待切割物的優(yōu)選的松動角度，其中任何時刻優(yōu)選地僅有組A或B的刀架與待松動材料接合，此時另一組刀架自由地轉(zhuǎn)動而不涉及松動作業(yè)。通過為截割滾筒的來回移動一該移動基本在滾筒軸線的方向上進行一而限定不同的刀架組A、B，可能的是，對于兩個相反的方向，為特定環(huán)境中涉及松動作業(yè)的刀架選擇最佳設(shè)定角度，相對于滾筒的徑向方向成3°至9°的設(shè)定角度，優(yōu)選地大約6°被證實特別有效。
[0031]本發(fā)明不限于所示出和描述的示例性實施例，各種修改和附加可以不離開本發(fā)明的范圍。例如，并不是絕對必要地將刀架的驅(qū)動軸設(shè)置成基本上剛性的單件式軸，而是可以使用鉸接軸，特別是Cardan軸，當截割滾筒具有相對較大的直徑和/或當?shù)都芟鄬τ趶较蚍较虻脑O(shè)定角度需要可變時，這種軸特別有利。雙側(cè)有齒的冠齒輪還可以是兩件式結(jié)構(gòu)，可以在兩個冠齒輪零件之間提供墊片，在墊片的輔助下冠齒輪的齒分開一定距離，齒被相互鏡像地布置，可以為了改變刀架的設(shè)定角度而更換墊片。
【權(quán)利要求】
1.一種用于銑削巖石、礦物或其他材料特別是硬質(zhì)材料的設(shè)備，包括安裝在滾筒架(13)上并能繞滾筒軸線(16)轉(zhuǎn)動的截割滾筒(15)，還包括多個刀架(18)，這些刀架布置成在截割滾筒(15)的外周上分布并承載切割刀具(19)，這些刀架能被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動，這些刀架的軸線(20)橫向于滾筒軸線(16)延伸，其特征在于，設(shè)有刀架(18A)的第一組(A)和刀架(18B)的第二組(B)，其中，第一組(A)的轉(zhuǎn)動方向(21A)與第二組(B)的轉(zhuǎn)動方向(21B)相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一組(A)和第二組(B)的刀架(18)在所述截割滾筒(15)的外周上相互交替地布置于該截割滾筒的殼表面(17)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該第一組的刀架在所述截割滾筒的外周上鄰近該第二組的刀架布置，其中，優(yōu)選地，第一組的刀架和第二組的刀架分別地成對并排布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一組(A)的刀架(18A)的軸線(20A)和所述第二組(B)的刀架(18B)的軸線(20B)定向成和/或能定向成相對于所述截割滾筒(15)的徑向方向(23)具有不同的設(shè)定角度(22A、22B)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一組(A)的刀架(18A)的軸線(20A)和所述第二組(B)的刀架(18B)的軸線(20B)定向成使它們相互傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一組(A)的刀架(18A)的軸線(20A)圍繞滾筒軸線跨越第一錐形表面(24A)，所述第二組(B)的刀架(18B)的軸線(20B)圍繞滾筒軸線(16)跨越第二錐形表面(24B)，其中，這些錐形表面(24A、24B)相互鏡像地定向并且具有至少大致相同的夾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，每個刀架(18)配設(shè)一個專用驅(qū)動裝置。`
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，第一組(A)和/或第二組(B)的刀架(18A、18B)具有共用驅(qū)動裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述共用驅(qū)動裝置包括布置成與所述滾筒軸線(16)同軸的至少一個冠齒輪(27)，并且針對第一組(A)和/或第二組(B)的每個刀架(18 )都包括與所述冠齒輪嚙合的對應的錐齒輪(30 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，每個刀架(18)都連接至一驅(qū)動軸(29)，該驅(qū)動軸在該驅(qū)動軸另一端支承該錐齒輪(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動軸(29)是剛性軸或鉸接軸，優(yōu)選地是Cardan軸。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述冠齒輪(27)在兩側(cè)均具有齒，用于第一組(A)的刀架(18A)的錐齒輪(30)在該冠齒輪的一側(cè)上與該冠齒輪的齒(31A)嚙合,用于第二組(B)的刀架(18B)的錐齒輪在該冠齒輪的另一側(cè)上與該冠齒輪的齒(31B)嚙合。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動軸(29)以受保護的方式容納在所述截割滾筒(15)的內(nèi)部。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述截割滾筒(15)和所述刀架(18)能由共用驅(qū)動裝置驅(qū)動。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述刀架(18)具有共用驅(qū)動裝置，該共用驅(qū)動裝置獨立于所述截割滾筒(15)的驅(qū)動裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，刀架(18)的轉(zhuǎn)動速度能夠獨立于截割滾筒(15)的轉(zhuǎn)動速度進行調(diào)節(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求4至16中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述截割滾筒(15)由殼表面分段蓋(26)封閉，所述殼表面分段蓋的形狀為大致梯形，并且布置成相對于徑向方向(23)以不同的設(shè)定角度(22)交替地傾斜，所述刀架(18)可轉(zhuǎn)動地安裝于所述殼表面分段蘭由rm.ο
18.根據(jù)權(quán)利要求4至17中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二組的軸線的設(shè)定角度(22)為相對于所`述截割滾筒(15)的徑向方向在±3°至±9°的范圍內(nèi)傾斜。
【文檔編號】E21C27/24GK103562495SQ201280023427
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月16日
【發(fā)明者】J·羅韋爾, J·斯坦柏格, J·拉施卡, F·赫爾曼, C·施賴特爾 申請人:卡特彼勒環(huán)球礦業(yè)歐洲有限公司