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Title:
ROTARY CUTTER FOR EXTRACTING HARD ROCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/001392
Kind Code:
A1
Abstract:
Proposed is the use of a wheel-shaped rotary cutter for the continuous working of hard mineral-rock beds with a cylinder crushing resistance of greater than or equal to 20 MPa, the cutter being fitted both round its circumference and at the sides with a multiplicity of cutting elements. The cutter is driven to operate in the vertical plane, powered by a generator with an installed rating of at least 0,3 kW per theoretically calculated cubic meter of rock extracted per hour.

Inventors:
FLEISCHHAKER WOLFGANG (DE)
METT JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/001410
Publication Date:
January 21, 1993
Filing Date:
June 23, 1992
Export Citation:
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Assignee:
ORENSTEIN & KOPPEL AG (DE)
International Classes:
E02F3/24; E02F5/08; E21C25/16; E21C41/30; E21C47/10; (IPC1-7): E02F3/24; E21C25/16; E21C47/10
Foreign References:
DE3031496A11982-03-25
DE3822200A11990-01-04
US3680919A1972-08-01
US4755004A1988-07-05
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Claims:
Patentansprüche
1. Verwendung eines scheibenförmigen Fräswerkzeuges (1) zum kontinuierli¬ chen Abbau harter mineralischer Gesteinsschichten mit einer Zylinder¬ druckfestigkeit größer/gleich 20 MPa, wobei das Fräswerkzeug (1) sowohl am Umfang als auch den Stirnflächen (5,8) mit einer Vielzahl von Schneidelementen (6,11,12) versehen ist.
2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, das am Ausleger einer Abbaueinrichtung verlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkzeug (1) im Fallschnitt betreibbar ist, daß das Fräswerkzeug (1) mit einem An triebsaggregat (9) mit einer installierten Leistung je m /h theoreti¬ scher Förderleistung von mindestens 0,3 kW zusammenwirkt, und daß die Anzahl der am Umfang des Fräswerkzeuges (1) vorgesehenen Schneidele¬ mente (6) mindestens 20 beträgt, wobei jedes Schneidelement (6) minde¬ stens vier Zähne (7) beinhaltet.
3. Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer jeden Stirnfläche (5,8) mindestens 20 Zähne (11,12) vorgesehen sind.
4. Fräswerkzeug nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (6) bügeiförmige ausgebildet und einstückig aus dem mit dem Tragelement (2) zusammenwirkenden Ringträgern (5,8) her¬ ausgeformt sind.
5. Fräswerkzeug nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (6) in U fangsrichtung einen vorgegebenen Abstand (a) zueinander einnehmen, wobei zwischen jeweils zwei Schneidelemen¬ ten (6) mindestens eine Tasche (15) zur Materialführung vorgesehen ist.
Description:
Fräswerkzeug zur Gewinnung von Hartgestein

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines scheibenförmigen Fräswerkzeu¬ ges zum Abbau harter mineralischer Gesteinsschichten.

Der DE-OS 3822200 ist ein Verfahren zum Abbau von Kalkstein (Mergel) zu entnehmen, wobei der Kalkstein in feinstückiger, im wesentlichen band¬ transportfähiger Korngröße in einem Arbeitsgang unmittelbar bei der Gewin¬ nung erzeugt wird. Als bevorzugtes Gewinnungsgerät soll ein Schaufelrad¬ bagger zum Einsatz kommen. Auch wenn Schaufelradbagger mittlerweile in härteren Gesteinsschichten eingesetzt werden können, so ist ihre Lei¬ stungsfähigkeit bei herkömmlicher Bauweise, insbesondere unter Berücksich¬ tigung des auftretenden Verschleißes an den Schneidelementen, begrenzt. Ab einer bestimmten Gesteinshärte müssen daher herkömmliche Verfahren, wie Bohren, Sprengen, Gewinnen mit dem Löffelbagger, Laden auf LKW oder Bahntransport, Brechen des wesentlichen Kalksteinanteiles sowie Weiter¬ transport auf Bandanlagen eingesetzt werden. Infolge der Vielzahl der durchzuführenden Arbeitsschritte von der Gewinnung bis zum Bandtransport entstehen nicht nur große Verzögerungen sondern auch relativ geringe Durchsatzleistungen bei hohen Material- und Personalkosten. Infolge des Sprengens verbleibt das Material grobstückig und muß nahezu vollständig erst einem Brecher zugeführt werden, ehe das Material weiter transpor¬ tiert werden kann.

Der DD-PS 10487 ist ein Baggergerät zum Ausheben schmaler Gräben mit an Messerstützen einer schwenkbaren Radscheibe angeordneten Schneidmessern und beiderseits derselben vorgesehenen Führungsringen zu entnehmen, wobei die Messerhalter mit den Schneidmessern wechselweise einseitig an den Messerstützen befestigt sind. Dieses auch als Grabenfräse bekannte Bagger¬ gerät ist ausschließlich dafür vorgesehen, Gräben von verhältnismäßig geringer Breite sowie Tiefe (abhängig vom Durchmesser) zu erzeugen, wobei in der Regel hier keine harten Gesteinsschichten sondern eher lockerer Boden oder Lehm, vorliegen, so daß keine großen Anforderungen im Hinblick auf Verschleiß der Schneidelemente gestellt werden müssen.

Ziel der Erfindung ist es, ein kontinuierliches Arbeitsverfahren bei wirtschaftlicher Betriebsweise zu konzipieren, mittels welchem Hartgestei¬ ne ohne Sprengung und weitestgehender Vermeidung des Brechvorganges her- eingewonnen werden können.

Dieses Ziel wird durch den Einsatz eines scheibenförmigen Fräswerkzeuges für harte mineralische Gesteinsschichten mit einer Zylinderdruckfestig¬ keit größer/gleich 20 MPa erreicht, wobei das Fräswerkzeug sowohl am Umfang als auch an den Stirnflächen mit einer Vielzahl von Schneidelemen¬ ten versehen ist. Scheibenfräser werden in der Regel bei der spanabheben¬ den Bearbeitung von Materialien, insbesondere Metallen, verwendet, wobei diese Scheibenfräser ausschließlich zum Fräsen von Nuten oder Flächen verwendet werden. Weitergehende Anwendungsfälle sind bis dato nicht be¬ kannt geworden.

Durch die Anwendung der vorteilhaften Schneidtechnik von Scheibenfräsern auf dem Metallsektor auf Schneidräder von insbesondere Schaufelradbag¬ gern ist es nunmehr möglich, auch härtere Gesteine mit Zylinderdruck¬ festigkeiten größer/gleich 20 MPa mit vertretbarem Verschleiß an den Schneidwerkzeugen einzusetzen. Die aufwendigen, ansonsten vorgenommenen Arbeiten des Sprengens können demzufolge weitestgehend vermieden werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteran¬ sprüchen zu entnehmen.

Als Beispiele für zu baggerndes hartes Gestein werden Kalkstein, Ton¬ stein, Sandstein und Steinkohle angesehen. Die Vielzahl der Schneidelemen¬ te am Umfang des Scheibenfräsers mit entsprechender Zahnanordnung in Verbindung mit der verhältnismäßig hohen installierten Antriebsleistung bewirken einerseits eine sehr hohe Laufruhe und andererseits eine entspre¬ chende Feinstückigkeit des hereingewonnenen Gesteins, die im wesentlichen nachgeschaltete Brecheranlagen entbehrlich macht.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 - Prinzipskizze eines scheibenförmigen Fräswerkzeuges im Fallschnitt

Figuren 2 und 3 - Darstellung eines scheibenförmigen Fräswerkzeuges samt Antrieb in verschiedenen Ansichten.

Figur 1 zeigt in angedeuteter Form ein scheibenförmiges Fräswerkzeug 1, das im Parallel- oder Fallschnitt im Hartgestein arbeitet. Diese Art der Gewinnung ist insbesondere bei geschichtetem oder festem Gestein sinnvoll und zweckmäßig, da im Gegensatz zum Terrassenschnitt am Schnittende keine größeren Brocken herausgerissen werden. Gleichzeitig wird eine bessere Zerkleinerung des Fördergutes herbeigeführt, da die größte Spanstärke am Beginn des jeweiligen Schnittes liegt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen das scheibenförmige Fräswerkzeug 1 in verschie¬ denen Ansichten. Das Fräswerkzeug 1 besteht aus einem Trägerkörper 2, einem damit zusammenwirkenden äußeren Werkzeugträger 3, die als Schwei߬ konstruktion 4 das Tragelement des Fräswerkzeuges 1 bilden. Am Werkzeug¬ träger 3 ist radial ein Ringträger 5 als scheibenförmiges Bauteil (Stirn¬ fläche) angeschweißt, der in die eigentlichen bogenförmig ausgebildeten Schneidelemente 6 (in diesem Beispiel 32) mit daran angeschweißten Zähnen 7 ausläuft. Die Schneidelemente 6 laufen im Bereich ihrer freien Enden in einen weiteren ebenfalls scheibenförmig ausgebildeten Ringträger 8 (Stirnfläche) aus. Die Ringträger 5,8 und die Schneidelemente 6 sind hierbei einstückig ausgebildet, so daß ein tragendes Bauteil 3 gebildet wird. Der Antrieb 9 für das Fräswerkzeug 1 sitzt auf der Mittelachse 10 des Fräswerkzeuges 1 und ist mit einer installierten Leistung je πr/h theoretischer Förderleistung von 0,35 kW ausgelegt. Im Bereich der Stirn¬ flächen 5,8 befinden sich weitere Zähne 11,12, die sogenannten Seiten¬ schneider. Als Versteifung der die Stirnflächen bildenden Ringträger 5,8 sind etwa horizontal verlaufende Stege 13 vorgesehen. Je nach Baugröße können diese Stege 13 auch durch eine kastenförmige Konstruktion ersetzt werden. Zum Verdrängen grobstückigen Fräsgutes sind seitlich der Schneid¬ elemente 6 Brockenabweiser 14 angeordnet. Lediglich angedeutet ist die flexible Gestaltung der Schneidenrücken in Form von Taschen 15. Die Schneidelemente 6 weisen, in Umfangsrichtung gesehen, einen verhältnismä¬ ßig kleinen Teilungsabstand a auf, so daß das abgefräste Gut in relativ kleinstückiger Form hereingewonnen werden kann. Die Anzahl der Schneid¬ elemente 6 beträgt, wie bereits dargelegt, 32, wobei jedes Schneidelement 6 mit vier Zähnen 7 versehen ist.