DE202005002873U1

DE202005002873U1 - Stone block cutting system for use in quarry has very high pressure water jet acting as cutter, and mounted on carriage on rail track laid on floor of quarry

Info

Publication number: DE202005002873U1
Application number: DE200520002873
Authority: DE
Original assignee: HIGH RIDGE VENTURES Ltd; HIGH RIDGE VENTURES Ltd BRISTO
Current assignee: WATERJET CORPORATION S.R.L., IT
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2015-02-22

Abstract

The stone cutter has a water tank (2) mounted on four wheels running on a temporary rail track (4). The water pump and the pipe (1) carrying the high-pressure water nozzle (5) are mounted on a turntable with bearings (3) on the front surface of the tank. The pipe may be moved longitudinally and may be oscillated and rotated to place the nozzle in the desired position.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Maschinen zum Schneiden von Steinblöcken in Steinbrüchen und insbesondere eine Maschine zum Schneiden von Steinblöcken in Steinbrüchen, in der das Schneidewerkzeug einen Höchstdruck-Wasserstrahl (Druck: 4000 Bar) umfasst.The The invention relates to the field of machines for cutting stone blocks in quarries and in particular a machine for cutting stone blocks in Quarries, in which the cutting tool uses a high pressure water jet (pressure: 4000 bar).

Die Technik zum Schneiden von Stein in Steinbrüchen unter Verwendung eines Höchstdruck-Wasserstrahls ist, wenn auch nur auf halbexperimentellem Niveau, seit einiger Zeit bekannt. Diese Schneidetechnik beruht auf der Tatsache, dass ein Wasserstrahl mit sehr kleinem Durchmesser, der aus kurzem Abstand und mit sehr hoher Geschwindigkeit auf Steinmaterial gerichtet wird, die mikrokristalline Struktur des Materials aufbricht, so dass es in zwei Teile getrennt werden kann. Da der durch den Wasserstrahl erzeugte Schnitt nicht ermöglicht, dass das Arbeitswerkzeug, d. h. das das Druckwasser zuführende Rohr und die entsprechende Düse, in den Schnitt eintritt, um ihn zu vertiefen, sind die Abmessungen des auf diese Weise hergestellten Schnitts offensichtlich zu klein, um ihn direkt als industrielle Schneideeinrichtung zu nutzen.The Technique for cutting stone in quarries using a Ultra-high pressure water jet is, if only on a semi-experimental level, since some Time known. This cutting technique is based on the fact that a water jet with a very small diameter, the short distance and is aimed at rock material at a very high speed, breaks up the microcrystalline structure of the material, leaving it can be separated into two parts. Because of the water jet generated cut does not allow that the working tool, d. H. the pipe supplying the pressurized water and the corresponding nozzle, entering the cut to deepen it are the dimensions of the cut made in this way obviously too small, to use it directly as an industrial cutting device.

Um einen Schnitt zu erhalten, dessen Querabmessung für die oben erwähnten Zwecke ausreicht, ist somit vorgeschlagen worden, dass die Düse vor dem zu schneidenden Block eine Oszillationsbewegung ausführen sollte, so dass der Schnitt für nachfolgende Durchgänge des Druckwasserstrahls durch das geschnittene Material über die durch die Oszillationsamplitude bestimmte gewünschte Breite erfolgt.Around to get a cut whose transverse dimension for the above mentioned Therefore, it has been proposed that the nozzle beforehand block to be cut should perform an oscillation movement, so the cut for subsequent passes the pressurized water jet through the cut material on the through the oscillation amplitude of certain desired width is carried out.

Somit kann ein Block in Übereinstimmung mit dem Schema in 1 geschnitten werden, in dem das Schneiden eines Steinblocks mit horizontaler Grundfläche veranschaulicht ist. Die Figur zeigt ein Zuleitungsrohr 1 für das Druckwasser, das durch eine Maschine 2 über einen Läufer 3 abgestützt ist, wobei sich die Maschine 2 auf Schienen 4 bewegt. Durch ein an dem Läufer 3 befestigtes Kurbel-Pleuelstangen-System (nicht gezeigt) wird das Rohr 1 in eine Oszillationsbewegung A versetzt, so dass die am freien Ende des Rohrs 1 befestigten Düse 5 in die gleiche Oszillationsbewegung versetzt wird. Die Kurbel-Pleuelstangen-Einheit ist einteilig mit dem Läufer 3 und kann sich somit mit ihm und mit dem Rohr 1 in Richtung des Pfeils B bewegen. Schließlich wird die gesamte Baueinheit durch Bewegen der Maschine 2 entlang der Schiene 4 in Richtung des Vorschubs C bewegt. Um den Schnitt auszuführen, wird das Rohr 1 entlang der Richtung des Pfeils B langsam vorwärts und rückwärts bewegt, während die Oszillation in Richtung des Pfeils A aufrechterhalten wird, so dass die Düse 5, die um einen geeigneten Winkel zu der Schnittzone geneigt ist, den Druckwasserstrahl auf regelmäßige Weise auf den Schnittbereich richtet. Nach jedem Durchgang der Düse 5 über diesen Bereich wird die Maschine 2 um einen Schritt, dessen Amplitude von einer Anzahl von Parametern einschließlich der Härte und Kompaktheit des Materials, der Oszillationsrate der Düse, ihre Bewegungsgeschwindigkeit in Richtung B und dem Wasserdruck abhängt, in Richtung des Pfeils C vorgeschoben.Thus, a block in accordance with the scheme in 1 in which the cutting of a stone block with a horizontal base is illustrated. The figure shows a supply pipe 1 for the pressurized water passing through a machine 2 about a runner 3 is supported, whereby the machine 2 on tracks 4 emotional. By one on the runner 3 attached crank-connecting rod system (not shown) becomes the pipe 1 offset in an oscillatory motion A, so that at the free end of the tube 1 attached nozzle 5 is placed in the same oscillatory motion. The crank-connecting rod unit is integral with the rotor 3 and thus can with him and with the pipe 1 move in the direction of arrow B. Finally, the entire assembly is moved by moving the machine 2 along the rail 4 moved in the direction of feed C To make the cut, the pipe becomes 1 is slowly moved back and forth along the direction of arrow B while maintaining the oscillation in the direction of arrow A, so that the nozzle 5 , which is inclined at an appropriate angle to the cutting zone, directs the stream of pressurized water in a regular manner to the cutting area. After each passage of the nozzle 5 over this area is the machine 2 a step whose amplitude depends on a number of parameters including the hardness and compactness of the material, the rate of oscillation of the nozzle, its speed of movement in direction B and the water pressure, advanced in the direction of arrow C.

Obgleich der Prozess des Schneidens von Steinmaterialien mit einem Höchstdruck-Wasserstrahl gemäß dem oben veranschaulichten Prinzip bereits bekannt ist, kann dieser wegen eines im Folgenden kurz beschriebenen offensichtlich zwar trivialen, aber dennoch schwer zu lösenden technologischen Problems bisher nicht angemessen industriell angewendet werden. Wie oben zu sehen ist, wird ein Rohr 1 entlang des Läufers 3 in Oszillationen mit einer recht hohen Frequenz, z. B. in der Größenordnung von 20 s^–1, um seine Achse versetzt. Somit verläuft diese Oszillation nicht nur von dem Teil des Rohrs 1, der in der Düse 5 endet, sondern auch von einem gegenüberliegenden Teil, der zum Verbindungsbereich des Rohrs 1 mit der Druckwasserversorgungsquelle führt. Dies wirft das Problem auf, wie die Verbindung zwischen dem oszillierenden Endpunkt des Rohrs 1 und dem festen Druckwasserauslass 1f aus der Maschine 2 herzustellen ist, bei dem die Druckpumpe, untergebracht ist, die benötigt wird, um den Wasserdruck auf die sehr hohen Schneidewerte anzuheben.Although the process of cutting stone materials with a high-pressure water jet according to the principle illustrated above is already known, it can not yet be industrially adequately used because of a technologically problematic, but trivial, problem that will be briefly described below. As can be seen above, a pipe 1 along the runner 3 in oscillations with a fairly high frequency, z. B. on the order of 20 s ^-1 , offset about its axis. Thus, this oscillation does not only proceed from the part of the tube 1 in the nozzle 5 ends but also from an opposite part leading to the connection area of the pipe 1 with the pressure water supply source leads. This raises the problem of how the connection between the oscillating end point of the tube 1 and the fixed pressure water outlet 1f out of the machine 2 in which the pressure pump, is housed, which is needed to raise the water pressure to the very high cutting values.

Die offensichtlichste Lösung, die Verbindung zwischen den Punkten 1a und 1f mit einem flexiblen Hochdruckschlauch herzustellen, hat sich als vollständig undurchführbar erwiesen, und zwar unabhängig davon, ob sich am Punkt 1a eine Drehverbindung befindet oder ob die Verbindung stattdessen auf feste Weise vorgesehen ist, wobei sie die Torsionselastizität des biegsamen Schlauchs nutzt, um die Oszillation zu dämpfen. In beiden Fällen versagen die mechanischen Strukturen der Drehverbindung bzw. des flexiblen Schlauchs bereits irreparabel, nachdem die Ausrüstung kurze oder sehr kurze Zeit in Betrieb genommen worden ist, was die Verbindung unbrauchbar macht. Tatsächlich führen die Höchstdruckbedingungen und die durch die Oszillation des Rohrs 1 bedingten stark ermüdenden Torsionskräfte zu einer Kombination von Belastungen, die durch die oben erwähnten Strukturen nicht abgestützt werden können.The most obvious solution, the connection between the points 1a and 1f Using a flexible high-pressure hose has proved to be completely impracticable, whether at the point 1a a rotary joint is located or whether the compound is instead provided in a fixed manner, taking advantage of the torsional elasticity of the flexible hose to dampen the oscillation. In either case, the mechanical structures of the rotary joint or flexible hose already fail irreparably after the equipment has been put into operation for a short or very short time, rendering the joint unusable. In fact, the maximum pressure conditions and those caused by the oscillation of the pipe 1 conditional strongly fatiguing torsional forces to a combination of loads that can not be supported by the above-mentioned structures.

Es ist eine empirische Lösung dieses Problems 1a ermittelt worden, bei der die Verbindung zwischen den Punkten 1a und 1f mit einem langen Metallrohr hergestellt worden ist, das ähnlich oder gleich dem Rohr 1 und starr an 1a befestigt ist. Diese Metallverbindung sollte ausreichend Flexibilität besitzen, um eine Krümmung von 180° zu ermöglichen, und ausreichend Torsionselastizität aufweisen, um die durch die Kurbel-Pleuelstangen-Einheit angeregten Oszillationen aufzunehmen und zu dämpfen, ohne dass dies zu einer dauerhaften Verformung in dem Rohr führt. In der Praxis können diese Bedingungen nur dadurch erreicht werden, dass eine sehr lange Verbindung, z. B. mit einer Länge zwischen 15 und 20 m für ein 3,8"-Rohr (9,65 cm-Rohr), angewendet wird, das somit in einem großen Kreisbogen zwischen den Punkten 1a und 1f angeordnet ist.It is an empirical solution to this problem 1a been determined in the connection between the points 1a and 1f made with a long metal tube that is similar or equal to the tube 1 and rigid 1a is attached. This metal compound should have sufficient flexibility to allow for 180 ° of curvature and have sufficient torsional elasticity to absorb and attenuate the oscillations excited by the crank-connecting rod unit without resulting in permanent deformation in the tube. In practice, these conditions can only be achieved by a very long connection, z. Example, with a length between 15 and 20 m for a 3.8 "tube (9.65 cm tube) is applied, thus in a large arc between the points 1a and 1f is arranged.

Obgleich die oben beschriebene Schneidemaschine mit dieser Anordnung ununterbrochen betrieben werden kann, bildet sie andererseits wegen ihrer Größe eine inakzeptable Betriebsbeschränkung, die bisher die erwünschte breite Anwendung dieser Schneidetechnologie, die im Vergleich zu anderen bekannten Technologien wesentliche Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Geschwindigkeit, Ruhe, Einfachheit des Betriebs, Qualität des geförderten Materials, Verringerung von Abfall, Verhinderung von Verschmutzung und Einsparungen liefern würde, verhindert hat. Tatsächlich gibt es nur sehr wenige Steinbrüche, in denen eine Maschine der oben beschriebenen Größe untergebracht werden könnte, doch selbst in denen, in denen dies theoretisch möglich wäre, würde die Anwesenheit des Verbindungsrohrs in ständiger Oszillationsbewegung ein inakzeptables Hindernis und eine inakzeptable Gefahr bilden, wobei noch nicht einmal die Möglichkeit betrachtet wurde, dass das Rohr selbst leicht durch andere Maschinen und Betriebssysteme in dem Steinbruch beschädigt würde.Although the above-described cutting machine with this arrangement continuously On the other hand, because of its size, it forms one unacceptable operating restriction, the previously desired wide application of this cutting technology compared to other known technologies in terms of significant benefits Safety, speed, tranquility, simplicity of operation, quality of the promoted Materials, reducing waste, preventing pollution and deliver savings, prevented. Indeed there are very few quarries, in which a machine of the size described above could be accommodated, but even in those where this would theoretically be possible, the presence of the connecting pipe in permanent Oscillation movement an unacceptable obstacle and an unacceptable Danger, not even considering the possibility that the pipe itself easily through other machines and operating systems damaged in the quarry would.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Maschine zum Schneiden von Steinblöcken in Steinbrüchen zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile überwindet und somit Abmessungen besitzt, die im Wesentlichen auf die Abmessungen des Druckwasser-Zuleitungsrohrs, d. h. genauer auf die Tiefe des gewünschten Schnitts, beschränkt sind.Of the The invention is therefore based on the object, a machine for cutting of stone blocks in quarries to create the ones mentioned above Overcomes disadvantages and thus has dimensions that are substantially the dimensions the pressurized water supply pipe, d. H. closer to the depth of the desired Cut, limited.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Maschine zum Schneiden von Steinblöcken in Steinbrüchen durch einen Höchstdruck-Wasserstrahl nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a machine for cutting blocks of stone in quarries a high pressure water jet after Claim 1. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Hierzu schafft die Erfindung eine Maschine zum Schneiden von Steinblöcken in Steinbrüchen unter Verwendung eines Höchstdruck-Wasserstrahls, wobei die Maschine ein gerades Wasserzuleitungsrohr umfasst, das eine Düse trägt, die den Wasserstrahl an einem Ende ausstößt, wobei die Düse eine schnelle Oszillationsbewegung um die Achse des Rohrs und eine langsame alternierende Linearbewegung entlang derselben Achse ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass verhindert wird, dass sich das Zuleitungsrohr an seinem Ende, das dem, das die Düse trägt, gegenüberliegt, drehen kann und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Zuleitungsrohr in der Nähe der Düse in eine Oszillationsbewegung um seine Achse versetzen kann.For this The invention provides a machine for cutting stone blocks in Quarries under Use of a high-pressure water jet, the machine comprising a straight water supply pipe, the a nozzle wearing, which ejects the water jet at one end, the nozzle a fast oscillatory motion around the axis of the tube and a slow can perform alternating linear motion along the same axis, characterized in that it prevents that the supply pipe at its end, opposite to that which carries the nozzle, can rotate and that a device is provided which the supply pipe in the vicinity of the nozzle in a Oscillation can move around its axis.

In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einrichtung eine Oszillationsübertragungswelle, die mit einem entsprechenden Ende des Rohrs, das an einem Ende die Düse trägt, zusammenwirkt, wobei sie durch eine Motoreinrichtung, die an ihrem anderen Ende wirkt, in Oszillationen versetzt wird.In accordance with a preferred embodiment According to the invention, the device comprises an oscillation transmission shaft, with a corresponding end of the tube, which at one end the Nozzle carries, cooperates, being driven by a motor device at the other end acts, is set in oscillations.

In Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform besitzt die Kraftübertragungswelle die Form einer Hohlwelle, die koaxial um das Rohr ist.In accordance with the preferred embodiment has the power transmission shaft the Shape of a hollow shaft which is coaxial around the tube.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform verläuft die Kraftübertragungswelle in einer Entfernung parallel zu dem Rohr, wobei sie mit ihm über ein Paar Zahnräder, die miteinander in Eingriff und mit der Kraftübertragungswelle bzw. mit dem Zuleitungsrohr einteilig sind, zusammenwirkt.In accordance with a further embodiment extends the power transmission shaft at a distance parallel to the pipe, passing over it with it Pair of gears, engaged with each other and with the power transmission shaft or with the supply pipe are one-piece, cooperates.

Bei der Herstellung vertikaler Schnitte kann die oben beschriebene Maschine vorteilhaft in einem Prozess verwendet werden, in dem jedes Mal, wenn die Düse die Basis des Schnitts erreicht, Druckluft in die Nähe der Düse geblasen wird.at the production of vertical cuts, the machine described above be used to advantage in a process in which every time if the nozzle reached the base of the cut, compressed air blown near the nozzle becomes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following description of preferred embodiments, referring to the drawing Refers; show it:

1 die bereits erwähnte graphische Darstellung einer Schneidemaschine der im Oberbegriff des Hauptanspruchs dieser Erfindung beschriebenen Art; 1 the already mentioned graphical representation of a cutting machine of the type described in the preamble of the main claim of this invention;

2 eine graphische Darstellung in der Seitenansicht eines Wasserzuleitungsrohrs und des entsprechenden Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 2 a graphical representation in side view of a water supply pipe and the corresponding control system according to a first embodiment of the invention;

3 eine graphische Darstellung ähnlich 2, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und 3 a graphical representation similar 2 illustrating a second embodiment of the invention; and

4A, 4B graphische Ansichten verschiedener Phasen beim vertikalen Schneiden eines Blocks, die den Schneideprozess mit einer Maschine gemäß dieser Erfindung veranschaulichen. 4A . 4B Graphical views of different phases in the vertical cutting of a block, illustrating the cutting process with a machine according to this invention.

Die innovative Struktur der Maschine zum Schneiden von Blöcken gemäß dieser Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf das System der Konstruktion des Zuleitungsrohrs für Höchstdruckwasser und insbesondere auf das System, das die Emissionsdüse an einem Endpunkt des Rohrs in Oszillationen versetzt, ohne dass ein sehr langes und unhandliches Rohrteilstück in einer Ringanordnung erforderlich ist, um die Torsionsoszillationen zu dämpfen.The innovative structure of the block cutting machine according to this invention relates essentially to the system of construction of the high pressure water supply pipe, and more particularly to the system that controls the emissions On oscillating nozzle at one end point of the tube oscillated without a very long and unwieldy pipe section in a ring assembly is required to dampen the torsional oscillations.

Die Erfindung löst die gewünschte Aufgabe dadurch, dass anstelle eines zusätzlichen daran angebrachten Teilstücks des Rohrs, wie es im Stand der Technik der Fall war, das gleiche Zuleitungsrohr für Druckwasser zum Dämpfen der Oszillation verwendet wird. Gemäß dieser innovativen Idee ist die Basis des Zuleitungsrohrs gegen Drehung arretiert und kann somit mit einem flexiblen Kunststoffschlauch mit der Druckwasserquelle verbunden sein, wobei davon ausgegangen wird, dass dieser flexible Schlauch lediglich langsamen Verschiebungen des Zuleitungsrohrs in Richtung des Pfeils B und nicht dessen schnellen Oszillationen in Richtung des Pfeils A folgen muss.The Invention solves the desired Task in that instead of an additional attached thereto section of the tube, as was the case in the prior art, the same Supply pipe for pressurized water for steaming the oscillation is used. According to this innovative idea is locks the base of the supply pipe against rotation and thus can with a flexible plastic hose with the pressurized water source connected, assuming that this flexible Hose only slow displacements of the supply pipe in the direction of arrow B and not its fast oscillations in the direction of arrow A must follow.

Um dieses ebenso einfach zu realisierende wie hinsichtlich der Anwendung außerordentlich wirksame Ergebnis zu erhalten, ist in der Erfindung der Angriffspunkt des Kurbel-Pleuelstangen-Systems, das das Rohr 1 in Oszillationen versetzen kann, aus einem Bereich in der Nähe der Basis des Rohrs (d. h. aus einem Teil des Rohrs, der stets außerhalb des Schnitts ist) in einen Bereich in der Nähe des gegenüberliegenden Endpunkts des Rohrs, wo die Düse angebracht ist (d. h. in einen Teil des Rohrs, der immer innerhalb des Schnitts ist), versetzt. Um das Rohr in eine Oszillationsbewegung zu versetzen, wird eine mechanische Struktur verwendet, die zwar so schmal ist, dass sie problemlos zusammen mit dem Druckwasser-Zuleitungsrohr in den Schnitt eingeführt werden kann, andererseits aber ausreichend fest ist, so dass sie die wirkenden Kräfte aushalten kann, ohne nachzugeben.In order to obtain this result, which is as simple to implement as it is extremely effective in terms of the application, the point of application of the crank-connecting-rod system, which is the tube, is in the invention 1 may oscillate from an area near the base of the pipe (ie, a portion of the pipe that is always out of cut) to an area near the opposite end point of the pipe where the nozzle is mounted (ie, in FIG a portion of the tube that is always within the cut). In order to set the tube in an oscillating motion, a mechanical structure is used, which is so narrow that it can be easily introduced together with the pressurized water supply pipe in the cut, but on the other hand sufficiently strong so that they endure the forces acting can, without giving in.

Die 2 und 3 veranschaulichen zwei verschiedene Ausführungsformen dieser mechanischen Struktur, die nun ausführlich beschrieben werden, wobei für Teile, die ähnlich den bereits bei der Beschreibung des Standes der Technik in 1 verwendeten sind, ähnliche Bezugszeichen verwendet werden.The 2 and 3 illustrate two different embodiments of this mechanical structure, which will now be described in detail, wherein for parts similar to those already in the description of the prior art in 1 are used, similar reference numerals are used.

In 2 ist eine erste Ausführungsform des Kraftübertragungssystems veranschaulicht. Die Oszillationsbewegung kann hier über eine Kurbel-Pleuelstangen-Einheit T durch einen Motor M erzeugt werden, wobei die Kurbel der Einheit T starr an der Basis einer Kraftübertragungswelle 6 befestigt ist, die somit in eine Oszillationsbewegung um ihre Achse versetzt werden kann. Die Welle 6 ist frei drehbar über die Lager 7 am Läufer 3 der Maschine 2 befestigt (in 2 nicht gezeigt). Die Kraftübertragungswelle 6 ist koaxial um das Zuleitungsrohr 1 und in der Nähe der Düse 5 bei 6u starr an ihm befestigt. Das gegenüberliegende Ende des Rohrs 1 ist starr am Läufer 3 befestigt, so dass die Mündung 1a des Rohrs 1 durch einen flexiblen Hochdruck-Kunststoffschlauch problemlos an der Druckwasserquelle befestigt werden kann. Die Kraftübertragungswelle 6 kann einteilig oder mehrteilig sein und bei Bedarf können zwischen der Kraftübertragungswelle und dem Rohr 1 Drehlager integriert sein, um mögliche Schwingungen oder ein mögliches Geräusch zu beseitigen.In 2 a first embodiment of the power transmission system is illustrated. The oscillation movement can be generated here via a crank connecting rod unit T by a motor M, wherein the crank of the unit T rigid at the base of a power transmission shaft 6 is attached, which can thus be placed in an oscillatory motion about its axis. The wave 6 is freely rotatable about the bearings 7 at the runner 3 the machine 2 attached (in 2 Not shown). The power transmission shaft 6 is coaxial around the supply pipe 1 and near the nozzle 5 at 6u rigidly attached to him. The opposite end of the pipe 1 is rigid on the runner 3 attached, leaving the mouth 1a of the pipe 1 Can be easily attached to the source of pressurized water by a flexible high-pressure plastic hose. The power transmission shaft 6 can be in one or more parts and, if necessary, between the power transmission shaft and the pipe 1 Be integrated pivot bearing to eliminate possible vibrations or a possible noise.

Die Oszillation, in die der Endpunkt des Rohrs 1, der die Düse 5 trägt, durch die Kraftübertragungswelle 6 versetzt werden kann, kann in dem Abschnitt, der zwischen dem Punkt liegt, wo es an dem Läufer 3 befestigt ist, und dem Punkt 6u, an den die alternierende Drehbewegung übertragen wird, durch die Torsion in dem Rohr 1 absorbiert werden. Vorzugsweise beträgt diese Länge, die im Wesentlichen der Nutzarbeitslänge der Schneidemaschine entspricht, wenigstens 6 m, so dass die dem Rohr erteilten Torsionsverformungen mit einem angemessenen Sicherheitsspielraum, der auch die Ermüdungsbelastungen berücksichtigt, denen das Rohrmaterial ausgesetzt ist, eindeutig in dem Gebiet elastischer Verformungen liegt. Da die Steinbearbeitung derzeit die Bankförderung mit einer Mindestbreite von genau 6 m vorsieht, sind die Gesamtabmessungen der Schneidemaschine gemäß der Erfindung genau die, die für die Herstellung eines Schnitts normaler Größe erforderlich sind, ohne dass zusätzliche Abmessungen erforderlich sind, um die Oszillationen des Rohrs zu dämpfen.The oscillation, in which the end point of the tube 1 , the nozzle 5 carries, through the power transmission shaft 6 can be offset in the section that lies between the point where it is at the runner 3 is attached, and the point 6u to which the alternating rotational movement is transmitted by the torsion in the tube 1 be absorbed. Preferably, this length, which corresponds substantially to the useful working length of the cutting machine, is at least 6 m, so that the torsional deformations given to the pipe with an adequate margin of safety, which also takes into account the fatigue stresses to which the pipe material is exposed, clearly lie in the area of elastic deformations. Since stone processing currently provides for bank conveyance with a minimum width of exactly 6 m, the overall dimensions of the cutting machine according to the invention are exactly those required for making a normal size cut without requiring additional dimensions to accommodate the oscillations of the tube dampen.

Außerdem wird angemerkt, dass die oben beschriebene Gesamtstruktur der Dämpfung von Oszillationen ideal gerade und sehr kompakt ist, so dass ihre Abmessungen effektiv entlang einer Geraden anstatt in einer Ebene, wie es beim Stand der Technik der Fall war, verlaufen.In addition, will noted that the overall structure described above the attenuation of Oscillations are ideal straight and very compact, so their dimensions effectively along a straight line rather than in a plane as in the case of State of the art was the case, lost.

Natürlich kann der Läufer 3 seinerseits an einem Lager oder an einer an sich bekannten (und somit nicht gezeigten) anderen Drehvorrichtung angebracht sein, so dass der Läufer 3 und das Zuleitungsrohr 1 damit in horizontaler, vertikaler oder sogar geneigter Richtung orientiert werden können, um Blöcke unter Berücksichtigung der Schichten des geförderten Materials gemäß den am meisten erwünschten Richtungen zu schneiden, um den Abfall auf ein Minimum zu verringern.Of course, the runner 3 in turn be attached to a bearing or to a known (and thus not shown) other rotating device, so that the rotor 3 and the supply pipe 1 be oriented in a horizontal, vertical or even inclined direction to cut blocks taking into account the layers of conveyed material according to the most desired directions in order to minimize the waste.

3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der mechanischen Struktur, die die Düse 5 in eine Oszillationsbewegung versetzen kann und ebenfalls die Aufgabe dieser Erfindung löst. In dieser kann die Oszillationsbewegung von der Kurbel-Pleuelstangen-Einheit T zu einem Ende 8e einer Kraftübertragungswelle 8 parallel zum Zuleitungsrohr 1 übertragen werden, wobei das gegenüberliegende Ende 8u der Welle in der Nähe der Düse 5 mittels einer Zahnverbindung 9 mit dem Endpunkt 1u des Rohrs 1 verbunden ist, um es in alternierende Drehung zu versetzen. Der Endpunkt 1e des Rohrs 1, der dem gegenüberliegt, der die Düse 5 trägt, ist wie in der oben beschriebenen Ausführungsform starr am Läufer 3 festgestellt, so dass die Hydraulikverbindung zwischen der Mündung 1a des Rohrs 1 und der Druckwasserquelle problemlos durch einen flexiblen Kunststoffschlauch hergestellt werden kann. 3 illustrates a second embodiment of the mechanical structure that the nozzle 5 can set in an oscillatory motion and also achieves the object of this invention. In this, the oscillatory movement of the crank-connecting rod unit T to an end 8e a power transmission shaft 8th parallel to the supply pipe 1 be transmitted, with the opposite end 8u the shaft near the nozzle 5 by means of egg ner tooth connection 9 with the endpoint 1u of the pipe 1 is connected to put it in alternate rotation. The endpoint 1e of the pipe 1 that is opposite to that of the nozzle 5 carries, as in the embodiment described above, rigidly on the rotor 3 determined so that the hydraulic connection between the mouth 1a of the pipe 1 and the source of pressurized water can be easily made by a flexible plastic hose.

Erneut in dieser Ausführungsform findet somit die Dämpfung der Oszillation in diesem Abschnitt zwischen dem am Läufer 3 festgestellten Endpunkt 1e und dem Endpunkt 1u, der durch die von der Kraftübertragungswelle 8 angetriebene Zahnradkupplung 9 in alternierende Drehbewegung versetzt wird, durch das Zuleitungsrohr selbst statt. Eine ausreichende Länge des Rohrs 1 ermöglicht, dessen Torsionsverformungen innerhalb sicherer elastischer Grenzwerte zu halten, während sowohl für das Rohr 1 als auch für die Welle 8 Träger mit Lagern vorgesehen sein können, um die Gesamtstruktur starrer und somit weniger anfällig für Oszillationen und Verformungen zu machen. Die Zahnkopplung 9 kann ein Paar Zahnräder, die miteinander in Eingriff und mit der Kraftübertragungswelle 8 bzw. mit dem Zuleitungsrohr 1 einteilig sind, oder irgendeine andere im Gebiet bekannte Verbindung umfassen.Again, in this embodiment, the damping of the oscillation in this section thus takes place between that at the rotor 3 determined endpoint 1e and the endpoint 1u that by the from the power transmission shaft 8th driven gear coupling 9 is placed in alternating rotational motion, through the supply pipe itself. A sufficient length of the pipe 1 allows to keep its torsional deformations within safe elastic limits while for both the tube 1 as well as for the wave 8th Bearings may be provided with bearings to make the overall structure more rigid and thus less prone to oscillations and deformations. The tooth coupling 9 Can be a pair of gears engaged with each other and with the power transmission shaft 8th or with the supply pipe 1 in one piece, or any other compound known in the art.

Wenn der Prozess zum Schneiden von Steinblöcken unter Verwendung der Schneidemaschine gemäß dieser Erfindung, der hier zum besseren Verständnis der durch die Ansprüche definierten Erfindung gelegentlich erwähnt wird, auf die Herstellung horizontaler Schnitte angewendet wird, sind keine speziellen Aspekte zu beachten. Tatsächlich wird das Material, das durch die Wirkung des Wasserstrahls abgebrochen wird, während der Schnitt vorangeht, daraus in den bereits geförderten Teil geworfen, wo es durch den Druck des Wasserstrahls, der an der Schnittfläche zurückprallt, allmählich wieder verdichtet wird und somit ein Traglager für den geschnittenen Block bildet. Somit braucht der Block auch in der Nähe des Endes des Schnitts nicht abgestützt zu werden.If the process of cutting stone blocks using the cutting machine according to this Invention, for better understanding of the invention defined by the claims mentioned occasionally is applied to the production of horizontal cuts, There are no special aspects to consider. In fact, the material that is is broken off by the action of the water jet, while the Cut precedes, thrown into the already promoted part, where it by the pressure of the water jet bouncing off the cut surface gradually is compressed again and thus forms a support bearing for the cut block. Thus, the block also does not need near the end of the cut supported to become.

Dagegen tritt bei dem Prozess unter Verwendung der Maschine des Standes der Technik bei der Herstellung eines vertikalen Schnitts ein Problem auf, das es unmöglich macht, ununterbrochen und automatisch zu arbeiten, und somit häufige und periodische Aktionen durch die Bedienungsperson erfordert. Im Gegensatz zur Herstellung horizontaler Schnitte fällt das resultierende Material bei vertikalen Schnitten zu Boden und sammelt sich in der Schnittzone an. Wenn der Schnitt gerade begonnen wurde, gibt es nur eine kleinere Materialmenge, wobei die Austrittsstrecke aus dem Schnitt kurz ist, so dass der Abpralldruck des Arbeitswasserstrahls ausreicht, um den Schnitt sauber zu halten. Wenn die Arbeit in dem Block fortschreitet, neigt das Material dagegen dazu, sich in dem Schnitt anzusammeln, wobei es die in 4A durch die Linie R veranschaulichte Konfiguration annimmt. Infolgedessen können das Rohr 1 und somit die Düse 5 nicht mehr frei die Basis des Schnitts erreichen, da ihre Bewegung durch die Anwesenheit des resultierenden Materials, das sich dort ansammelt, behindert wird. Falls die Düse mit einem Sensor versehen ist, der die Strecke in Anwesenheit von Hindernissen (wie etwa des Materials, das das Ende des Schnitts blockiert) begrenzt, führt dies zu unvollständiger Förderung des Endteils des Schnitts; falls dagegen kein solcher Sensor vorgesehen ist und die Tiefe des Schnitts vollständig von außen reguliert wird, ist leicht zu sehen, dass die Düse wegen möglicher Schläge gegen das Material, das sich am Boden des Schnitts ansammelt, bricht oder verformt wird.In contrast, in the process of using the prior art machine in the production of a vertical cut, a problem arises that makes it impossible to work continuously and automatically, thus requiring frequent and periodic actions by the operator. In contrast to making horizontal cuts, the resulting material falls to the bottom in vertical cuts and accumulates in the cut zone. When the cut has just begun, there is only a smaller amount of material, with the exit distance from the cut short, so that the rebound pressure of the working water jet is sufficient to keep the cut clean. On the other hand, as the work progresses in the block, the material tends to accumulate in the cut, leaving the in-line 4A assumed by the line R configuration. As a result, the pipe can 1 and thus the nozzle 5 no longer free to reach the base of the cut as its movement is hindered by the presence of the resulting material that accumulates there. If the nozzle is provided with a sensor which limits the distance in the presence of obstacles (such as the material blocking the end of the cut), this results in incomplete delivery of the end portion of the cut; on the other hand, if no such sensor is provided and the depth of the cut is completely regulated from the outside, it is easy to see that the nozzle will break or become deformed due to possible impacts against the material that accumulates at the bottom of the cut.

Um diesen Nachteil zu überwinden, gibt es im Stand der Technik bisher keine andere Lösung, als den Betrieb der Schneidemaschine periodisch zu unterbrechen, die Basis des Schnitts mit einem Druckwasserstrahl auszuspülen und die Arbeit daraufhin fortzusetzen. Selbstverständlich ist dies nur bei der Arbeit auf einer halbexperimentellen Ebene möglich, auf die die Anwendung der Technologie wie oben angemerkt bisher beschränkt ist. Tatsächlich kann die Förderoperation wegen der Operation der manuellen Reinigung nicht automatisiert werden, wobei sie insbesondere bei tiefer werdendem Schnitt unzweckmäßig auszuführen ist, kein zuverlässiges und steuerbares Ergebnis liefert und die Schneideoperationen wegen der häufigen Unterbrechungen natürlich verlängert.Around overcome this disadvantage There is no other solution in the art than the Operation of the cutting machine periodically interrupt the base Rinse the cut with a stream of pressurized water and then continue the work. Of course this is only at work on a semi-experimental level possible, up as previously noted, the application of the technology is limited. Indeed can the production operation not automated due to the manual cleaning operation be inexpedient in particular as the cut becomes deeper, not a reliable one and provides controllable result and because of the cutting operations the frequent Interruptions of course extended.

Stattdessen ist bei der erfindungsgemäßen Maschine vorgesehen, dass diese bei der Herstellung vertikaler Schnitte ferner mit einem Druckluftschlauch versehen ist, der entlang des Druckwasser-Zuleitungsrohrs 1 verläuft und in einem Faltenbalg endet, der dem Schnittbereich gegenüberliegt. Wenn horizontale Schnitte ausgeführt werden, bleibt der Balg inaktiv. Wenn vertikale Schnitte ausgeführt werden, kann der Balg am Boden des Schnitts in Betrieb genommen werden, während die Düse 5 auf- und absteigt, um das gesamte resultierende Material, das bei der Herstellung des Schnitts auf dessen Boden fällt oder bereits gefallen ist, zu dem bereits geförderten Teil zu verlagern.Instead, it is provided in the machine according to the invention that this is further provided in the production of vertical sections with a compressed air hose, along the pressurized water supply pipe 1 runs and ends in a bellows, which is opposite to the cutting area. When horizontal cuts are performed, the bladder remains inactive. When vertical cuts are made, the bellows at the bottom of the cut can be put into operation while the nozzle 5 ascend and descend to relocate all resulting material that falls or has already dropped to the already conveyed part in the making of the cut.

Wie graphisch in Linie R in 4B angegeben ist, bleibt das resultierende Material auf diese Weise nicht in der Nähe des Schnittbereichs, sondern kann sich ähnlich wie bei der Ausführung horizontaler Schnitte in dem hinteren Bereich, d. h. in einem Bereich, in dem die reguläre Bewegung des Rohrs 1 und der Düse 5 auf keine Weise behindert wird, ansammeln.As graphically in line R in 4B In this way, the resulting material does not remain near the cutting area, but may be similar to the execution of horizontal cuts in the rear area, ie in an area where the regular movement of the pipe 1 and the nozzle 5 is not obstructed in any way, accumulate.

Claims

Machine for cutting stone blocks in quarries by means of a high-pressure water jet, the machine having a straight water supply pipe ( 1 ) at an endpoint ( 1u ) a water jet ejection nozzle ( 5 ) in an oscillatory motion about the axis of the tube ( 1 ) and in an alternating linear movement along the same axis, characterized in that the supply pipe ( 1 ) at its endpoint ( 1e ), the one who has the nozzle ( 5 ) is opposite, is rotationally fixed, wherein a device is provided, which the supply pipe ( 1 ) near the nozzle ( 5 ) can put in an oscillatory motion about its axis.

Stone block cutting machine according to claim 1, characterized in that the device comprises an oscillation force transmission shaft ( 6 ; 8th ), of which one endpoint ( 6u ; 8u ) with the endpoint ( 1u ) of the supply pipe ( 1 ), the nozzle ( 5 ), cooperate and by a motor device (M), which at its other end point ( 6e ; 8e ), can be put into oscillations.

Machine for cutting stone blocks according to claim 2, characterized in that the power transmission shaft ( 6 ) the shape of an outside coaxial around the supply pipe ( 1 ) arranged hollow shaft and an end point ( 6u ), which rigidly fixes the oscillation movement to the supply pipe ( 1 ) can transmit.

Machine for cutting stone blocks according to claim 2, characterized in that the power transmission shaft ( 8th ) at a distance parallel to the pipe ( 1 ), with its end ( 8u ), which can transmit the oscillatory motion, via a pair of gears ( 9 ) engaged with each other and with the power transmission shaft ( 8th ) or with the supply pipe ( 1 ) are one-piece, with the supply pipe ( 1 ) connected is.

A stone block cutting machine according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the engine means (M) comprises an electric motor and a crank-connecting rod unit (T) driven therethrough, the crank of the crank-connecting rod unit being rigid with the power transmission shaft ( 6 ; 8th ) connected is.