DE3232857C2 - Pflaster- und Mauerstein-Spaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Pflaster- und Mauerstein-Spaltvorrichtung mit einem in einem Rahmen (12) oszillierend angetriebenen Oberwerkzeug (10), das mit einem Unterwerkzeug (16) zusammenwirkt, wobei der Antrieb des Oberwerkzeugs (10) hydraulisch erfolgt und Ober- und Unterwerkzeug jeweils mehrere in Spaltrichtung relativ zueinander bewegbare Einzel-Spaltkeile (38 bzw. 40) umfassen, die vorzugsweise hydraulisch abgestützt sind. Die Spaltvorrichtung umfaßt ferner einen am Rahmen (12) in Spaltrichtung nachgiebig abgestützten Arbeitstisch (14) mit einer schlitzförmigen Öffnung (36) für den Durchtritt des bzw. der Unterwerkzeuge (16), wobei die Abstützung über hydraulisch, pneumatisch oder hydro-pneumatisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Einheiten (50) erfolgt, derart, daß der Arbeitstisch (14) sich beim Spalten des Steinmaterials nach unten und nach dem Spalten sich entsprechend der Rückbewegung des Oberwerkzeuges (10) in seine obere Ausgangslage wieder nach oben bewegt, so daß das Unterwerkzeug (16) unter der Arbeitsfläche des Arbeitstisches (14) liegt. Zur Verstellung des Oberwerkzeuges (10) ist dem diesem zugeordneten hydraulischen Arbeitszylinder (22) ein hydraulisches Steuergerät (35) vorschaltbar, mittels dem das zum Vorschub des Oberwerkzeuges (10) bzw. des diesem zugeordneten Arbeitskolbens (23) dienende Druckmittel vibrierend bzw. pulsierend zuführbar ist.

Description

quenz exakte Bruchflächea bei relativ geringem Ausgangsdruck für den Vorschub des Oberwerkzeuges und auch hohe Spaltleistungen erzielt werden. Hierzu läßt sich die Druckmittelfrequenz variieren, zum Beispiel bei der konstruktiven Ausführungsform nach Patentanspruch 2 durch Änderung der Drehzahl des Drehkolbenantriebes.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindun££gemäßen Spaltvorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i {;. 1 a einen hydraulischen Schaltplan für den hydraulischen Antrieb des bzw. der Oberwerkzeuge einer Spaltvorrichtung mit hydraulisch abgestütztem Arbeitstisch,

Fi g. Ib ein den den Oberwerkzeugen der Spaltvorrichtung zugeordneten AibeitEzylindern vorgeschaltetes Steuergerät zur Erzeugung einer vibrierenden Verstellung der Oberwerkzeuge in Spaltrichtung im Längsschnitit; und

F i g. Ic das Steuergerät nach F i g. Ib im Querschnitt

Zur Verstellung des Arbeitskolbens 23 ir. den dem Oberwerkzeug 10 zugeordneten Arbeitszylinder 22 wird dem Arbeitszylinder 22 ein hydraulisches Steuergerät 35 vorgeschaltet, dessen Funktion nachstehend anhand der F i g. la bis Ic näher dargelegt werden soli. Durch das hydraulische Steuergerät 35 soll erreicht werden, daß das zum Vorschub des Arbeitskolbens 23 dienende Druckmittel pulsierend in den Arbeitszylinder 22 auf die dem Oberwerkzeug 10 abgewandten Seite des Arbeitskolbens eingeleitet bzw. eingeführt wird Gemäß den F i g. Ib und Ic umfaßt das Steuergerät 35 einen in einem Steuergehäuse 37 drehbar gelagerten Drehkolben 39, der an einen nicht dargestellten äußeren Drehantrieb anschließbar ist, wobei der Anschluß in F i g. 1 b mit der Bezugsziffer 61 gekennzeichnet ist.

Das Steuergehäuse 37 weist einen Druckmitteleinlaß 33 auf, das in drei Einlaßkanäle 41,42 und 43 unterteilt ist Diese drei Einlaßkanäle kommunizieren jeweils mit einer Ringnut 44, 45 und 46 längs des Umfangs des Drehkolbeiis 39. Die Ringnuten 44, 45 und 46 weisen jeweils vier, längs des Umfangs gleichmäßig verteilt angeordnete seitliche Aussparungen 44', 44', 44'", 44"" bzw. 45', 45", 45'", 45"" bzw. 46', 46", 46'", 46"" auf, durch die eine pulsierende Fluidverbindung zwischen den Ringnuten 44,45,46 mit zum Druckmittelauslaß 47 führende;· Auslaßkanälen 53,54,55 herstellbar ist Jeder Ringnut 44, 45, 46 sind, wie dargelegt und wie F i g. Ic sehr gut erkennen läßt vier gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete seitliche Aussparungen zugeordnet, wobei die Aussparungen der einzelnen Ringnuten so zueinander versetzt sind, daß der Winkelabstand zwischen sämtlichen Aussparungen gleich ist. Auf diese Weise wird bei der Ausführungsform nach den F i g. Ib und Ic der Druckmittelstrom bei einer Umdrehung des Drehkolbens 39 in zwölf Teilströme unterteilt. Bei einer Umdrehung des Drehkolbens 39 erhält man also 12 Druckimpulse am Druckmittelauslaß 47.

Gemäß Fig. la wird das hydraulische Steuergerät (Impulsgenerator) 35 so angeordnet daß der Druckmittelaus'laß 47 mit dem der Kolbenstange des Arbeitskolbens 23 gegenüberliegenden Zylinderraum 48 fluidverbunden ist. Der Druckmitteleinlaß 33 des Steuergeräts bzw. Impulsgenerators 35 ist über eine Leitung 62 mit dem Hochdruckteil 64 einer Hydraulikpumpe 66 fluidverbunden. Das Steuergerät 35 ist umgehbar durch eine By-Pass-Leitung 67, in der ein druckgesteuertes Ventil 68 angeordnet ist.

Der Arbeitskolben ist in dem Arbeitszylinder 22 zweiseitig beaufschlagbar, wobei der der Kolbenstange 21 bzw. dem Oberwerkzeug 10 zugeordnete Zylinderraum 49 über eine Leitung 69 mit dem Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 oder je nach Schaltung eines in dieser Leitung angeordneten Mehrwegeventils 71 mit dem Druckmittel-Reservoir 70 fluidverbindbar ist.

In den der Kolbenstange 21 abgewandten Zylinderraum 49 mündet noch eine weitere Leitung 72, die über ein hydraulisch geschaltetes Rückschlagventil 73 unmittelbar mit dem Reservoir 70 in Verbindung steht Die parallel dazu angeordnete Leitung 62 ist ebenfalls über ein hydraulisch geschaltetes Rückschlagventil 74 unmittelbar mit dem Reservoir 70 fluidverbindbar, wobei das hydraulisch geschaltete Rückschlagventil 74 und der mit dem Hochdruckteil 64 der Druckmittelpumpe 66 in Verbindung stehenden Leitung 62 angeordnet ist

Zwischen der Hochdruckleitung 62 und der vorerwähnten zum Reservoir 70 führenden Verbindungsleitung 75 sind noch zwei weitere Fluidverbindungen vorgesehen, wobei in der einen ein Sicherheitsventil 46 und in der anderen ein Schaltventil 77 angeordnet sind, das in der Hochdruck-Phase geschlossen und in der Niederdruck-Phase geöffnet wird. Damit kann in der Niederdruck-Phase der Hochdruckteil 64 der Druckmiuelpumpe 66 unverändert weiter arbeiten. Das unter Hochdruck stehende Druckmittel wird dann über das Schaltventil 77 unmittelbar in das Reservoir zurückgepumpt Das Sicherheitsventil 76 öffnet bei 400 bar.
Der zwischen dem Mehrwege-Ventil 71 und dem Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 liegende Abschnitt der Leitung 69 ist über eine Leitung 78 unmittelbar mit dem Reservoir 70 fluidverbindbar, wobei in der Verbindungsleitung 78 ein druckgesteuertes Ventil 79 angeordnet ist, derart, daß es während der Hochdruck-Phase geöffnet wird. Dann kann während der Hochdruck-Phase, also beim Vorschub des Arbeitskolbens 23 bzw. der Kolbenstange 21 bzw. des an dieser befestigten Oberwerkzeugs 10 in Richtung des Pfeiles P, der Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 unverändert weiter arbeiten. Das Niederdruck-Druckmittel wird di on über die Leitung 78 unmittelbar in das Reservoir 70 zurückgepumpt.

In der Niederdruckleitung 69 sowie Hochdruckleitung 62 sind Meßstellen Mi und M 2 vorgesehen zur Ermittlung von Defekten in der Hydraulik. Bei Niederdruck wird mit etwa 30 bar gearbeitet, während der Betriebsdruck vorzugsweise 350 bar beträgt.

Die Funktionsweise der Hydraulik ist nun wie folgt: Bei pulsierendem Vorschub des Arbeitskolbens 23 bzw.

so der Kolbenstange 21 bzw. des an dieser befestigten Oberwerkzeuges i'O sind die Schaltventile 68 und 77 geschlossen, während das Ventil 79 geöffnet ist. Fender ist der Antrieb des Drehkolbens des Steuergerätes 35 in Betrieb. Das Mehrwege-Ventil 71 ist so geschaltet, daß die Niederdruckleitung 69 über die Leitung 75 mi; dem Reservoir 70 verbunden ist Hochdruck-Druckmktel wird dann durch den Hochdruckteil 64 der Druckmittelpumpe 66 über die Hochdruckleitung 62 in den Druckmitteleinlaß 33 d-'S Steuergerätes 35 eingeleitet. Es gelangt pulsierend vom Druckmittelauslaß 47 des Steuergerätes 35 in den Arbeitszylinder 22 auf die der Kolbenstange 21 bzw. dem Oberwerkzeug W angewandten Seite des Arbeitskolbens 23. Der Arbeitskolben 23 wird dann pulsierend in Richtung des Pfeiles P bewegt. Das sich auf der anderen Seite des Arbeitskolbens 23 befindliche Druckmittel wird über die Niederdruckleitung 69, das Mehrwege-Ventil 71 und Verbindungsleitung 75 in das Reservoir 70 abgeführt. Wird der Druck in der

Hochdruckleitung 62 zu hoch, öffnet das Sicherheitsventil 76 und schafft eine unmittelbare Verbindung zum Reservoir 70.

Sollen das Oberwerkzeug 10 bzw. die diesem zugeordnete Kolbenstange 21 bzw. der Arbeitskolben 23 wieder zurückbewegt werden in ihre obere Ausgangsstellung, werden die Ventile 68 und 77 geöffnet, das Ventil 79 geschlossen. Das Hochdruck-Druckmittel gelangt über das Schaltventil 77 unmittelbar zurück in das Reservoir 70. Das Mehrwege-Ventil 71 wird zugleich so geschaltet, daß die vom Niederdruckteil 63 der Druck mittelpumpe 66 kommende Niederdruckj'eitung 69 mit dem der Kolbenstange 21 zugewandten Teil 49 des Arbeitszylinders 22 in Fluidverbindung steht, so daß mit Niederdruck der Arbeitskolben 23 zurückbewegt werden kann. Da die Zurückbewegung sehr schnell erfolgen soll, muß das Druckmittel auf der der Kolbenstange 21 abgewandten Seite schnell aus dem Arbeitszylinder 22 entweichen können. Dies erfolgt über die By-Pass-Leitung 67 sowie die zusätzliche Leitung 72, wobei die Rückschlagventile 73, 74 jeweils hydraulisch geöffnet sind. Ober die beiden Leitungen 67, 72 sowie die zum Reservoir führende Leitung 75 kann das Druckmittel auf der der Kolbenstange 21 abgewandten Seite sehr schnell aus dem Arbeitszylinder 22 abgeführt werden.

Während des Rückhubes des Oberwerkzeuges 10 bzw. des diesem zugeordneten Arbeitskolbens 23 wird der Antrieb für den Drehkolben des Steuergerätes 35 ausgeschaltet

Um zu vermeiden, daß der Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 bei öffnung des Sicherheitsventils 76 versehentlich mit Hochdruck beaufschlagt wird über das Mehrwege-Ventil 71 und die NiederdruckJeitung 69, ist in letzterer ein Rückschlagventil 78 angeordnet das einen Rückfluß in der Niederdnickleitung 69 zum Niederdrückten 63 der Druckmittelpumpe 66 verhindert

An die Niederdruckleitung 69 ist zwischen dem Mehrwege-Ventil 71 und dem Arbeitszylinder 22 noch eine Verbindungsleitung 51 zu einer hydraulischen Ab-Stützeinheit 50 des in F i g. 1 a nur schematisch dargestellten Arbeitstisches 14 angeschlossen. In dieser Verbindungsleitung 51 ist ein druckgesteuertes Ventil 52 angeordnet das während der Hochdruck-Phase, also bei Bewegung des Oberwerkzeuges 10 in Richtung des Pfeiles P ein kontrolliertes stetiges bzw. gleichförmiges Absenken des Arbeitstisches 14 in Richtung des Pfeiles A erlaubt Das Ventil 52 dient somit als Drossel für den Rückfluß von Druckmittel aus der hydraulischen Abstützeinheit 50 in das Reservoir 70 über das Mehrwege-Ventil 71 und die Verbindungsleitung 75. In umgekehrter Flußrichtung, also in der Niederdruck-Phase, wirkt das Ventil 52 als Sperre. Das Niederdruck-Druckmittel strömt dann unter Umgehung des Ventils 52 über eine By-Pass-Leitung 56 und ein Rückschlagventil 57 zurück in die hydraulische Abstütz-Einheit 50, wodurch der Arbeitstisch 14 zurück in seine Ausgangslage angehoben wird entgegen der Richtung des Pfeiles A. Das Anheben des Arbeitstisches 14 sowie die Rückbewegung des Oberwerkzeuges 10 in ihre obere Ausgangsstellung erfolgen somit synchron.

In der Verbindungsleitung 51 ist noch eine Meßstelle Af 3 zur Feststellung etwaiger Defekte vorgesehen.

Die Drosselwirkung des der hydraulischen Abstütz-Einheit 50 zugeordneten Ventils 52 ist vorzugsweise variierbar, insbesondere in Abhängigkeit von dem auf den Arbeitskolben 23 einwirkender Hochdruck. Dadurch ist gewährleistet daß bei Umschaltung auf die Hochdruck-Phase der Arbeitstisch 14 nicht plötzäich abfällt, so daß der zu spaltende Stein vor Einwirkung des oder mehrerer Oberwerkzeuge 10 unkontrolliert über die Schneide bzw. Schneiden des bzw. der Unterwerkzeuge abkippt, wodurch unerwünschte Bruchflächen erhalten würden.
Es sei noch erwähnt, daß der hydraulische Antrieb des Oberwerkzeuges 10 so ausgebildet ist, daß dieses bei Überschreiten einer auf sie einwirkenden vorbestimmten Reaktionskraft in Richtung derselben, das heißt nach oben, nachgibt bzw. ausweicht. Die Hydraulik kann vorzugsweise auch so ausgebildet sein, daß bei einem plötzlichen Druckanstieg die sofortige Rückhubbewegung des Oberwerkzeuges eingeleitet wird; bei mehreren nebeneinander einwirkenden Oberwerkzeugen vorzugsweise individuell, d. h. derjenigen Oberwerkzeuge, auf die eine übergroße Reaktionskraft einwirkt Durch diese Maßnahme läßt sich ein Bruch der Werkzeugschneiden von Ober- und Unterwerkzeug hei zu großen Reaktionskräften weitgehend vermeiden (Oberlastsicherung). Konstruktiv kann das vorstehende Problem dadurch gelöst werden, daß in der Ableitung der Oberwerkzeug 10 zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit (Hydraulikzylinder 22) ein Hydraulikventil vorgesehen ist, das für den Rückhub des Oberwerkzeuges 10 in eine Umkehrstellung bringbar ist, wobei die Umschaltung in Abhängigkeit von dem im Hydrauliksystem herrschenden Druck erfolgt (Druckschalter eventuell mit elektrischer Signalumsetzung).

Hierzu 3 Blatt ZHchnungen

Claims (3)

1 2 nierfingern und der seitlichen Zentriereinrichtung erlau- Patentansprüche: ben nur eine begrenzte Arbeitsgeschwindigkeit Es besteht auch die Gefahr, daß nach jedem Spaltvorgang die

1. Pflaster- und Mauerstein-Spaltvorrichtung mit gespaltenen Gesteinsbrocken von den Positionierfineinem in einem Rahmen taktweise auf- und abbe- 5 gern unkontrolliert auf den Boden fallen und gegebewegbaren Oberwerkzeug, das mit einem Unter- nenfalls eine Bedienungsperson verletzen. Auch ist nicht werkzeug zusammenwirkt, wobei der Antrieb des gewährleistet daß das zu spaltende Gestein auf den Oberwerkzeuges hydraulisch erfolgt und Ober- und Positionierfingern in der gewünschten Lage gehalten Unterwerkzeug jeweils mehrere in Spaltrichtung re- wird. Fehlspaltungen und Absplitterungen können nicht lativ zueinander bewegbare Einzel-Spaltkeile um- 10 ausgeschlossen werden.

fassen, die hydraulisch abgestützt sind, dadurch Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugekennzeichnet, daß ein im Rahmen in Spalt- gründe, eine Pflaster- und Mauerstein-Spaltvorrichtung richtung nachgiebig bewegbar abgestützter Arbeits- zu schaffen, die unabhängig von der Form und dem tisch mit einer schlitzförmigen öffnung für den Gewicht des zu spaltenden Steins einen kontrollierba-Durchtritt des Unterwerkzeuges derart angeordnet 15 ren und gefahrlosen Spaltvorgang erlaubt und die die ist daß der Arbeitstisch sich beim Spalten des Stein- Spaltleistung trotz eines gegenüber dem Stand der materials nach unten und nach dem Spalten sich ent- Technik geringeren hydraulischen Druckes am Obersprechend der Rückbewegung des Oberwerkzeuges werkzeug erfüllt Diese Aufgabe wird durch die Merkin seine obere Ausgangslage wieder nach oben be- male im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wegt so £φ das Unterwerkzeug unter der Arbeits- 20 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Anfläche des Arbeitstisches liegt, und daß der hydrauli- Sprüchen 2 und 3 angegeben.

sehe. Antriebskreis für den Vorschub des Oberwerk- In der älteren deutschen Patentanmeldung P

zeuges (10) ein Steuergerät (35) enthält, das eine im 3119 693.4-25 ist auch schon vorgeschlagen worden, in

Resonanzbereich des zu spaltenden Steins liegende dem Rahmen einer Spaltvorrichtung der eingangs ange-

Pulsationsfrequenz erzeugt 25 gebenen Art einen in Spaltrichtung nachgiebig beweg-

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekenn- baren Arbeitstisch mit einer schlitzförmigen öffnung zeichnet, daß das Steuergerät (35) einen in einem für den Durchtritt des Unterwerkzeuges anzuordnen, Steuergehäuse (37) gelagerten Drehkolben (39) um- wobei die Abstützung des Arbeitstisches über hydraufaßt der mit einem äußeren Drehantrieb koppelbar lisch, pneumatisch oder hydro-pneumatisch gesteuerte ist 30 Kolben-Zylinder-Einheiten erfolgen soll, derart, daß der

3. Vorriciitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Arbeitstisch sich beim Spalten des Steinmaterials nach gekennzeichnet daß der Drjckmitteleinlaß (33) in unten und nach dem Spalten sich entsprechend der das Steuergerät (35) in mindestens zwei Einlaßkanä- Rückbewegung des Oberwerkzeuges in seine obere Ie (41, 42, 43) unterteilt ist, dr -3 diese Einlaßkanäle Ausgangslage wieder nach oben bewegt, so daß das jeweils mit einer auf dem Umfang des Drehkolbens 35 Unterwerkzeug unter der Arbeitsfläche des Arbeitsti-(39) angeordneten Ringnüi (44,45, 46) kommunizie- sches Hegt

ren, und daß die Ringnuten jeweiis mindestens eine Dieser Vorschlag zeichnet sich durch eine bequeme

seitliche Aussparung (44', 44", 44'", 44"" bzw. 45', und sichere Handhabung aus. Durch die Anordnung ei-

45". 45"', 45"" bzw. 46', 46", 46'", 46"") aufweisen, nes ebenen Arbeitstisches oberhalb des Unterwerkzeu-

über die eine Fluidverbindung mit zum Druckmittel- 40 ges kann das zu spaltende Gestein gut und sicher zwi-

auslaß (47) führenden Auslaßkanälen (53,54,55) her- sehen Ober- und Unterwerkzeug positioniert werden,

stellbar ist Dank der Zwangssteuerung der Auf- und Abbewegung

des Arbeitstisches wird ein kontrollierter Spaltvorgang

erzielt unabhängig von der Form des zu spaltenden Ge-

45 steins und des Gewichts bzw. der Gewichtsverteilung

des zu spaltenden Gesteins.

Die Erfindung betrifft eine pflaster- und Mauerstein- Auch bei stark ungleichförmig gestaltetem und damit

Spaltvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan- ungleichförmig gewichtetem Gestein ist eine kontrol-

spruchs 1. lierte parallele Absenkung des Arbeitstisches während

Aus der US-PS 42 03 414 ist eine Pflaster-und Mauer- 50 des Spaltvorganges gewährleistet. Die gewünschte

stein-Spaltvorrichtung bekannt mit einem in einem Rah- Bruchfläche wird sichergestellt Die gesteuerte Absen-

men taktweise auf- und abbewegbaren Oberwerkzeug, kung des Arbeitstisches ist auch unabhängig von dem

das mit einem Unterwerkzeug zusammenwirkt wobei Gewicht des zu spaltenden Gesteins. Bei stark unter-

der Antrieb des Oberwerkzeuges hydraulisch erfolgt schiedlichen Steingewichten würde zum Beispiel eine

und Ober- und Unterwerkzeug jeweils mehrere in 55 bloße Deaktivierung der hydraulischen Stützelemente

Spaltrichtung relativ zue' ander bewegbare Einzel- zu der Gefahr führen, daß bei sehr schweren Steinen der

Spaltkeile umfassen, die hydraulisch abgestützt sind. Die Tisch vorzeitig absinkt, der zu spaltende Stein Ober das

bekannte Vorrichtung weist eine aufwendige Positio- Unterwerkzeug nach einer Seite hin abkippt und damit

nierungseinrichtung für das zu spaltende Gestein zwi- ein unkontrollierter Spaltvorgang stattfindet

sehen den oberen und unteren Spaltkeilen auf. Die Posi- 60 Schließlich wird durch die vorgeschlagene Abstüt=

tionierungseinrichtung umfaßt ortsfeste Finger, vertikal zung des Arbeitstisches vermieden, daß nach dem Spal-

und horizontal bewegliche Finger sowie seitliche Zen- ten Elastizitäten frei werden, die ein Hochschleudern

triereinrichtungen. Die Positionierfinger dienen dazu, von Gesteinsbrocken und damit eine erhöhte Verlet-

das ankommende Gestein etwas anzuheben und zwi- zungsgefahr für die Bedienungsperson zur Folge haben,

sehen die unteren und oberen Spaltkeile zu tragen. Aus 65 Betriebsinterne Versuche des Erfinders haben ge-

diesem Grunde ist auch die seitliche Zentriereinrichtung zeigt, daß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen

erforderlich. Maßnahmen zur Erzeugung der im Resonanzbereich

Das Zusammenspiel zwischen den diversen Positio- des zu spaltenden Gesteins liegenden Pulsationsfre-