DE3710171A1

DE3710171A1 - Winning machine for minerals, in particular for hard rock

Info

Publication number: DE3710171A1
Application number: DE19873710171
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Rixen
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1988-10-13

Abstract

In a winning machine for minerals which is intended in particular for hard rock and consists of a mobile frame (superstructure 1) in which a boom (5) is arranged which is provided with a continuous conveyor (4) and on whose free end a cutting head (13) rotating about an axis (12) running essentially in the perpendicular plane of the longitudinal extension of the boom is arranged, a simple construction and universal applicability are achieved by the cutting head (13) having a worm conveying in the direction of the boom. The at least one convolution of the worm is provided with cutting elements at its outer periphery at least in the outer area facing the free end face of the cutting head (13) and, in the area facing the boom (5), is provided at the underside of the cutting head with a covering chute transferring the material onto the continuous conveyor (4). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gewinnungsgerät für Mineralien, insbesondere für hartes Gestein, mit den Merkmalen des Oberbegriffs nach Anspruch 1. Eine Gewinnungseinrichtung dieser Art ist vorbe kannt aus der DD-Z Bergbautechnik, November 1953, Seiten 559 und 560. Dieses vorbekannte, auch als Kugelschaufler bezeichnete Gerät weist einen rotierenden Schneidkopf auf, an dessen Umfang, von der Spitze des freien Endes ausgehend, Schaufeln angeordnet sind, die das Material auf ein im Innern des Schneidkopfes angeordnetes Förderband über eine dazwischengeschaltete Aufgabeschurre abwerfen. Von dem Förderband wird das Material auf ein im Ausleger des Geräts angeordnetes weiteres Förder band übergeben und weitergeleitet. Der Kugelschauf ler arbeitet durch Schwenken seines Schneidkopfes im sog. Blockbetrieb. Sein wesentlicher Nachteil liegt darin, daß, insbesondere bei härterem Gestein, die an den relativ langen Kanten der Schaufeln aufzubringenden Kräfte nicht ausreichen.The invention relates to a mining device for minerals, especially for hard rock, with the features of the preamble according to claim 1. A winning facility of this kind is over knows from DD-Z mining technology, November 1953, Pages 559 and 560. This previously known, also as The device called a ball scraper has one rotating cutting head, on its circumference, from starting from the tip of the free end, shovels are arranged, the material on an inside the conveyor head arranged over a discard intermediate feed chute. From The conveyor belt is the material on a Boom of the device arranged further conveyor band handed over and forwarded. The ball bucket ler works by swiveling his cutting head in the so-called block mode. Its main disadvantage is that, especially with harder Rock on the relatively long edges of the blades forces to be applied are not sufficient.

Diesen Nachteil umgeht ein weiteres vorbekanntes Gewinnungsgerät (DE-Z Bulk Solids Handling, Vol. 6, Nr. 2, April 1986, Seiten 369 bis 373) dadurch, daß als Schneidelemente mehrere mit Meißeln bestückte Schnecken-Walzen verwendet werden. Diese Walzen fördern das abgetragene Material über eine Schurre auf ein weiterförderndes Band und von diesem auf einen schwenkbaren Bandausleger, der das Material auf eine Strossenbandanlage übergibt. Dieses vor bekannte Gerät hat zwar eine ausreichend hohe Ab baugeschwindigkeit, es muß jedoch beim Abbauen ständig vorfahren und sich auch sein Fahrplanum selbst schneiden. Dadurch gestaltet sich der Ein satz dieses Geräts wenig flexibel und auch die Verbindung mit der Strossenbandanlage ist aufwendig und schwierig.Another previously known problem avoids this disadvantage Extraction device (DE-Z Bulk Solids Handling, Vol. 6, No. 2, April 1986, pages 369 to 373) in that as cutting elements several equipped with chisels Screw rollers are used. These rollers convey the removed material via a chute on a conveyor belt and from there on a swiveling belt boom that holds the material passes to a stope belt system. This before known device has a sufficiently high Ab construction speed, but it must be when dismantling constantly drive up and also his schedule cut yourself. This creates the one set of this device little flexible and also the Connection to the stanchion belt system is complex and difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ge winnungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem Aufbau vielseitig ein setzbar und - bei entsprechender Ausrüstung - auch für den Abbau von hartem Gestein verwendbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.The invention has for its object to provide a Ge extraction device of the type mentioned, which is versatile with a simple structure and - with the appropriate equipment - can also be used for the extraction of hard rock. The solution to this problem consists in the features of the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung bringt den Vorteil, daß der Schneid kopf des Gewinnungsgeräts an verschiedenen fahr baren Gestellen angeordnet werden kann, so daß auf diese Weise eine Anpassung an verschiedene Einsatz fälle leicht möglich ist.The invention has the advantage that the cutting head of the extraction device at different driving cash racks can be arranged so that on this way an adaptation to different use cases is easily possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Advantageous embodiments of the invention are shown in reproduced the subclaims.

Das neue Gewinnungsgerät kann bei entsprechender Ausbildung des fahrbaren Gestells wie ein Schaufel radbagger im Voll- oder Teilblockbetrieb arbeiten, indem der Ausleger gegenüber dem Fahrgestell ge schwenkt wird und nach jeder Schwenkung nachgeführt wird. Darüber hinaus ist auch ein Abbau durch vertikale Schnitte, d.h. durch Absenken des Auslegers an der Böschung, möglich. Ferner kann durch Oberlagerung von Schwenk- und Absenkbewe gungen auch ein schiefwinklig im Raum liegender Abbau erfolgen. The new extraction device can with appropriate Training of the mobile frame like a shovel wheel excavators work in full or partial block mode, by the boom opposite the chassis is pivoted and tracked after each pivot becomes. In addition, degradation is also through vertical cuts, i.e. by lowering the Outrigger on the embankment, possible. Furthermore, by superimposing swiveling and lowering movements also a lying at an oblique angle in the room Dismantling take place.

Das Gewinnungsgerät nach der Erfindung kann aber nicht nur für den Abbau von Mineralien, sondern auch für das Rückladen von Schüttgütern eingesetzt werden.The extraction device according to the invention can not just for minerals mining, but also used for reloading bulk goods will.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are in the Drawing shown schematically and below explained in more detail. It shows:

Fig. 1 ein Gewinnungsgerät in Ansicht, Fig. 1 shows a recovery device in view,

Fig. 2 das Gewinnungsgerät nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 2 shows the extraction device of FIG. 1 in top view,

Fig. 3 einen Schneidkopf des Gewinnungsgeräts im senkrechten Schnitt durch die Dreh achse in größerem Maßstab und Fig. 3 shows a cutting head of the extraction device in a vertical section through the axis of rotation on a larger scale and

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Schneidkopfes in Draufsicht und im teilweisen horizontalen Schnitt. Fig. 4 shows another embodiment of a cutting head in plan view and in partial horizontal section.

Wie Fig. 1 zeigt, weist das Gewinnungsgerät als Ge stell einen Oberbau 1 auf, der um eine vertikale Achse 2 schwenkbar auf einem Raupenfahrwerk 3 ange ordnet ist. Am Oberbau 1 ist ein mit einem Stetig förderer 4 versehener Ausleger 5 um eine horizon tale Achse 6 schwenkbar angelenkt. An seinem anderen, freien Ende weist der Ausleger 5 eine horizontale Achse 7 auf, in der eine sich etwa senkrecht erstreckende rahmenartige Halterung 8 gelagert ist. In ihrem oberen Bereich weist die Halterung 8 eine weitere horizontale Achse 9 auf, in der ein zum Ausleger 5 parallel verlaufender Lenker gelagert ist, der mit seinem anderen Ende um eine horizontale Achse 11 am Oberbau 1 so schwenk bar angelenkt ist, daß Ausleger 5 und Lenker 10 ein Gelenkparallelogramm bilden.As shown in Fig. 1, the extraction device has a Ge superstructure 1 , which is pivotable about a vertical axis 2 on a crawler track 3 is arranged. On the superstructure 1 is provided with a continuous conveyor 4 boom 5 pivoted about a horizontal axis 6 . At its other, free end, the boom 5 has a horizontal axis 7 , in which an approximately vertically extending frame-like holder 8 is mounted. In its upper region, the holder 8 has a further horizontal axis 9 , in which a link extending parallel to the boom 5 is mounted, which is articulated with its other end about a horizontal axis 11 on the superstructure 1 so that boom 5 and Handlebar 10 form a joint parallelogram.

Die Halterung 8 zeigt einen um eine etwa 10° geneigt verlaufende Achse 12 rotierenden Schneidkopf 13, der durch einen am Rahmen 8 befestigten Motor 14 angetrieben wird. Durch Schwenken des Auslegers 5 um die vertikale Achse 2 fördert der Schneidkopf 13 im Blockbetrieb das abgetragene Material ausgehend von der durch Strichpunktlinien angedeuteten oberen Stellung bis zur unteren Lage in Höhe des Planums über den als Förderband ausgebildeten Stetig förderer 4 und eine Schurre 15 auf einen Band ausleger 16, der es auf ein nicht dargestelltes Strossenband oder eine fahrbare Bandbrücke zum Ab transport bzw. Weitertransport übergibt. Der Band ausleger 16 ist heb- und senkbar und um die senk rechte Achse 2 schwenkbar am Oberbau 1 gelagert. Die Schwenkbewegung des Auslegers 5 um die senkrechte Achse 2 wird durch die Schwenkung des Oberbaus 1 bewirkt, welche durch zwei am Gegengewichtsende des Oberbaus 1 einerseits und am Fahrwerk 3 anderer seits angelenkte Hydraulikzylinder 17 durchgeführt wird. Während der Schwenkbewegung des Auslegers 5 wird der Bandausleger 16 gleichzeitig so synchron geschwenkt, daß die Verbindung mit dem Strossenband aufrechterhalten wird. Zum Heben und Senken des Bandauslegers 16 dient ein in sein Halterungs-Zug gestänge 18 eingeschalteter Hydraulikzylinder 19. Zum Schwenken des Auslegers 5 um die horizontale Achse 6 dienen zwei beidseitig des Auslegers am Oberbau 1 einerseits und am Lenker 10 nahe der Achse 9 andererseits angelenkte Hydraulikzylinder 20.The holder 8 shows a cutting head 13 rotating about an axis 12 which is inclined approximately 10 ° and which is driven by a motor 14 fastened to the frame 8 . By pivoting the boom 5 about the vertical axis 2 , the cutting head 13 conveys the removed material in block mode, starting from the upper position indicated by dash-dotted lines to the lower position at the level above the continuous conveyor 4 designed as a conveyor belt and a chute 15 on a belt cantilever 16 , which passes it on a stope belt, not shown, or a mobile belt bridge for transport or onward transport. The band boom 16 can be raised and lowered and pivoted about the vertical right axis 2 on the superstructure 1 . The pivoting movement of the boom 5 about the vertical axis 2 is brought about by the pivoting of the superstructure 1 , which is carried out by two hydraulic cylinders 17 articulated on the counterweight end of the superstructure 1 on the one hand and on the chassis 3 on the other hand. During the pivoting movement of the boom 5 , the band boom 16 is simultaneously pivoted so synchronously that the connection with the stope band is maintained. A hydraulic cylinder 19, which is switched on in its holder train 18 , is used to raise and lower the band boom 16 . Two hydraulic cylinders 20 articulated on both sides of the boom on the superstructure 1 on the one hand and on the handlebar 10 near the axis 9 serve to pivot the boom 5 about the horizontal axis 6 .

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Schneid kopf 13 einen äußeren konischen Schneidteil 21 und einen inneren konischen Förderteil 23 auf. Förder und Schneidteil sind so angeordnet, daß ihre größten Durchmesser einander zugewandt sind, so daß sich für den Schneidkopf insgesamt eine ballige Form ergibt. Die äußeren Stirnseiten der beiden Teile sind abgeflacht, wobei die Stirnseite des Schneidteils mit einer Abdeckung 23 versehen ist. Über die gesamte Schneidkopflänge erstreckt sich eine vier-gängige Schnecke 24, die im Bereich des Schneidteils außen mit vorzugsweise austauschbaren Meißeln bestückt ist, wobei die Anzahl, Ausbildung und Härte der verwendeten Meißel sich nach der Härte und Beschaffenheit des abzutragenden Gesteins richtet. Für weichere Mineralien kann die Meißel bestückung entfallen und statt dessen ein Schneid teil verwendet werden, dessen Schneckengänge mit Schneiden versehen sind. Für die verschiedenen Ein satzfälle kann der Schneidkopf insgesamt oder sein Schneidteil austauschbar gestaltet sein.As can be seen from Fig. 3, the cutting head 13 has an outer conical cutting part 21 and an inner conical conveying part 23 . Conveying and cutting part are arranged so that their largest diameters are facing each other, so that the cutting head has an overall spherical shape. The outer end faces of the two parts are flattened, the end face of the cutting part being provided with a cover 23 . A four-flight worm 24 extends over the entire length of the cutting head and is equipped on the outside in the area of the cutting part with preferably exchangeable chisels, the number, design and hardness of the chisels used being dependent on the hardness and nature of the rock to be removed. For softer minerals, the chisel can be omitted and a cutting part can be used instead, the screw flights of which are provided with cutting edges. For the various use cases, the cutting head as a whole or its cutting part can be designed to be interchangeable.

Die Gänge der Schnecke 24 sind auf einem inneren Mantel 25 befestigt, der etwa parallel zum Außen umfang verläuft, den die Schnecke bei der Umdrehung umschreibt. Der Hohlraum im Inneren des Mantels 25 dient der Aufnahme von nicht dargestellten Antriebs- und Halterungselementen. Die Antriebs kräfte werden vom Motor 14 (Fig. 1) über ein Ge triebe 26 auf den Schneidkopf 13 übertragen. Ein mit der Halterung 8 verbundenes Gestänge 27 dient der Aufnahme von Halterungskräften für den Schneid kopf, die ebenfalls vom Hohlrauminneren des Mantels 25 über entsprechende Lagerungen aufgenommen werden. Um die Verbindung zum Gestänge 27 herzu stellen ist die Schnecke 24 und der Mantel 25 zwi schen Schneidteil 21 und Förderteil 23 auf den ganzen Umfang unterbrochen. Die Zuführung der Halterungs- und Antriebsverbindungen zum Schneid kopf 13 erfolgt stets von oben her. The gears of the screw 24 are attached to an inner jacket 25 which extends approximately parallel to the outer circumference, which the screw circumscribes during the rotation. The cavity in the interior of the jacket 25 serves to accommodate drive and mounting elements, not shown. The drive forces are transmitted from the motor 14 ( FIG. 1) via a gear 26 to the cutting head 13 . A connected to the bracket 8 linkage 27 is used to absorb holding forces for the cutting head, which are also received from the cavity interior of the shell 25 via appropriate bearings. In order to make the connection to the linkage 27 , the worm 24 and the jacket 25 between the cutting part 21 and the conveying part 23 are interrupted over the entire circumference. The supply of the bracket and drive connections to the cutting head 13 is always from above.

Beim Abbau durch Schwenken des Auslegers 5 wird das Material von der Schnecke 24 vom Schneidteil 21 ge löst, weitergefördert und vom anschließenden Förderteil 22 auf den Stetigförderer 4 übergeben. Der Förderteil 22 ist zu diesem Zweck an seinem äußeren Umfang und im unteren Bereich von einer Schurre 28 abgedeckt, deren Austragsende oberhalb der am Ende des Stetigförderers 4 angeordneten Um lenktrommel 31 endet, deren Drehachse mit der Achse 7 des Auslegers 5 zusammenfällt. Die dem Außenum fang des Förderteils angepaßte Schurre 28 reicht etwa bis zur halben Höhe des Schneidkopfes 13. Durch die Gelenkparallelogrammausbildung des Aus legers 5 wird der Schneidkopf 13 so geführt, daß sein Schneidteil in allen Stellungen eine horizon tale Schnittfläche erzeugt.When dismantling by swiveling the boom 5 , the material from the screw 24 from the cutting part 21 is loosened, conveyed further and transferred from the subsequent conveying part 22 to the continuous conveyor 4 . The conveying part 22 is covered for this purpose on its outer circumference and in the lower region by a chute 28 , the discharge end above the arranged at the end of the continuous conveyor 4 order steering drum 31 ends, the axis of rotation of which coincides with the axis 7 of the boom 5 . The chute 28 adapted to the outside of the conveying part extends approximately to half the height of the cutting head 13 . Due to the articulation of the parallelogram of the layer 5 , the cutting head 13 is guided so that its cutting part generates a horizontal cutting surface in all positions.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Schneidteil 22 von einer Schurre 28′ vollständig umschlossen. Dadurch wird die Materialführung in diesem Bereich verbessert. Zur weiteren Unter stützung der Materialführung weist der Schneidkopf in dieser Ausführungsform zwei Abdecksegmente 29 auf, die zu beiden Seiten des Schneidkopfes sym metrisch angeordnet sind und so mittels je eines Hydraulikzylinders 30 verstellbar sind, daß der Schneidteil 21 vollständig abgedeckt und voll ständig freigegeben werden kann. Ein teilweises Abdecken auf die Weise, daß das vordere, stirn seitige Ende des Schneidteils 21 freibleibt, kommt dann in Betracht, wenn der Schneidteil am Ende der Schwenkung im Blockbetrieb, beim sog. Sichel schnitt, nur zum Teil im Eingriff ist. Beim Um kehrung der Schwenkrichtung wird das gegenüber liegende Abdecksegment 29 entsprechend eingestellt. Die Abdecksegmente 29 reichen an ihrem unteren Ende höchstens zur Eindringtiefe des Schneidkopfes in das abzutragende Material, also der Schnittiefe des abzutragenden Materials. Die den Schneidteil 21 abdeckenden Abdecksegmente können auch um die Achse 12 des Schneidkopfes 13 schwenkbar angeordnet sein. Dabei kann es ausreichen, ein einziges, jeweils die Rückseite des Schneidkopfes beim Abbaubetrieb ab deckendes Abdecksegment zu verwenden.In the embodiment of FIG. 4, the cutting part 22 is completely enclosed by a chute 28 '. This improves the material management in this area. To further support the material guide, the cutting head in this embodiment has two cover segments 29 which are arranged symmetrically on both sides of the cutting head and are adjustable by means of a hydraulic cylinder 30 in each case that the cutting part 21 can be completely covered and fully released continuously. A partial covering in such a way that the front, end-side end of the cutting part 21 remains free is considered if the cutting part at the end of the pivoting in block operation, the so-called sickle, is only partially engaged. When reversing the pivoting direction, the opposite cover segment 29 is set accordingly. The cover segments 29 extend at their lower end at most to the depth of penetration of the cutting head into the material to be removed, that is to say the depth of cut of the material to be removed. The covering segments covering the cutting part 21 can also be arranged pivotably about the axis 12 of the cutting head 13 . It may be sufficient to use a single covering segment that covers the rear of the cutting head during dismantling.

Die Abmessungen des Schneidkopfes richten sich in erster Linie nach dem abzutragenden Material und der gewünschten Förderleistung. Das gleiche gilt auch für die Maßverhältnisse und für die äußere Kontur des Schneidkopfes, der, insbesondere in seinem Schneidteil, auch zylindrisch oder ballig ausgebildet sein kann.The dimensions of the cutting head are in primarily according to the material to be removed and the desired delivery rate. The same goes for also for the proportions and for the outside Contour of the cutting head, which, especially in its cutting part, also cylindrical or crowned can be trained.

Die Schnittiefe beim Abbau richtet sich nach dem abzutragenden Material. Sie kann im günstigsten Fall den gesamten Schneidkopfdurchmesser betragen, so daß in dem Fall der Schnittquerschnitt mit der axialen Schnittfigur des Schneidteils des Schneid körpers übereinstimmt.The depth of cut when dismantling depends on the material to be removed. You can in the cheapest Case the total cutting head diameter, so that in the case of the cross section with the axial sectional figure of the cutting part of the cutting body matches.

Im Falle, daß der Schneidkopf nur für den Abbau in einer Schwenkrichtung eingesetzt wird, sind Abdeck segmente, wie die nach Fig. 4, nicht erforderlich. Außerdem braucht dann die Drehrichtung des Schneid kopfes auch nicht umkehrbar zu sein.In the event that the cutting head is used only for dismantling in a pivoting direction, covering segments such as those shown in FIG. 4 are not required. In addition, the direction of rotation of the cutting head need not be reversible.

Claims

1. Extraction device for minerals, in particular for hard rock, consisting of a mobile frame on which a boom provided with a continuous conveyor is arranged, at the free end of which a cutting head rotating about an axis running essentially in the vertical plane of the longitudinal extension of the boom is attached is arranged, characterized in that the cutting head ( 13 ) has a screw ( 24 ) conveying in the direction of the boom, the at least one course of which, at least in the outer region facing the free end face of the cutting head ( 13 ), has on its outer circumference Cutting elements is provided and in the boom ( 5 ) facing area on the cutting head underside is provided with a covering chute that transfers the material to the continuous conveyor.

2. Extraction device according to claim 1, characterized in that the screw has a cutting part ( 23 ) and in the boom ( 5 ) facing Be a tapered to the boom ( 5 ) towards the conveying part ( 22 ).

3. Extraction device according to claim 2, characterized in that the conveyor part ( 22 ) is closed at least in its lower region by the chute ( 28 ).

4. Extraction device according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting part ( 21 ) tapers conically towards the free end face and the gear or the threads of the screw in this area is or are provided with cutting elements on the outer circumference.

5. Extraction device according to claim 4, characterized records that interchangeable as cutting elements Chisels are used.

6. Extraction device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw ( 24 ) has an inner hollow, the or the gear-bearing jacket ( 25 ).

7. Extraction device according to claim 6, characterized in that the screw ( 24 ) between the cutting and conveying part is interrupted and through the interruption with the boom ( 5 ) connected support elements from the outside into the interior of the shell ( 5 ) are introduced.

8. Extraction device according to one of the preceding claims, characterized in that the United ratio of the length of the cutting head ( 13 ) to its average outer diameter is approximately to, preferably approximately to.

9. Extraction device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the axis ( 12 ) of the cutting head ( 13 ) is adjusted between 5 and 20 °, preferably between 7 and 12 ° to the horizontal.

10. Extraction device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the height of the flights of the screw ( 24 ) is approximately 0.15-0.25 of its mean outer diameter.

11. Extraction device according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting head ( 13 ) is provided with at least one adjustable cover segment ( 29 ).

12. Extraction device according to claim 11, characterized in that at least the cutting part ( 21 ) of the cutting head ( 13 ) is provided with at least one cover segment pivotable about its axis ( 12 ).

13. Extraction device according to one of the preceding claims, characterized in that the off leg ( 15 ) about a horizontal axis ( 6 ) is pivoted on the frame ( 1 ).

14. Extraction device according to claim 13, characterized in that the cutting head ( 13 ) is preferably guided in parallel by a joint parallelogram formation of the boom ( 5 ) when lifting and lowering the boom.

15. Extraction device according to claim 14, characterized in that the axis of the cutting head ( 13 ) associated deflection drum of the continuous conveyor ( 4 ) at least approximately coincides with the outer lower axis ( 7 ) of the parallelogram.

16. Extraction device according to one of the preceding claims, characterized in that the frame provided with a crawler chassis ( 3 ) has a superstructure ( 1 ) which can be pivoted about a vertical axis ( 2 ) and on which the boom ( 5 ) and a conveyor belt ( 16 ) is articulated in each case.