DE69200285T2 - Slate splitting machine. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Spalten von Schieferstücken, wobei die Schieferstücke eine Richtung für Spaltungsebenen vorgeben und wenigstens eine, im allgemeinen ebene Seitenkante aufweisen, die zu den Spaltungsebenen senkrecht steht, wobei die Maschine folgende Teile umfaßt: einen feststehenden Aufbau mit einem Rahmen zum Halten des Schieferstückes, das gespalten werden soll und mit wenigstens einer vertikalen Führung;The invention relates to a machine for splitting pieces of slate, the pieces of slate defining a direction for splitting planes and having at least one generally flat side edge which is perpendicular to the splitting planes, the machine comprising the following parts: a fixed structure with a frame for holding the piece of slate to be split and with at least one vertical guide;
ein Kopfteil, das längs der Führung gleitend verschiebbar und mit einem Zylinder-Halteteil versehen ist, das seinerseits Zylinder mit durchgehenden Kolbenstangen beherbergt, eine Annäherungsvorrichtung, die an den durchgehenden Kolbenstangen gelagert ist und die relativ zum Zylinder-Halteteil bewegbar ist, und wenigstens eine Klinge, die eine gerade Schneidkante hat, die so ausgelegt ist, daß sie in der genannten, ebenen Seitenkante einen Spalt öffnen kann.a head part which is slidable along the guide and is provided with a cylinder holding part which in turn accommodates cylinders with through-going piston rods, an approach device which is mounted on the through-going piston rods and which is movable relative to the cylinder holding part, and at least one blade which has a straight cutting edge which is designed in such a way that it can open a gap in the said flat side edge.
Die Spaltung wird üblicherweise von Hand durchgeführt, und zwar mit Hilfe eines scharfen Meißels, auf den mit einem Hammer geschlagen wird. Dies führt zu Unregelmäßigkeiten in der Dicke der Stücke und zu einer hohen Bruch-Ausschußrate, da der Vorgang stark von den handwerklichen Fähigkeiten des Arbeiters abhängt.Splitting is usually done by hand, using a sharp chisel struck with a hammer. This results in irregularities in the thickness of the pieces and a high breakage rejection rate, as the process is highly dependent on the manual skills of the worker.
Es sind bereits mehr oder weniger aufwendige Mechanisierungsvorschläge entwickelt worden, die alle auf einer mechanischen Basis beruhten. Die Schwierigkeit liege in der unterschiedlichen Natur der zu spaltenden Materialien und in der Unregelmäßigkeit der Formen der Spaltebenen. Die erzielten Vorteile waren bisher dürftig und in den meister Fällen ist man zu den handwerklichen Bearbeitungsvorgängen zurückgekehrt.More or less complex mechanization proposals have already been developed, all of which are based on a mechanical basis. The difficulty lies in the different nature of the materials to be split and in the irregularity of the shapes of the splitting planes. The advantages achieved so far have been meager and in most cases people have returned to manual processing.
Die französische Patentschrift FR-A-397 899 offenbart eine Maschine zum Spalten von Schieferstücken, bei der das einzelne Stück seitlich mit Hilfe von Backen gehalten wird; diese Druckschrift offenbart jedoch keinerlei Halterung des zu spaltenden Stückes an seiner oberen Kante, und zwar in der Nähe desjenigen Bereiches, in dem das Eindringen der Klinge in das Stück einen Spalt im Material erzeugt. Ferner offenbart diese Druckschrift nicht das Einspritzen von Druckwasser in den Spalt.French patent FR-A-397 899 discloses a machine for splitting pieces of slate in which the individual piece is held laterally by means of jaws; however, this document does not disclose any support for the piece to be split at its upper edge, in the vicinity of the area where the penetration of the blade into the piece creates a gap in the material. Furthermore, this document does not disclose the injection of pressurized water into the gap.
Die französische Patentschrift FR-A-2 527 505 betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Spalten von schieferhaltigem Material gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Der Block wird dort an seinen vier Seitenflächen gehalten; ein festes Halten des Blockes an seiner oberen Kante wird jedoch auch in diesem Falle nicht in Betracht gezogen. Offenbart ist die Verwendung von Druckluft, was jedoch eine abgedichtete Kammer erfordert, die ihrerseits zu kostspieligen Abdichtungsmaßnahmen zwingt.The French patent FR-A-2 527 505 relates to a method and a system for splitting slate-containing material according to the generic term of claim 1. The block is held there on its four side surfaces; however, a firm holding of the block on its upper edge is not taken into account in this case either. The use of compressed air is disclosed, but this requires a sealed chamber, which in turn requires costly sealing measures.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine anzugeben, die diese Nachteile überwindet. Diese Aufgabe wird durch eine Maschine zum Spalten von Schieferstücken gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Annäherungsvorrichtung zwei Arme mit Endfühlern hat, die so angeordnet sind, daß sie mit der ebenen Seitenkante in Eingriff kommen können, und daß sie einen Klingenhalter umfaßt, der an den durchgehenden Kolbenstangen angebracht und in der Lage ist, sich relativ zum Zylinder-Halteteil zu bewegen sowie Düsen, die dazu bestimmt sind, Druckwasser in den Spalt einzuspritzen.The invention is based on the object of providing a machine which overcomes these disadvantages. This object is achieved by a machine for splitting pieces of slate, which is characterized in that the approach device has two arms with end feelers which are arranged so that they can engage with the flat side edge, and that it comprises a blade holder attached to the through piston rods and capable of moving relative to the cylinder holding part, as well as nozzles designed to inject pressurized water into the gap.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Maschine so ausgebildet, daß das Kopfteil sich so verschwenken kann, daß dann, wenn nur ein Abschnitt der Endfühler der Arme mit der Seitenkante des Schieferstückes in Eingriff kommt, das Kopfteil sich solange verschwenkt, bis die Schneidkante zu dieser Seitenkante parallel verläuft.In a preferred embodiment of the invention, the machine is designed so that the head part can pivot so that when only a portion of the end feelers of the arms engages the side edge of the piece of slate, the head part pivots until the cutting edge runs parallel to this side edge.
Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Arme zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ihre Endfühler nebeneinander liegen und einer voneinander entfernten Stellung der Endfühler verschwenkt werden können.A preferred feature of the invention is that the arms can be pivoted between a closed position in which their end sensors lie next to each other and a position of the end sensors apart from each other.
Ferner kann die Maschine erfindungsgemäß so ausgebildet sein, daß sie mit einer Ausrichtvorrichtung versehen ist, die ihrerseits zwei einander gegenüberliegende Backen aufweist, die dazu bestimmt sind, jeweils einander gegenüberliegende Flächen des Schieferstückes zu erfassen, während sie das Schieferstück so bewegen, daß die Seitenkante mit der vertikalen Ebene ausgerichtet wird, in der die Schneidkante liegt.Furthermore, according to the invention, the machine can be designed so that it is provided with an alignment device which in turn has two opposing jaws, each designed to grip opposing surfaces of the piece of slate while moving the piece of slate so that the side edge is aligned with the vertical plane in which the cutting edge lies.
Die Backen können jeweils mit schräg verlaufenden Flächen versehen sein, die nach oben aufeinander zu laufen und vorzugsweise ist wenigstens eine der Backen verschwenkbar.The jaws can each be provided with inclined surfaces that run upwards towards each other and preferably at least one of the jaws is pivotable.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der in nicht begrenzender Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist. Es zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description, in which a preferred embodiment of the invention is described in a non-limiting manner with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Maschine nach der Erfindung;Fig. 1 is a plan view of the machine according to the invention;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1;Fig. 2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine seitliche Teilansicht eines Moduls, das ein Kopfteil, Führungen und einen Rahmen umfaßt;Fig. 3 is a partial side view of a module including a headboard, guides and a frame;
Fig. 4 ist eine Einzelheit aus Fig. 3 in größerem Maßstab;Fig. 4 is a detail of Fig. 3 on a larger scale;
Fig. 5 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Teiles der Vorschubvorrichtung;Fig. 5 is a partially sectioned side view of a portion of the feed device;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 1.Fig. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Maschine hat einen festen Aufbau, der durch einen Rahmen 2 (Fig. 3) gebildet wird, der seinerseizs einen Raum zum Aufnehmen eines Schieferstückes 3 hat, das gespalten werden soll. Dieses Stück oder dieser Block ist annähernd ein regelmäßiges Parallelepiped, dessen größere Flächen Flächen sind, die zur Spaltebene des Stückes parallel verlaufen. Zwischen den kleineren Seiten des Blockes ist auf jeden Fall wenigstens eine, allgemein ebene Seitenkante, die zu den Spaltebenen senkrecht steht. Das Schieferstück 3 ist im Rahmen so angeordnet, daß diese Kante nach oben weist. Die Vorrichtung ist ferner mit vertikalen Führungen 4 versehen,The machine according to the invention has a fixed structure formed by a frame 2 (Fig. 3) which in turn has a space for receiving a piece of slate 3 to be split. This piece or block is approximately a regular parallelepiped, the larger faces of which are faces parallel to the splitting plane of the piece. Between the smaller sides of the block there is in any case at least one generally flat side edge which is perpendicular to the splitting planes. The piece of slate 3 is arranged in the frame so that this edge points upwards. The device is further provided with vertical guides 4,
Die Maschine umfaßt auch einen Kopfteil 6, der längs der Führungen 4 gleiten kann. Der Gleitvorgang wird ölhydraulisch bewerkstelligt und die Führungen bilden ein Portal (wie bei der dargestellten Ausführungsform) oder sie sind schwanenhalsförmig (5-Bogen) ausgebildet, wobei in jedem Fall die geeignetste Möglichkeit für die letztliche Aufstellung in der Fabrik, für den zur Verfügung stehenden Raum, für die vorhandenen Zufördereinrichtungen oder, vor allem, für den gewünschten Grad der Automation ausgewählt wird.The machine also comprises a head 6 which can slide along the guides 4. The sliding operation is carried out oil-hydraulically and the guides form a portal (as in the embodiment shown) or they are designed as a swan neck (5-arch), in each case the most suitable possibility for the final installation in the factory, the space available, the existing conveyor systems or, above all, the desired level of automation.
Die Gesamtanordnung kann, abhängig von der Produktionsgeschwindigkeit, die erreicht werden soll, ein oder mehrere Module umfassen. Jedes Modul umfaßt ein Kopfteil 6, die entsprechenden vertikalen Führungen 4 und einen Rahmen 2. In dem Fall, in dem mehrere Module mit ihrem entsprechenden Aufbau vorhanden sind, wird im ersten die Größe des Blockes oder des Schieferstückes gemessen und es wird eine grobe Spaltung durchgeführt, um Platten zu erzielen, die eine Dicke haben, die etwa der von vier fertigen Schieferplatten entspricht; die letztgenannte Dicke der fertigen Platten wird dabei in Abhängigkeit von den Marktanforderungen und von der Qualität des Schiefers bestimmt und bewegt sich normalerweise im Bereich zwischen 3 und 6 mm.The overall assembly may comprise one or more modules, depending on the production speed to be achieved. Each module comprises a head 6, the corresponding vertical guides 4 and a frame 2. In the case where there are several modules with their corresponding structure, in the first one the size of the block or piece of slate is measured and a rough split is carried out in order to obtain slabs with a thickness approximately equal to that of four finished slates; the latter thickness of the finished slabs is determined according to market requirements and the quality of the slate and is normally in the range between 3 and 6 mm.
Die so erzielten Platten werden zu einem zweiten Modul gefördert, das sie genau in der Mitte aufspaltet und jede der auf diese Weise erzielten Platten wird zu weiteren Modulen gefördert, die sie ebenfalls in der Mitte aufspalten, wodurch die vier fertigen Schieferplatten erzielt werden. Im folgenden wird auf dieses zweite und die nachfolgenden Module Bezug genommen.The slabs thus obtained are conveyed to a second module which splits them exactly in half and each of the slabs thus obtained is conveyed to further modules which also split them in half, thus obtaining the four finished slate slabs. Reference will be made below to this second and subsequent modules.
Das Kopfteil 6 umfaßt einen Zylinder-Halteteil 8, das vorzugsweise hydraulische Zylinder 12 aufweist (Fig. 2), die ihrerseits mit Hilfe ihrer Kolbenstangen 13 mit einem Klingenhalter 20 in Verbindung stehen. Der Klingenhalter 20 hat auf diese Weise die Möglichkeit, sich relativ zum Zylinder-Halteteil 8 zu bewegen.The head part 6 comprises a cylinder holding part 8, which preferably has hydraulic cylinders 12 (Fig. 2), which in turn are connected to a blade holder 20 by means of their piston rods 13. The blade holder 20 thus has the possibility of moving relative to the cylinder holding part 8.
Am Klingenhalter 20 ist eine Klinge 22 angebracht, die durchlaufend oder unterteilt sein kann, obwohl eine unterteilte Ausführung für die Zwecke vorteilhaft ist, die nachfolgend beschrieben werden. Diese Klingen sind entfernbar befestigt, d.h. sie können zu einem Austausch oder zu einer Reparatur abgenommen werden. Die einzelnen Teile der Klinge 22 haben eine Schneidkante 24, die eine einzige gerade Linie bildet, die ihrerseits, wie dies oben bereits ausgeführt worden ist, im allgemeinen zu der oberen Kante des Schieferstückes 3 parallel verlaufen muß. Die Kolbenstangen 13 der Zylinder 12 wirken als Gleitführungen für den Rahmen 5, der die Annäherungsvorrichtungen mit den dazugehörigen Fühlern und der Positionierungs- oder Selbstzentrierungsvorrichtung trägt.Attached to the blade holder 20 is a blade 22 which may be continuous or divided, although a divided design is advantageous for the purposes described below. These blades are removably mounted, i.e. they can be removed for replacement or repair. The individual parts of the blade 22 have a cutting edge 24 which forms a single straight line which in turn, as already stated above, must be generally parallel to the upper edge of the piece of slate 3. The piston rods 13 of the cylinders 12 act as sliding guides for the frame 5 which carries the proximity devices with the associated sensors and the positioning or self-centering device.
Der Rahmen 5 ist über die Kolbenstangen 11 von besonderen, vorzugsweise pneumatischen Zylindern am Zylinderhalteteil 8 gelagert und diese Zylinder 10 nehmen mit Hilfe von Luftdruck, der auf die oberen Teile der Kolbenstange 11 ausgeübt wird, die Belastung auf, die die Einheit aufgrund ihres Gewichts auf das Schieferstück aufbringt. Darüber hinaus wird das Schieferstück 3 dann losgelassen, wenn die Klinge begonnen hat, in dieses einzudringen, um auf diese Weise sowohl eine Trennung der Teile als auch ihre Weiterförderung zu ermöglichen.The frame 5 is supported on the cylinder support part 8 by means of the piston rods 11 of special, preferably pneumatic cylinders, and these cylinders 10, by means of air pressure exerted on the upper parts of the piston rod 11, take up the load that the unit exerts on the piece of slate due to its weight. Moreover, the piece of slate 3 is released when the blade has started to penetrate it, thus enabling both the separation of the pieces and their further conveyance.
Die Annäherungsvorrichtung (Fig. 5) besteht aus Armen 16, die an den jeweiligen Fühlern 14 fest angebracht und in der Lage sind, mit Hilfe eines vorzugsweise pneumatischen Zylinders 7 zwischen einer normalen, geschlossenen Stellung gemäß Fig. 5 und einer weiteren Stellung hin- und herverschwenkt zu werden, in der die Enden voneinander entfernt sind. An ihrern unteren Ende sind die Fühler 14 mit einer ebenen Fläche 18 versehen, die am Ende des nach unten gerichteten Hubes gegen die obere Seitenkante des Schieferstückes gedrückt wird. Der Zylinder 7 drückt die Fühler 14 in ihre geschlossene Stellung und die Klinge 22 trennt beim Eindringen in das Schieferstück 3 die Fühler 14, die jedoch fortfahren, einen Druck auszuüben.The approach device (Fig. 5) consists of arms 16 which are fixedly attached to the respective sensors 14 and are able to be pivoted back and forth by means of a preferably pneumatic cylinder 7 between a normal, closed position according to Fig. 5 and a further position in which the ends are spaced apart. At their lower end, the sensors 14 are provided with a flat surface 18 which, at the end of the downward stroke, the upper side edge of the piece of slate is pressed. The cylinder 7 presses the feelers 14 into their closed position and the blade 22, when penetrating the piece of slate 3, separates the feelers 14, which, however, continue to exert pressure.
Die genannte obere Seitenfläche des Schieferstückes liegt manchmal nicht horizontal. In einem solchen Fall kommt nur ein Teil der ebenen Flächen 18 an den Enden der Arme 16 der Fühler 14 mit der oberen Seitenkante des Schieferstückes in Eingriff. Das Kopfteil 6 verschwenkt sich dann solange, bis die Fühler 14 an der oberen Seitenkante des Schieferstückes voll anliegen, was wiederum eine im wesentlichen vorhandene Parallelität zwischen dieser Kante und der Schneidkante der Klinge einschließt. Eine solche Verschwenkung ist deshalb möglich, weil zwischen dem Kopfteil und den Führungen 4 Lager 19 vorhanden sind, die in Fig. 3 dargestellt sind.The said upper side surface of the slate piece is sometimes not horizontal. In such a case, only a part of the flat surfaces 18 at the ends of the arms 16 of the feelers 14 engage the upper side edge of the slate piece. The head part 6 then pivots until the feelers 14 are fully in contact with the upper side edge of the slate piece, which in turn includes a substantially existing parallelism between this edge and the cutting edge of the blade. Such pivoting is possible because there are bearings 19 between the head part and the guides 4, which are shown in Fig. 3.
Nachdem die Fühler 14 mit dem Schieferstück 3 in Eingriff gekommen sind, bleiben diese Fühler 14 erkennbar stehen, obwohl das Zylinderhalteteil 8 sich weiter nach unten bewegt; diese Bewegung wird solange fortgesetzt, bis der Mikroschalter betätigt wird, wobei die relative Bewegung zwischen dem Zylinderhalteteil 8 und dem Fühler 14 mit Hife einer Mutter 23 (Fig. 3) einstellbar ist. Auf diese Weise befindet sich die Klinge 22 in einem unterschiedlichen Abstand zum Schieferstück 3, was verschiedene Eindringtiefen entsprechend der Qualität es Materials ermöglicht, da der Hub der Klinge feststeht. Die genannte Eindringtiefe erzeugt in Material in jedem Fall einen besonderen Spalt. Bei der Annäherung der Klinge 22 an das Schieferstück werden dabei folgerichtig die Arme 16 durch die Klinge leicht auseinandergedrückt, wenn diese in das Schieferstück eindringt.After the feelers 14 have engaged with the piece of slate 3, these feelers 14 remain visibly stationary, even though the cylinder holding part 8 continues to move downwards; this movement continues until the microswitch is actuated, the relative movement between the cylinder holding part 8 and the feeler 14 being adjustable by means of a nut 23 (Fig. 3). In this way, the blade 22 is at a different distance from the piece of slate 3, which allows different penetration depths depending on the quality of the material, since the stroke of the blade is fixed. The said penetration depth creates a special gap in the material in any case. As the blade 22 approaches the piece of slate, the arms 16 are consequently slightly pushed apart by the blade as it penetrates the piece of slate.
Die Maschine hat auch Düsen 26 (Fig. 2), die vorzugsweise in den Räumen zwischen den einzelnen Klingenteilen 22 liegen und die vorzugsweise am Klingenhalter 20 angebracht sind. Diese Düsen 26 sind so ausgelegt, daß sie Druckwasser solange in den Spalt einspritzen, bis das Schieferstück 3 längs der Spaltebene vollständig gespalten ist. Die Düsen sind demzufolge mit einem nicht dargestellten Wasserbehälter verbunden und das Wasser wird in laminaren Strahlen eingespritzt. Der Wasserdruck sorgt dafür, daß sich die Stücke seitlich bewegen und sie werden durch eine Ausstoßvorrichtung aufgenommen.The machine also has nozzles 26 (Fig. 2) which are preferably located in the spaces between the individual blade parts 22 and which are preferably attached to the blade holder 20. These nozzles 26 are designed to inject pressurized water into the gap until the piece of slate 3 is completely split along the gap plane. The nozzles are therefore connected to a water tank (not shown) and the water is injected in laminar jets. The water pressure causes the pieces to move sideways and they are picked up by an ejection device.
Die Maschine umfaßt vorzugweise ferner eine Ausrichtvorrichtung 28, die insbesondere für solche Module sinnvoll ist, die nicht der oben erwähnten Grob-Spaltung dienen. Die Ausrichtvorrichtung 28 umfaßt einander gegenüberliegende Backen 30, von denen wenigstens eine durch Verbindungsstangen 32 (Fig. 6) verschwenkbar ist, die ihrerseits an Gabelstücken 34 angelenkt sind, die wiederum fest an Kolbenstangen 36 von Zylindern 38 angebracht sind, vorzugsweise von pneumatischen Zylindern.The machine preferably also comprises an alignment device 28, which is particularly useful for modules that do not serve the above-mentioned coarse splitting. The alignment device 28 comprises opposing jaws 30, at least one of which can be pivoted by connecting rods 32 (Fig. 6), which in turn are articulated to fork pieces 34, which in turn are fixedly attached to piston rods 36 of cylinders 38, preferably pneumatic cylinders.
Vor dem Spalten des Schieferstückes 3 werden die Backen 30 geöffnet und die Ausrichtvorrichtung 28 wird so abgesenkt, daß jede Backe auf einer unterschiedlichen Seiten des Schieferstückes 3 liegt. Wenn sich die Backen schließen, dann bewegt sich das Schieferstück 3 notwendigerweise, um die obere Kante mit der vertikalen Ebene zu zentrieren, die ihrerseits die Schneidkante 24 der Klinge 22 enthält. Mit anderen Worten werden das Schieferstück 3 und die Schneidkante 24 dazu gebracht, sich parallel zueinander auszurichten und die Mittellinie der oberen Seitenkante und die Schneidkante liegen nun in derselben, vertikalen Ebene. Wenn die Klinge 22 nun abgesenkt wird, dann wird ein mittiger Spalt gebildet und das Schieferstück 3 wird auf diese Weise in zwei im wesentlichen gleiche Hälften aufgespalten.Before splitting the slate piece 3, the jaws 30 are opened and the alignment device 28 is lowered so that each jaw lies on a different side of the slate piece 3. When the jaws close, the slate piece 3 necessarily moves to center the upper edge with the vertical plane which in turn contains the cutting edge 24 of the blade 22. In other words, the slate piece 3 and the cutting edge 24 are caused to align parallel to each other and the center line of the upper side edge and the cutting edge now lie in the same vertical plane. When the blade 22 is now lowered, a central A gap is formed and the piece of slate 3 is thus split into two substantially equal halves.
Jede Backe 30 ist mit auswechselbaren Anlageklötzen 40 versehen sowie mit schräg verlaufenden Flächen 42, die nach oben aufeinander zu laufen.Each jaw 30 is provided with replaceable contact blocks 40 as well as with inclined surfaces 42 which run upwards towards each other.
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Legal Events
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |