EP1273411A2 - Aktivierungsgerät für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte - Google Patents

Aktivierungsgerät für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte Download PDF

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EP1273411A2
EP1273411A2 EP02014497A EP02014497A EP1273411A2 EP 1273411 A2 EP1273411 A2 EP 1273411A2 EP 02014497 A EP02014497 A EP 02014497A EP 02014497 A EP02014497 A EP 02014497A EP 1273411 A2 EP1273411 A2 EP 1273411A2
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EP
European Patent Office
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activation
cutting
cutting head
impact
gear housing
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Withdrawn
Application number
EP02014497A
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Inventor
Klaus Ertmer
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Klaus Ertmer Maschinenbautechnologie
Original Assignee
Klaus Ertmer Maschinenbautechnologie
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Publication date
Application filed by Klaus Ertmer Maschinenbautechnologie filed Critical Klaus Ertmer Maschinenbautechnologie
Publication of EP1273411A2 publication Critical patent/EP1273411A2/de
Publication of EP1273411A3 publication Critical patent/EP1273411A3/de
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    • E21C31/02—Driving means incorporated in machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam for cutting or breaking-down devices
    • E21C31/04—Driving means incorporated in machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam for cutting or breaking-down devices imparting both a rotary and reciprocating motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
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    • E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
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    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/965—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of metal-cutting or concrete-crushing implements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/221—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for generating actuator vibration
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C27/00—Machines which completely free the mineral from the seam
    • E21C27/20—Mineral freed by means not involving slitting
    • E21C27/24—Mineral freed by means not involving slitting by milling means acting on the full working face, i.e. the rotary axis of the tool carrier being substantially parallel to the working face
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/282—Autonomous machines; Autonomous operations

Definitions

  • the invention relates to an activation system for cutting or milling systems, preferably for cross or longitudinal cutting heads or rotating milling drums, on hydraulic carrier devices, in particular on hydraulic excavators, Backhoe loaders, cultivators. Areas of application for these excavator attachments are Special civil engineering, tunnel and hydraulic engineering, demolition of concrete etc. Machining hard Rock formations.
  • an eccentric drive for radially oscillating roller, roller and milling drilling tools with a separate drive for the fast rotating eccentric shaft and a slowly running sleeve with tools is known, the dynamic balancing being carried out by adjustable counterweights.
  • the invention therefore has as its object an activation system for Cutting heads of hydraulic carrier devices to develop the cutting heads for targeted striking movements with different striking power and direction and - frequency activated and that as an independent system independent of the rotating movements of the cutting or milling heads and tools can be switched on and off as required.
  • the object is achieved in that the activation system for cutting heads of hydraulic carrier devices, that it is designed as a separately driven additional activation device and on the gear housing of the cutting head between the cutting head and the carrier device is fixed or adjustable.
  • the activation device consists of a shock pulse generator built into its housing and an independent drive motor.
  • the activation device according to the invention is preferably arranged fixedly and centrally on the head of the gear housing of the cutting or milling head between the latter and a damping system for the excavator attachment console of the carrier device.
  • the activation device is, however, also arranged laterally fixed or adjustable in the direction of impact on the transmission housing. They can also be set differently from one another.
  • the activation system is equipped with a combination of two activation devices, one activation device in the middle and one activation device on the side of the gear housing, for different directions of impact that differ from the cutting direction of the cutting head.
  • the activation devices arranged on the side of the gear housing can be adjusted by an angle ⁇ in the range 0 ° ⁇ ⁇ 90 ° with respect to the gear housing, so that each activation device with its impact direction and impact force preferably acts in the cutting direction of the cutting tools of the cutting or milling head.
  • the activation device of the activation system is also characterized in that its impact pulse generator built into the housing is preferably constructed as a rotating impact system with a rotating unbalanced shaft. Due to their variable, controllable speed, preferably a speed> 2000 rpm, impact forces and frequencies can be continuously adjusted during the cutting process of the cutting head.
  • the impact pulse generator can be constructed as a vertical impact system with a vertically moving impact piston. Due to its variable, controllable stroke length, impact forces and frequencies can also be continuously adjusted during the cutting process.
  • the advantage of the activation system according to the invention is that the activation device can be retrofitted appropriately as an independent separate additional device to extraction machines or excavator attachment cutters and can be switched on or off independently of the cutting process if necessary.
  • cutting heads can also have a specially installed activation device.
  • the use of several activation devices on one cutting head in different positions makes it possible to change and control the direction, impact forces and frequencies of the cutting head for different purposes.
  • An application for different carrier devices is possible. Harmful vibrations or resonances caused by the impact pulse generator are largely eliminated and absorbed by the independent drive motor of the drive device, the controllability of the impact forces and the built-in damping system compared to the carrier device. The vibration load on the carrier device is minimized.
  • the activation system shown in FIG. 1 for cutting heads of hydraulic carrier devices, preferably excavator attachments, is arranged as an activation device 3 on the gear housing 2 of the cutting head 1 with the cutting tools 6, which are preferably designed as hard metal chisels.
  • the transverse or longitudinal cutting head 1 is attached to the gear housing 2 according to FIG. 1, 2 by fastening elements 7.
  • the drive for the cutting movements of the cross cutting head 1 is carried out by an independent drive motor 11 via a corresponding gear in the gear housing 2.
  • FIGS 1 and 2 show that the activation device 3 is arranged centrally on the gear housing 2, ie between the gear housing 2 and the carrier device of the excavator attachment tiller ,
  • a damping system 4 with damping elements is installed between the excavator attachment bracket 5 of the excavator attachment tiller and the activation device 3.
  • the activation device 3 is constructed in such a way that an independent drive motor 8 and an impact pulse generator 9 are located in its housing 10, so that the transverse or longitudinal cutting head 1 (FIG. 3 or FIG. 4) has an additional impact effect of a certain impact force and impact frequency in its cutting direction receives. Since the activation device 3 is designed as a separately driven additional device, it can also be retrofitted to existing, already working cutting heads 1.
  • the activation device 3 can be arranged at various points on the gear housing 2 of the cutting head 1, preferably in the center according to FIGS. 1, 2, but also laterally on the gear housing 2 according to FIGS , FIG.
  • FIG. 5 shows a longitudinal cutting head 1 with two activation devices 3 arranged laterally on the gear housing 2, which can be adjusted with different impact force for different directions of impact of a cutting head 1 and can be controlled with respect to impact force and frequencies during the cutting process.
  • the activating device 3 arranged in the middle is fixed and the activating device 3 arranged on the side is adjustable or installed, ie the activating devices 3 can act on the cutting head 1 simultaneously with two different directions of impact and impact forces.
  • Different impact forces and frequencies of the activation device 3 are controlled by its built-in pulse generator 9 in the housing 10.
  • a rotating unbalanced shaft with a variable speed of> 2000 rpm, preferably 2000 rpm to 4000 rpm, is preferably installed as the pulse generator 9.
  • the striking movements of the cutting head 1 are thus generated by eccentric rotating movements.
  • a vertically moving percussion piston with variable stroke length makes it possible to control different percussion forces and frequencies during the cutting or milling process of the cutting head 1.
  • other methods of generating impact energy can also be used.
  • the resulting vibrations are transmitted via the housing 2 of the cutting head as an excitation force to the cutting tools 6 and thus into the material to be cut.
  • This controllability of the impact effect by changing the piston stroke of the impact piston in the vertical system or changing the rotational speed of the unbalanced shaft in the rotating system also during the cutting process enable the installation of activation devices 3 of different strengths for different applications.
  • a plurality of mutually adjustable activation devices 3 can be used, that is to say can be switched on or off, so that the activation system according to the invention with a transverse or longitudinal cutting head 1 is suitable for various extraction and tunneling machines as carrier devices for tunnel, mining and sewer construction or demolition work.

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Abstract

  • 1. Aktivierungssystem für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte.
  • 2.1 Die Erfindung betrifft ein Aktivierungssystem für Quer - oder Längsschneidköpfe von Schneid - oder Frässystemen an hydraulischen Trägegeräten. Einsatzgebiete dieser Baggeranbaufräsen sind der Spezialtief - und Tunnelbau, Bearbeitung harter Gesteinsformationen u.a.
  • 2.2 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Aktivierungssystem für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte so zu entwickeln, daß es als selbständiges System für gezielte Schlagbewegungen des Schneidkopfes beliebig zu - und abschaltbar ist.
  • 2.3 Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Aktivierungssystem dadurch gekennzeichnet ist, daß es als separat angetriebenes Zusatz - Aktivierungsgerät ausgebildet ist und an dem Getriebegehäuse des Schneidkopfes zwischen diesem und einem Dämpfungssystem des Trägergerätes fest oder verstellbar angeordnet ist. Es besteht erfindungsgemäß aus einem an seinem Gehäuse eingebauten Schlagimpulsgeber und einem selbständigen Antriebsmotor. Das Aktivierungsgerät ist je nach Anwendung mittig oder seitlich fest oder verstellbar am Getriebegehäuse angebracht und steuerbar.
    • Figure 00000001

    Description

    Die Erfindung betrifft ein Aktivierungssystem für Schneid - oder Frässysteme, vorzugsweise für Quer - oder Längsschneidköpfe oder rotierende Frästrommeln, an hydraulischen Trägergeräten, insbesondere an Hydraulikbaggern, Baggerladern, Anbaufräsen. Einsatzgebiete dieser Baggeranbaufräsen sind der Spezialtiefbau, Tunnel- und Wasserbau, Betonabbruch u.a. Bearbeitung harter Gesteinsformationen.
    Es ist bereits bekannt, hydraulisch angetriebene Baggeranbaufräsen mit Längsoder Querschneidköpfen oder Frästrommeln durch Schlagimpulse zu aktivieren.
    Insbesondere bedeutet das, daß die Werkzeuge nicht nur schrämend, sondern zusätzlich schlagend auf das Gestein einwirken, so dass sich in harten Gesteinsformationen somit eine wesentlich verbesserte Löseleistung erzielen läßt als vergleichsweise durch die konventionelle Abbaumethode.
    Nach den Patentschriften DE 4036193, DE 4229015 und DE 4235205 sind bereits Aktivierungssysteme für Schneidköpfe bzw. Bohrsysteme bekannt, welche die Schlagenergie mittels einer Excenterwelle innerhalb des Schneidkopfes erzeugen. Dieses hat den Nachteil, daß die Impulse kontinuierlich auf die Fräswerkzeuge übertragen werden. Das bedeutet eine ständige zusätzliche Schwingungsbelastung auch für das Trägegerät z.B. den Hydraulikbagger.
    Nach der DE - OS 4036193 ist ein Exzenterantrieb für radial schwingende Walzen-, Rollen- und Fräsbohrwerkzeuge mit getrenntem Antrieb für die schnelldrehende Exzenterwelle und einer langsam laufenden Hülse mit Werkzeugen bekannt, wobei die dynamische Auswuchtung durch justierbare Gegengewichte erfolgt.
    Der Nachteil dieses exzenteraktivierten Antriebes besteht darin, daß durch das Aktivierungssystem sowohl die rotierenden Bewegungen des Schneidoder Fräskopfes mit den Werkzeugen als auch deren schlagende Bewegungen erfolgen, wodurch unkontrolliert Resonanzen am Schneidwerkzeug entstehen.
    Außerdem ist es ein Nachteil dieser Konstruktion, daß nach dem Blockieren der Trommeln und dem damit verbundenen Anlaufen der Fräse deren Resonanzbereich durchfahren wird und die Schwingungen, welche auf das Trägergerät einwirken, zu Schäden an diesem führen.
    Verursacht wird dies nachteilig durch den Antrieb des Fräskopfes und der Erregerwelle für die Schlagwirkung durch ein und dasselbe Antriebsaggregat, welches durch die Schneidbelastung der Frästrommeln und ihre durchgehend aktive Schlagbewegungen beeinflußt wird.
    Desweiteren sind nach den Patentschriften DE 19631659, DE 19634069 und DE 19754371 Fräsmaschinen mit rotierendem Fräswerkzeug für gesteinsartige Materialien bekannt.
    Während bisher die Exzenter - Schlagbewegung der umlaufenden Fräserbewegung überlagert wurde, reduziert die Fräsmaschine der o.g. DE - PS eine Schlagbewegung mit Schlagwirkung auf die einzelnen Schneid - und Fräswerkzeuge. Diese Schlagwirkung auf die Werkzeuge, z. B. Meißel erfolgt beim Eingriff in das Fräsgut durch ein pneumatisch oder hydraulisch angetriebenes Schlagsystem mit Kolben und Zylinder.
    Dabei auftretende nachteilige Quer - und Schlagkräfte bedingen jedoch drehbar gelagerte Fräswerkzeuge.
    Um die Schlagleistung und Schlagfrequenz dieser einzelnen drehbaren Fräs - oder Schneidwerkzeuge zu erhöhen und zu variieren, wirken umlaufende Pendel mit unterschiedlicher Masse und Drehzahl auf diese Werkzeuge.
    Diese bekannten Fräsmaschinen, bei denen die Schlagwirkung auf die einzelnen Fräs- und Schneidwerkzeuge erfolgt, besitzen den Nachteil, daß sie keine handelsüblichen Werkzeuge benutzen, sondern teuere Spezialwerkzeuge aufwendiger Konstruktion erfordern,die außerdem schnell verschleißbar und äußerst störanfällig sind. Ebenso ist ihr Einbau in den entsprechenden Fräsoder Schneidkopf kompliziert und kostenintensiv.
    Insgesamt besitzen die bisher bekannten hydraulischen Baggeranbaufräsen mit einem oder zwei Schneid - oder Fräsköpfen mit bestückten Schneid - oder Fräswerkzeugen, vorzugsweise Hartmetall - Rundschaftmeißeln, die gleichzeitig mit ihrer Schneid - oder Fräsfunktion eine Schlagwirkung auf das zu bearbeitende Material ausüben, aufgrund der genannten konstruktiven Mängel wesentliche Nachteile.
    Diese bestehen darin, daß entweder ein gemeinsamer Antrieb im Schneidkopf für die rotierende Schneidbewegung und für die Schlagbewegungen des Schneid - oder Fräskopfes diese kontinuierlich und mit störenden Resonanzen auf das Trägergerät aktiviert oder ein unabhängiger Antrieb nur für die Schlagbewegungen der Schneid - oder Fräswerkzeuge des Schneid- oder Fräskopfes aufwendige Spezialwerkzeuge mit kompliziertem Auf - und Einbau erfordert.
    Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Aktivierungssystem für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte zu entwickeln, das die Schneidköpfe für gezielte Schlagbewegungen mit unterschiedlicher Schlagkraft, -richtung und - freguenz aktiviert und das als selbständiges System unabhängig von den rotierenden Bewegungen der Schneid - oder Fräsköpfe und Werkzeuge beliebig zu - und abschaltbar ist.
    Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Aktivierungssystem für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte dadurch gekenzeichnet ist, daß es als separat angetriebenes Zusatz - Aktivierungsgerät ausgebildet ist und an dem Getriebegehäuse des Schneidkopfes zwischen dem Schneidkopf und dem Trägergerät fest oder verstellbar angeordnet ist.
    Das Aktivierungsgerät besteht erfindungsgemäß aus einem in seinem Gehäuse eingebauten Schlagimpulsgeber und einem selbständigen Antriebsmotor.
    Das erfindungsgemäße Aktivierungsgerät ist vorzugsweise fest und mittig am Kopf des Getriebegehäuses des Schneid - oder Fräskopfes zwischen diesem und einem Dämpfungssystem zur Baggeranbaukonsole des Trägegerätes angeordnet.
    Erfindungsgemäß ist je nach Anwendung und Einsatzbedingungen des Trägergerätes das Aktivierungsgerät jedoch auch seitlich fest oder in Schlagrichtung verstellbar am Getriebegehäuse angeordnet. Außerdem sind sie auch unterschiedlich zueinander einstellbar.
    Mehrere, vorzugsweise zwei Aktivierungsgeräte sind mehr- oder doppelseitig, fest oder verstellbar am Getriebegehäuse eines Längs - oder Querschneid - kopfes anbaubar und einsetzbar, wenn mehrere unterschiedliche Schlagrichtungen, Schlagkräfte oder - frequenzen zur Unterstützung des Schneidvorganges erforderlich sind. Mehrere Aktivierungsgeräte können wahlweise im Bedarfsfall gleichzeitig oder unterschiedlich zu- oder abgeschaltet werden.
    Erfindungsgemäß ist das Aktivierungssystem mit einer Kombination von zwei Aktivierungsgeräten, wobei jeweils ein Aktivierungsgerät mittig und ein Aktivierungsgerät seitlich am Getriebegehäuse angeordnet ist, für verschiedene von der Schneidrichtung des Schneidkopfes abweichende Schlagrichtungen ausgestattet.
    Die seitlich am Getriebgehäuse angeordneten Aktivierungsgeräte sind um einen Winkel α im Bereich 0°<α<90° gegenüber dem Getriebegehäuse verstellbar, so daß jedes Aktivierungsgerät mit seiner Schlagrichtung und Schlagkraft vorzugsweise in Schneidrichtung der Schneidwerkzeuge des Schneid - oder Fräskopfes wirkt.
    Das Aktivierungsgerät des Aktivierungssystems ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß sein im Gehäuse eingebauter Schlagimpulsgeber vorzugsweise als rotierendes Schlagsystem mit einer rotierenden Unwuchtwelle aufgebaut ist. Durch ihre veränderliche steuerbare Drehzahl, vorzugsweise einer Drehzahl > 2000 U/min, sind Schlagkräfte und - frequenzen während des Schneidvorganges des Schneidkopfes kontinuierlich einstellbar.
    Ebenso kann erfindungsgemäß der Schlagimpulsgeber als vertikales Schlagsystem mit einem sich vertikal bewegenden Schlagkolben aufgebaut sein.
    Durch seine veränderliche steuerbare Hublänge sind ebenfalls Schlagkräfte und - frequenzen während des Schneidvorganges kontinuierlich einstellbar.
    Der Vorteil des erfindungsgemäßen Aktivierungssystems besteht darin, daß das Aktivierungsgerät als selbständiges separates Zusatzgerät an Gewinnungsmaschinen oder Baggeranbaufräsen zweckentsprechend nachträglich anzubauen ist und unabhängig vom Schneidvorgang erforderlichenfalls zu - oder abschaltbar ist. Anwendungsspezifisch können Schneidköpfe auch ein speziell eingebautes Aktivierungsgerät besitzen.
    Der Einsatz mehrerer Aktivierungsgeräten an einem Schneidkopf in unterschiedlichen Stellungen ermöglicht es, für verschiedene Anwendungszwecke die Schlagrichtung, Schlagkräfte und - frequenzen des Schneidkopfes zu verändern und zu steuern.
    Eine Anwendung für unterschiedliche Trägergeräte ist möglich.
    Schädliche Schwingungen oder Resonanzen durch den Schlagimpulsgeber werden durch den selbstständigen Antriebsmotor des Antriebsgerätes, die Steuerbarkeit der Schlagkräfte sowie durch das eingebaute Dämpfungssystem gegenüber dem Trägergerät weitgehend ausgeschaltet und abgefangen. Die Schwingungsbelastung auf das Trägergerät ist minimiert.
    Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben.
    In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
    Fig. 1
    Aktivierungssystem mittig für Querschneidkopf, schemat. Darstellung;
    Fig.2
    Aktivierungssystem mittig für Querschneidkopf, Schnitt - Darstellung;
    Fig.3
    Aktivierungssystem seitlich für Querschneidkopf, schemat. Darstellung;
    Fig.4
    Aktivierungssystem seitlich für Längsschneidkopf; schemat. Darstellung;
    Fig.5
    Aktivierungssystem doppelseitig für Querschneidkopf, schemat. Darstellung;
    Fig.6
    Aktivierungssystem kombiniert für Querschneidkopf, schemat. Darstellung.
    Das in Figur 1 dargestellte Aktivierungssystem für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte, vorzugsweise Baggeranbaufräsen, ist als Aktivierungsgerät 3 an dem Getriebesgehäuse 2 des Schneidkopfes 1 mit den Schneidwerkzeugen 6, die vorzugsweise als Hartmetall - Meißel ausgebildet sind, angeordnet.
    Dabei ist der Quer - oder Längsschneidkopf 1 durch Befestigungselemente 7 an dem Getriebegehäuse 2 nach Figur 1,2 angebracht. Der Antrieb für die Schneidbewegungen des Querschneidkopfes 1 erfolgt durch einen selbständigen Antriebsmotor 11 über ein entsprechendes Getriebe im Getriebegehäuse 2. Figur 1 und 2 zeigen, daß das Aktivierungsgerät 3 mittig auf dem Getriebegehäuse 2 angeordnet ist, d.h. zwischen dem Getriebegehäuse 2 und dem Trägergerät der Baggeranbaufräse. Um schädliche Resonanzschwingungen auf das Trägergerät durch das Aktivierungsgerät 3 zu vermeiden, ist zwischen der Baggeranbaukonsole 5 der Baggeranbaufräse und dem Aktivierungsgerät 3 ein Dämpfungssystem 4 mit Dämfungselementen eingebaut.
    Erfindungsgemäß ist das Aktivierungsgerät 3 so aufgebaut, daß sich in seinem Gehäuse 10 ein selbständiger Antriebsmotor 8 und ein Schlagimpulsgeber 9 befinden, so daß der Quer - oder Längsschneidkopf 1 (Figur 3 oder Figur 4 ) in seiner Schneidrichtung eine zusätzliche Schlagwirkung von bestimmter Schlagkraft und Schlagfrequenz erhält.
    Da das Aktivierungsgerät 3 als separat angetriebenes Zusatzgerät ausgebildet ist, ist es auch an bereits vorhandene, bereits arbeitende Schneidköpfe 1 nachträglich anbaubar. Das Aktivierungsgerät 3 kann an verschiedenen Stellen des Getriebegehäuses 2 des Schneidkopfes 1 vorzugsweise mittig nach Figur 1,2, aber auch seitlich nach Fig. 3,4,5 am Getriebegehäuse 2 fest oder in Schneid- und Schlagrichtung des Schneidkopfes 1 oder zueinander verstellbar angeordnet sein.
    Figur 5 zeigt einen Längsschneidkopf 1 mit zwei seitlich am Getriebegehäuse 2 angeordneten Aktivierungsgeräten 3, die mit unterschiedlicher Schlagkraft für unterschiedliche Schlagrichtungen eines Schneidkopfes 1 verstellbar und bezüglich Schlagkraft und -frequenzen während des Schneidervorganges steuerbar sind. Die Anordnung des Aktivierungsgerätes 3 ist stets so gewählt, daß seine Schlagwirkung in Schneidrichtung des Schneidkopfes 1 erfolgt. Damit ist es in seiner Einstellung um einen Winkel α schwenkbar, der zwischen 0°<α>90°, vorzugsweise α = 45° betragen kann.
    Da das Aktivierungsgerät 3 relativ zum Getriebegehäuse 2 verstellbar und damit die Richtung der Schlagkraft veränderbar ist, kann eine optimale Anpassung der Schlagkraft an die jeweiligen Einsatzbedingungen des Trägergerätes erfolgen.
    Durch die Verstellbarkeit des Aktivierungsgerätes 3 bei seiner seitlichen Anordnung am Getriebegehäuse 2 und damit die Richtungswahl für die Wirkung der Schlagkraft ist das erfindungsgemäße Aktivierungssystem für verschiedene mögliche Schneid - oder Frässysteme einsetzbar.
    Die in Figur 6 dargestellte Kombination zweier Aktivierungsgeräte 3, die mittig und seitlich am Getriebsgehäuse 2 angeordnet sind, bietet die Möglichkeit , den Schneidkopf 1 universell für alle Schneidrichtungen mit Schlagwirkung ebenfalls in alle Richtungen einzusetzen. Dabei sind das mittig angeordnete Aktivierungsgerät 3 fest und das seitlich angeordnete Aktivierungsgerät 3 verstellbar ein - bzw. angebaut, d. h.die Aktivierungsgeräte 3 können gleichzeitig mit zwei unterschiedlichen Schlagrichtungen und Schlagkräften auf den Schneidkopf 1 wirken.
    Unterschiedliche Schlagkräfte und -frequenzen des Aktivierungsgerätes 3 werden durch seinen eingebauten Schlagimpulsgeber 9 im Gehäuse 10 gesteuert. Als Schlagimpulsgeber 9 ist vorzugsweise eine rotierende Unwuchtwelle mit einer veränderbaren Drehzahl von > 2000 U/min, vorzugsweise 2000 U/min bis 4000 U/min, eingebaut. Die Schlagbewegungen des Schneidkopfes 1 werden damit durch exzentrische rotierende Bewegungen erzeugt.
    Ebenso besteht durch einen sich vertikal bewegenden Schlagkolben mit veränderbarer Hublänge die Möglichkeit, unterschiedliche Schlagkräfte und - frequenzen während des Schneid - oder Fräsvorganges des Schneidkopfes 1 zu steuern.
    Es sind je doch auch andere Methoden der Schlagenergie - Erzeugung einsetzbar.
    Die entstehenden Schwingungen werden über das Gehäuse 2 des Schneidkopfes als Erregerkraft auf die Schneidwerkzeuge 6 und somit in das zu schneidende Material übertragen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Schlagrichtung des Schlagkolbens gegenüber der Schneidrichtung des Schneidkopfes 1 zu verändern.
    Durch die Steuerung der Schlagkraft und der Schlagfrequenz des Aktivierungsgerätes 3 ist es möglich, den Resonanzfrequenzbereich für die Baggeranbaufräse so zu übersteuern, daß der Resonanzfall für das Trägergerät nicht eintritt.
    Diese Steuerbarkeit der Schlagwirkung durch Veränderung des Kolbenshubes des Schlagkolbens beim vertikalen System bzw. Veränderung der Drehzahl der Unwuchtwelle beim rotierenden System auch während des Schneidvorganges ermöglichen den Einbau unterschiedlich starker Aktivierungsgeräte 3 für verschiedene Anwendungen.
    Zusätzlich sind mehrere zueinander verstellbare Aktivierungsgeräte 3 einsetzbar, d. h. wahlweise zu - oder abschaltbar, so daß das erfindungsgemäße Aktivierungssystem mit Quer - oder Längsschneidkopf 1 für verschiedene Gewinnungs - und Vortriebsmaschinen als Trägergeräte für den Tunnel -, Berg - und Kanalbau oder Abbrucharbeiten geeignet ist.
    Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
    1.
    Schneidkopf
    2.
    Getriebegehäuse
    3.
    Aktivierungsgerät
    4.
    Dämfungssystem mit Dämpfungselementen
    5.
    Baggeranbaukonsole
    6.
    Schneidwerkzeuge
    7.
    Befestigungselemente des Schneidkopfes am Getriebegehäuse
    8.
    Antriebsmotor Aktivierungsgerät
    9.
    Schlagimpulsgeber Aktivierungsgerät
    10.
    Gehäuse Aktivierungsgerät
    11.
    Antriebsmotor Schneidkopf

    Claims (8)

    1. Aktivierungssystem für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte, vorzugs - weise für Quer - und Längsschneidköpfe hydraulischer Baggeranbaufräsen und - Frässysteme, dadurch gekennzeichnet,
      daß es als separat angetriebenes Zusatz - Aktivierungsgerät ( 3) ausgebildet ist,
      daß es an dem Getriebegehäuse (2) des Schneidkopfes (1) zwischen dem Schneidkopf (1) und dem Trägergerät mittig oder seitlich, fest oder in Schneid - und Schlagrichtung des Schneidkopfes (1) verstellbar angeordnet ist und
      daß das Aktivierungsgerät ( 3 ) aus einem in seinem Gehäuse (10) eingebauten selbständigen Antriebsmotor ( 8 ) und einem Schlagimpulsgeber (9) für den Schneidkopf (1) besteht.
    2. Aktivierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
      daß das Aktivierungsgerät ( 3) vorzugsweise fest und mittig am Getriebegehäuse (2) eines Längs - oder Querschneidkopfes (1) zwischen diesem und einem Dämpfungssystem (4) mit Dämpfungselementen zur Baggeranbaukonsole ( 5 ) des Trägergerätes angeordnet ist.
    3. Aktivierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
      daß das Aktivierungsgerät ( 3 ) seitlich fest oder in Schlagrichtung verstellbar am Getriebegehäuse (2) eines Längs - oder Querschneidkopfes (1) mit Dämpfungssystem ( 4) zur Baggeranbaukonsole ( 5 ) des Trägergerätes angeordnet ist.
    4. Aktivierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
      daß mehrere Aktivierungsgeräte (3), vorzugsweise zwei Aktivierungsgeräte ( 3) mit unterschiedlicher Schlagkraft mehr - oder doppelseitig, fest oder verstellbar am Getriebegehäuse ( 2) eines Längs - oder Querschneidkopfes (1) für mehrere unterschiedliche Schlagrichtungen angeordnet sind.
    5. Aktivierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet,
      daß mehrere Aktivierungsgeräte ( 3) vorzugsweise zwei Aktivierungsgeräte ( 3) kombiniert mittig und seitlich, fest und / oder verstellbar am Getriebegehäuse ( 2 ) eines Längs- oder Querschneidkopfes (1) für mehrere unterschiedliche Schlagrichtungen angeordnet sind.
    6. Aktivierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet,
      daß mehrere seitlich am Getriebegehäuse ( 2 ) angeordnete Aktivierugsgeräte ( 3) in einem Winkel α, vorzugsweise 0°<α<90°, zum Getriebegehäuse ( 2) in Richtung der Schlagkraft des Schneidkopfes (1) verstellbar sind.
    7. Aktivierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet,
      daß als Schlagimpulsgeber ( 9 ) im Gehäuse (10) des Aktivierungsgerätes ( 3 ) eine rotierende Unwuchtwelle mit einer veränderbaren Drehzahl, vorzugsweise einer Drehzahl > 2000 U/min, oder ein sich vertikal bewegender Schlagkolben mit veränderbarer Hublänge für unterschiedliche Schlagkräfte und -freguenzen eingebaut und während des Schneidvorganges des Schneidkopfes (1) steuerbar sind.
    8. Aktivierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
      daß das Aktivierungsgerät (3) so angeordnet ist, daß seine Schlagrichtung und Schlagkraft vorzugsweise in Schneidrichtung der Schneidwerkzeuge (6 ) des Schneidkopfes (1) erfolgen.
    EP02014497A 2001-07-05 2002-06-29 Aktivierungsgerät für Schneidköpfe hydraulischer Trägergeräte Withdrawn EP1273411A3 (de)

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