EP3299138A1 - Vorrichtung und verfahren zum zerteilen von festem material - Google Patents

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EP3299138A1
EP3299138A1 EP16190176.4A EP16190176A EP3299138A1 EP 3299138 A1 EP3299138 A1 EP 3299138A1 EP 16190176 A EP16190176 A EP 16190176A EP 3299138 A1 EP3299138 A1 EP 3299138A1
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EP
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drilling
along
gap
carrier
devices
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EP16190176.4A
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English (en)
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EP3299138B1 (de
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Erich Greisberger
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Wimmer Hartstahl & Co KG GmbH
Original Assignee
Wimmer Hartstahl & Co KG GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/003—Multipurpose machines; Equipment therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/14—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by boring or drilling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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    • B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
    • B28D1/222—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising by pressing, e.g. presses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/966—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of hammer-type tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/30—Auxiliary apparatus, e.g. for thawing, cracking, blowing-up, or other preparatory treatment of the soil
    • E02F5/305—Arrangements for breaking-up hard ground
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for dividing solid material according to the features of the independent claims.
  • a drill for cutting solid material such as rock and large pieces of rock, it is known to attach to a working implement a drill, in particular a hammer drill, to provide with this drill a series of holes along a desired dividing line.
  • a gap device can be introduced into one of the bores. This usually includes a gap extension, which can be widened by a drive, so that the solid material is split along the dividing line defined by the holes.
  • a disadvantage of these conventional methods is that the device change from drilling device to splitting device is associated with a considerable amount of work.
  • the introduction of multiple cleavage devices into the desired wells in practice is difficult because the cleavers must be inserted into the wells millimeter accurate.
  • the object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art.
  • this includes providing an apparatus and method that enables easy and efficient fragmentation of solid material.
  • the invention relates to a device for cutting solid material, comprising: a device carrier connectable or connected to a tool or the tool carrier of the working device, a centering device connected to the device carrier for positional centering of the device carrier relative to the solid material, at least one attached to the device carrier Drilling arrangement for producing a plurality of holes in position-centered equipment carrier, wherein the holes are provided along a drilling contour at spaced apart from each other drilling locations in the solid material or are substantially.
  • a plurality of movably mounted on the device carrier cleavage devices are provided, each having a gap along a slot axis gap extension, that the splitting devices via a moving device with position-centered equipment carrier along the drilling contour and transverse to the gap axis to those created by the previously by the drilling assembly Bohrstellen are arranged movable, and that the gap extensions of the gap devices for splitting the solid material in each case along the gap axis in the bores are insertable or inserted.
  • the drilling arrangement comprises at least one drilling device mounted movably on the equipment carrier along the drilling contour, that the drilling device comprises a drill extending along a drilling axis, that the drill for producing a bore, in particular on a carriage, along the drilling axis of a retracted Position in a Bohr ein displaced or relocated is that the drilling device for producing a plurality of holes on the moving device in position-centered equipment carrier and withdrawn drill along a drilling contour transverse to the drilling axis to a plurality of drilling points is movable, and that the drilling device, to create a free space for the splitting devices, on the movement device in position-centered equipment carrier and withdrawn drill along the drilling contour is transversely movable away from the drilling holes to the drilling axis.
  • the drilling assembly includes a plurality of drilling devices movably mounted along the drilling contour, the drilling devices each comprise a drill extending along a drilling axis, the drills for producing a plurality of boreholes, particularly carriages, along the drilling axes from a retracted position be displaced or displaced in a Bohrgna, and that the drilling means, in particular for the creation of a clearance for the splitting devices, are movable transversely to the drilling axis via the moving device in position-centered equipment carrier and withdrawn drill along a drilling contour.
  • the movement device of the equipment carrier comprises at least one or exactly one guide rail along which the drilling device, the drilling devices and / or the gap devices are movably guided.
  • the movement device of the device carrier comprises at least one drive for displacing the at least one drilling device and the splitting devices along the drilling contour to the drilling sites, and / or that each splitting device and each drilling device has its own, in particular independently controllable, drive for displacing the splitting device or the drilling device along the device carrier and / or along the drilling contour to the drilling points comprises.
  • the device carrier and / or the guide rail runs or runs along the drilling contour or parallel to the drilling contour.
  • the device carrier, the guide rail and / or the drilling contour are substantially linear.
  • a control arrangement comprises at least one position sensor for determining the position data of the gap devices and the at least one drilling device, that the control device comprises a data memory for storing the position data of the at least one drilling device, and that the drive or the Drives for positioning the cleavers above or in a previously created and stored in the form of location data well is at least partially controlled by the controller using the stored position data.
  • the gap devices and in particular the gap movements of the gap devices are synchronized or synchronized with each other.
  • the invention relates to a method for cutting solid material, in particular or optionally using a device according to the invention, comprising the following steps: Position centering of the device carrier relative to the solid material by applying the centering to the solid material; Producing a plurality of bores by a mounted on the equipment carrier drilling assembly with position-centered equipment carrier, wherein the holes are provided substantially along a drilling contour at spaced-apart drilling locations in the solid material; Removing the drilling assembly from the bores; Moving and inserting the gap extensions of the cleavers along the drilling contour in each case a bore; Cleaving the solid material along the drilling contour by operating the cleavage devices, in particular by widening the gap extensions in the holes.
  • the at least one drilling device of the drilling assembly to provide clearance for the splitting devices, via the moving device in position-centered equipment carrier and retracted drill along a drilling contour transverse to the drilling axis of the drilling sites is moved away.
  • position data of the at least one drilling device and / or the drilling points are recorded and stored in a data memory, and that these position data are used to position the gap devices in a previously created hole.
  • the gap devices are actuated synchronized.
  • the position centering of the device carrier relative to the solid material by attaching the centering to the solid material and by setting or hold unmoved the position of the tool carrier of the implement.
  • the device carrier during the production of the holes, while removing the drilling assembly from the holes, while moving and introducing the gap extensions of the gap devices along the drilling contour in each case a bore and optionally also during the splitting of the solid material along the drilling contour by operating the cleavage devices, in a position-centered position relative to the solid material is held unmoved.
  • the invention relates to a method for cutting solid material, comprising the following steps: position centering of the device carrier relative to the fixed Material in a Bohrwolf by attaching the centering to the solid material, and in particular by set or unmoved hold the position of the tool carrier of the implement; Producing a plurality of holes through a mounted on the equipment carrier drilling assembly with position-centered equipment carrier in the drilling position, wherein the holes are provided substantially along a drilling contour at spaced-apart drilling locations in the solid material; Removing the drilling assembly from the holes in position-centered equipment carrier in the drilling position; Moving and inserting the gap extensions of the splitting devices along the drilling contour into a respective bore in the case of a position-centered device carrier in the drilling position; Cleaving the solid material along the drilling contour by operating the cleavage devices, in particular by widening the gap extensions in the holes.
  • the division of the solid material, in particular the splitting process, with a plurality of splitting devices is automated or at least partially automated.
  • the at least one drilling device and the gap devices are arranged movably on a device carrier.
  • the device carrier preferably comprises at least one guide rail along which the at least one drilling device and the gap devices are movably guided.
  • the control of the device is facilitated, since the one-dimensional guide a single position information is sufficient to determine the position of a cleavage device and / or a drilling device or set. Due to this one-dimensionality, the splitting device must be centered with respect to a bore only along one degree of freedom.
  • the device carrier is preferably position-centered relative to the solid material via a centering device connected to the device carrier.
  • a centering device connected to the device carrier.
  • a plurality of centering means are provided, which are applied or pressed against the solid material in order to determine the position of the device carrier relative to the solid material.
  • the production of the holes and the splitting by the cleavage devices happen with position-centered device carrier. This means, in particular, that during the execution of the separation process, the equipment carrier remains stationary with respect to the solid material.
  • one or more bores of a drilling arrangement provide a plurality of bores in the solid material.
  • the holes correspond to holes that are at least designed as a blind hole or enforce the solid material entirely.
  • the holes are preferably provided along a drilling contour. As a result, a series of spaced bores in solid material is created, along which should also be the cutting of the solid material. Drilling is provided at predefined or user selectable drilling locations.
  • the gap extensions of the gap devices are introduced.
  • a pressure can be exerted on the inside of the holes, which leads to a fracture of the solid material along the drilling contour, whereby the solid material is cut.
  • the gap direction of the gap devices is preferably normal to the drilling contour, so that the solid material can be split along the drilling contour.
  • the device preferably comprises a control device.
  • This control device preferably comprises a data memory for storing position data of the at least one drilling device and / or the drilling locations.
  • the position of the bores, and in particular the position of the drilling points can be stored as position data in the data memory.
  • To deliver the cleavage devices can be used in a further step on this situation data. In particular, this allows an automated or semi-automated positioning of the gap devices via selectable or selected holes.
  • the determination of the position data can be done for example via a position sensor, such as an inductive sensor.
  • the determination of the position data can also be made via data of the drive for positioning the at least one drilling device or via data of the drive for positioning the gap devices.
  • a working according to the magnetostrictive principle sensor can be used as a position sensor.
  • the physical phenomenon of magnetostriction is used for a high-precision, reproducible and preferably non-contact position measurement.
  • the at least one drilling device and the gap devices are provided on a device carrier.
  • the gap devices and the at least one drilling device are preferably arranged side by side along the device carrier.
  • the at least one drilling device and the gap devices are arranged side by side on a guide rail.
  • the guide rail may comprise a rail-shaped carrier or a plurality of guide rail-like carriers, on which guide devices of the gap devices and the at least one drilling device are guided.
  • the drilling contour is preferably a straight line or the line of intersection between the solid material and a straight plane running along the gap axes and / or the drilling axis (s).
  • the drilling contour can also be formed bent, so that a curved break line is formed.
  • not all holes are provided along the drilling contour.
  • a plurality of holes may be provided, with only some of these holes along the drilling contour.
  • the device carrier is not during all steps to be performed over the centered solid material.
  • the device carrier is position-centered relative to the solid material, so that facilitates the insertion of the gap extensions of the cleavage devices in the holes and in particular can be partially automated.
  • the position centering of the device carrier can be effected by a combination of at least one centering element and the stationary positioning of the tool carrier of the working device.
  • the drilling device in particular the drill, comprises two actuators which can be actuated separately from one another for the movement of the drill along the drilling axis.
  • a drive is set up or suitable for effecting delivery of the drill to the solid material.
  • the second drive is set up or suitable in particular for creating the bore.
  • the splitting device is movable along the gap axis via two drives, which can preferably be actuated independently of one another.
  • the one drive is set up or suitable in particular for feeding the slitting device in the direction of solid material.
  • the second drive is used to insert the gap extension in the bore.
  • the mode of the drilling operation can be selected.
  • a conjunctive operation and / or a parallel operation is possible.
  • two drilling devices can start at outer positions of the equipment carrier with the creation of two holes.
  • the drilling devices are pulled out of the holes created and moved in the direction of the center of the device carrier in order to create further holes.
  • the holes are thus created from outside to inside.
  • the drilling equipment can be moved from one side of the equipment carrier to the other side of the equipment carrier to create several holes along the drilling contour step by step.
  • the holes are made symmetrically along the equipment carrier.
  • it can be started in conjunction operation with longer drilling contours, wherein the one drilling device is in one end region of the equipment carrier and another drilling device is arranged at the opposite end region of the equipment carrier to create two spaced-apart holes.
  • the two drilling devices can be moved in conjunctive operation to one another and in particular to the center region of the device carrier, bores being produced at specific intervals.
  • one of the two drilling devices moves automatically or partially automatically into the vicinity of the other drilling device. In the course of the two drilling devices are moved parallel to each other to produce at certain intervals further drilling.
  • Such a parallel operation in the central region is particularly useful when a gap device is provided between two drilling devices along the device carrier. Due to structural factors, it is not possible in many cases, to position two drilling devices arbitrarily close to each other. In particular, the minimum distance between two drills of two drilling devices is greater than the desired distance between the holes.
  • a more efficient method is to switch to parallel operation after a certain progress, for example at a distance of approximately one to one and a half meters in the conjunctive operation, and to create the remaining holes in the center region of the equipment carrier in parallel operation.
  • a specific drilling grid or a drilling pattern can be selected.
  • the distances between the holes along the drilling contour can be determined and determined.
  • Example spacings range from about 100 mm to about 250 mm or more.
  • the automated or semi-automated drilling process can then be started.
  • position data of the drilling devices are determined in particular via one or more position sensors and preferably stored in a data memory.
  • the drills of the drills are removed from the boreholes.
  • the cleavers are transported to the wells or to the desired wells.
  • a collision protection can be given by the control devices. This collision protection serves to ensure that the splitting devices do not collide with each other and not with the drilling devices. Furthermore, this also preferably prevents a collision of the drilling devices with each other. In particular, safety distances between the individual components can be detected via the position sensors.
  • the cleavage devices can be selected for cleaving the solid material.
  • the cleavage devices can be selected for cleaving the solid material.
  • three slit devices are provided.
  • check valves for example, a control of the gap devices happen, whether they are actively used to split the solid material, or whether they remain inoperative.
  • splitting devices can be made by input to the control device.
  • the selected cleavage devices can then be assigned to individual holes. This is done, for example, by selecting a number of a hole or by manual delivery in the vicinity of the desired hole.
  • each splitting device can preferably be positioned individually and independently of the others.
  • the splitting process can then be started.
  • the splitting device is preferably positioned automatically or partially automatically via or in the respective bore. This is in particular stored on the Location data used.
  • a position sensor or a plurality of position sensors for positioning the gap devices can be used.
  • the respective splitting devices can be automatically moved to the nearest borehole.
  • the splitting device or its gap extension is preferably introduced into the borehole until a switch-off pressure is reached.
  • the gap extension is preferably actuated until, for example, a certain cut-off pressure has been reached.
  • a possible cut-off pressure of an exemplary embodiment of a splitting device is, for example, between 400 and 600 bar, preferably about 500 bar.
  • the cleavage devices can be removed again from the boreholes.
  • a separation of the solid material is already carried out, whereby the device can be removed and positioned at a new desired location and in particular position-centered.
  • FIG. 1 shows an elevation of a possible embodiment of a device according to the invention.
  • the device comprises a device carrier 4, on which centering means 5 for positional centering of the device carrier 4 with respect to the solid material 1 are provided.
  • three centering means 5 are provided.
  • At least one of the centering means 5, in the present embodiment, the middle of the three centering means 5, is rigid and allows a determination of the distance between the equipment carrier 4 and the solid material 1.
  • At least one further centering means 5, in the present case, the two outer centering means 5, have an adjustment possibility and / or a movable head, which is suitable or adapted in particular to compensate for unevenness of the solid material 1 and to adapt to the shape of the solid material 1.
  • At least one further degree of freedom, in particular the rotational degree of freedom about the rigidly formed centering means 5, can be blocked.
  • the movement of the head of the flexible centering means 5 can be hydraulically controlled, for example.
  • the head is formed only sprung.
  • the equipment carrier 4 By attaching the centering means 5 to the solid material 1, the equipment carrier 4 is substantially position-centered with respect to the solid material 1.
  • the position of the device carrier 4 relative to the solid material 1 can be selected in particular by the working device 2, not shown.
  • the fracture surface of the solid material 1 to be created can be determined and selected.
  • the drilling assembly 6 comprises two drilling devices 14 in the present embodiment.
  • the drilling devices 14 are provided movably on the equipment carrier 4 and in particular guided on a guide rail 18 of the equipment carrier 4.
  • the drilling means 14 each comprise a drill 16 extending along a drilling axis 15. Furthermore, in the present embodiment, the drilling means 14 comprise a carriage 17, which makes it possible to retract and feed the drill 16 from the solid material 1 or onto or into the solid material 1 , Furthermore, the device comprises a movement device 13, which allows movement of the drilling devices 14 relative to the equipment carrier 4, in particular along the guide rail 18 or along the equipment carrier 4.
  • the device comprises a plurality of, in the present case, three, gap devices 10, which are attached to the equipment carrier 4.
  • the gap devices 10 are movably mounted on the equipment carrier 4.
  • the gap devices 10 can be moved along the guide rail 18 on the equipment carrier 4.
  • the gap devices 10 each include one along a Slit axis 11 extending gap extension 12. Via a moving device 13, the gap devices 10 and their gap extensions 12 can be moved along the device carrier 4 and in particular proceed.
  • a plurality of bores 7 can be produced by the boring devices 14, wherein in some of the bores 7, in the present case in up to three of the bores 7, the gap extensions 12 of the gap devices 10 can be introduced to a separation of the solid material 1 to effect.
  • At least one position sensor 20 is provided in the present embodiment.
  • the position sensor 20 is designed as an inductive sensor and extends along the device carrier 4 in order to be able to determine the position of the drilling device 14 and / or the gap devices 10.
  • the position sensor 20 may comprise, for example, a plurality or an inductively acting coil to absorb position data inductively.
  • each splitting device 10 and each drilling device 14 comprises a drive 19 which, for example, rolls over a toothed pinion on a rack of the equipment carrier 4 in order to effect a displacement along the guide rail 18.
  • the drive 19 is attached to the drilling device 14 or to the splitting device 10 and moved along with it.
  • the rack is preferably rigidly connected to the device carrier 4 or to the guide rail 18.
  • rollers or similar drive means As an alternative to pinion-rack pairings, it is also possible to use rollers or similar drive means.
  • a single linear drive may be provided, which optionally with one of the components, in particular with one of the gap devices 10 or one of the drilling means 14 may be coupled to allow independent movement of the components with a single drive 19.
  • FIG. 2 shows a side view of the device FIG. 1 , referring to the description of the components of FIG. 1 is referenced.
  • the device carrier 4 is provided on the tool carrier 3 of the working device 2, wherein the working device 2 is shown only symbolically as part of a boom of a working device 2.
  • the equipment carrier 4 is connected to the tool carrier 3 of the working device 2 via a device carrier moving device 21.
  • This device carrier moving device 21 allows, in addition to the degrees of freedom of the tool carrier 3, a pivoting, rotation or displacement of the equipment carrier 4 relative to the tool carrier 3.
  • the schematically drawn arrows FIG. 2 and the FIG. 1 Accordingly, a pivoting of the device carrier 4 relative to the tool carrier 3 about three axes possible.
  • FIGS. 3 and 4 show a device according to the invention in two different positions, wherein in both figures, unlike in the FIGS. 1 and 2 , the drilling direction is not vertical but horizontal.
  • the drilling direction can be effected in particular by pivoting the tool carrier 3 of the working device 2 and / or by actuating the device carrier moving device 21.
  • FIG. 3 the equipment carrier 4 is centered on the centering means 5 relative to the solid material 1.
  • the drill 16 is inserted along the drilling axis 15 in the solid material 1.
  • a bore 7 has already been produced at a drilling point 9 in the solid material 1.
  • a plurality of such holes 7 are preferably created along a drilling contour 8 not shown in this illustration.
  • the drill 16 are moved out in a retracted position from the hole 7. Furthermore, in a further step, the drilling devices 14 are removed by the movement device 13 along the equipment carrier 4 from the area of the drilling point 9 or the bore 7 in such a way that a free space for the delivery of the gap devices 10 is formed.
  • FIG. 4 shows a further position of the device according to the invention, in which the splitting device 10 and in particular the gap along the axis 11 extending gap extension 12 of the splitting device 10 is inserted into a bore 7.
  • the solid material 1 can be split along the drilling contour 8, not shown.
  • the device carrier 4 is or remains preferably position-centered over the centering means 5 with respect to the solid material 1.
  • FIG. 5 shows a schematic plan view for explaining the operation of the device according to the invention.
  • a schematically illustrated equipment carrier 4 is centered over centering means 5 relative to the solid material 1.
  • a drilling assembly 6, in particular 2 drilling devices 14 and two slitting devices 10 are provided on device carrier 4, a drilling assembly 6, in particular 2 drilling devices 14 and two slitting devices 10 are provided. It should be noted at this point that the number of drilling devices 14 or of the gap devices 10 can be adapted or selected depending on the area of use.
  • at least one drilling device 14 is preferably provided for producing a plurality of bores 7.
  • a plurality of at least two gap devices 10 are preferably provided.
  • a plurality of holes 7 have been made by the two drilling devices 14.
  • the holes 7 are provided at drilling points 9.
  • the drilling points 9, in particular the holes 7, are spaced from each other along a drilling contour 8.
  • the drilling contour 8 preferably extends substantially parallel to or along the guide rail 18 of the device carrier 4, wherein the guide rail 18 is not shown in this schematic representation.
  • the drilling contour 8 extends along the degree of freedom of the displaceability of the gap devices 10 and the drilling devices 14.
  • two gap devices 10 are arranged at two drill points 9, the gap extensions 12 of the gap devices 10 being inserted into the bores 7 these drill holes 9 are introduced.
  • the solid material 1 can be split along the drilling contour 8.
  • the choice in which of the holes 7, the gap extensions 12 of the gap devices 10 are to be introduced to a division of the solid material. 1 for example, can be automated or made by the operator.
  • the drilling contour 8 runs in the present embodiment of the FIG. 5 essentially straightforward.
  • the drilling contour 8 runs along a straight plane arranged in the present representation normal to the image plane.
  • the contour 8 itself may not be a straight line, but rather a straight line projected along the split axes 11 or the drilling axes 15 onto the surface of the solid material 1.
  • FIG. 6 shows a schematic view of a plurality of gap devices 10 and their hydraulic circuit diagram.
  • the present embodiment comprises three gap devices 10, which are controlled in such a way that a synchronization of the gap devices 10 is possible.
  • only one splitting device 10, namely the middle splitting device 10 is pressurized or acted upon by the hydraulic system.
  • the other two gap devices 10 are each separated via a switching element of the pressure source.
  • the switching elements By operating the switching elements, however, the further gap devices 10 can be connected to the pressure source to effect an actuation, in particular to a synchronized actuation of the gap devices 10.
  • the hydraulic system the pressure is evenly distributed to all connected to the pressure source gap devices 10, resulting in a uniform distribution of the force and in particular the splitting force of the gap devices 10.
  • the efficiency of the splitting process is improved, whereby in particular the splitting force of the device is increased.
  • the hydraulic pump of the working device 2 serves as a pressure source for the hydraulic system of the gap devices 10.
  • a pressure intensifier 22 may be provided to increase the pressure acting on the gap devices 10.
  • the drilling arrangement 6 comprises a plurality of drilling devices 14 designed as rotary hammers. These rotary hammers are preferably displaceable on a carriage 17 along its drilling axis 15.
  • each drilling device 14 is equipped with its own drive 19 for displacement along the equipment carrier 4. As a result, the number of drilling devices 14 can be varied by adding or removing further drilling devices 14 on an existing equipment carrier 4.
  • each gap device 10 is provided with its own drive 19 in order to be able to effect an independent displacement along the device carrier 4.
  • the number of gap devices 10 can be varied.
  • each drilling device 14 includes its own drive 19 for moving the drill 16 along the drilling axis 15. It is preferably provided that each gap device 10 comprises its own drive 19 for moving the gap extension 12 along the gap axis 11.
  • all drives 19 are controlled and / or regulated by a control device.
  • the position of the individual carriages 17 or splitting devices which are mounted on separate frames and can individually move on the equipment carrier 4, is detected by an inductive measuring system according to this embodiment.
  • an inductive measuring system about a magnetic bar, the respective position of the individual rotary hammer and / or splitting device is queried and checked.
  • a system for the drilling and splitting unit is provided, which queries the individual positions of the control device. So they can always communicate with each other and always dodge in the process of the individual drilling devices 14, cleavers 10, carriages 17 and / or frame to avoid a collision.
  • all positions of the boreholes can be stored for subsequent automatic positioning of the splitting cylinder. After drilling, the number of splitting devices or splitting device can be selected.
  • the activation (activation / deactivation) of the individual splitting cylinders preferably takes place via individual shut-off valves. Then the respective splitting device is driven in particular manually in the approximate gap position. If the splitting operation is started, the respective splitting device moves automatically or partially automatically to the nearest, stored borehole and starts the splitting process.
  • the displacement of the splitting cylinder corresponds to the maximum Verschubweg the carriage 17 of the drilling unit - in particular to achieve the maximum lower gap position with non-planar block surface.
  • the splitting wedges of the splitting device 10 are preferably provided with a centering bevel in order to enable easier positioning in the borehole.
  • the splitting cylinders are preferably mounted on a special rubber mount to compensate for inaccuracies can.
  • the higher pressure which is required in the gap devices is preferably realized by a pressure booster.
  • a pressure booster the hydraulic supply by the implement 2 or the carrier device with standard pressures is possible.

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Zerteilen von festem Material (1), umfassend einen mit einem Arbeitsgerät (2) oder mit dem Werkzeugträger (3) des Arbeitsgeräts (2) verbindbaren oder verbundenen Geräteträger (4), ein mit dem Geräteträger (4) verbundenes Zentriermittel (5) zur Lagezentrierung des Geräteträgers (4) gegenüber dem festem Material (1), mindestens eine an dem Geräteträger (4) angebrachte Bohranordnung (6) zur Herstellung mehrerer Bohrungen (7) bei lagezentriertem Geräteträger (4), wobei die Bohrungen (7) im Wesentlichen entlang einer Bohrkontur (8) an voneinander beabstandet angeordneten Bohrstellen (9) im festen Material (1) vorgesehenen sind oder werden und wobei mehrere beweglich an dem Geräteträger (4) angebrachte Spaltvorrichtungen (10) vorgesehen sind, die jeweils einen entlang einer Spaltachse (11) verlaufenden Spaltfortsatz (12) aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zerteilen von festem Material gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Vorrichtungen zum Zerteilen von festem Material sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und publiziert.
  • Insbesondere zum Zerteilen von festem Material wie Gestein und großen Gesteinsbrocken ist es bekannt, an einem Arbeitsgerät einen Bohrer, insbesondere einen Bohrhammer, anzubringen, um mit diesem Bohrer eine Reihe von Bohrungen entlang einer gewünschten Teilungslinie vorzusehen. In einem weiteren Schritt kann in eine der Bohrungen eine Spaltvorrichtung eingebracht werden. Diese umfasst meist einen Spaltfortsatz, der über einen Antrieb aufgeweitet werden kann, sodass das feste Material entlang der durch die Bohrungen definierten Teilungslinie gespalten wird.
  • Insbesondere bei großen Dimensionen und längeren Teilungslinien kann es notwendig sein, mehrere Spaltvorrichtungen vorzusehen um eine Zerteilung des Materials zu bewirken. In der Praxis werden hierzu mehrere Spaltvorrichtungen manuell oder durch mehrere Arbeitsgeräte zur Spaltung des Gesteins in die Bohrlöcher eingeführt.
  • Nachteilig an diesen herkömmlichen Verfahren ist, dass der Gerätewechsel von Bohreinrichtung zu Spaltvorrichtung mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden ist. Darüber hinaus gestaltet sich das Einführen mehrerer Spaltvorrichtungen in die gewünschten Bohrungen in der Praxis als schwierig, da die Spaltvorrichtungen millimetergenau in die Bohrlöcher eingeführt werden müssen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere umfasst dies, dass eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen werden, die eine einfache und effiziente Zerteilung von festem Material ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Gegebenenfalls betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Zerteilen von festem Material, umfassend: einen mit einem Arbeitsgerät oder mit dem Werkzeugträger des Arbeitsgeräts verbindbaren oder verbundenen Geräteträger, ein mit dem Geräteträger verbundenes Zentriermittel zur Lagezentrierung des Geräteträgers gegenüber dem festem Material, mindestens eine an dem Geräteträger angebrachte Bohranordnung zur Herstellung mehrerer Bohrungen bei lagezentriertem Geräteträger, wobei die Bohrungen im Wesentlichen entlang einer Bohrkontur an voneinander beabstandet angeordneten Bohrstellen im festen Material vorgesehenen sind oder werden.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mehrere beweglich an dem Geräteträger angebrachte Spaltvorrichtungen vorgesehen sind, die jeweils einen entlang einer Spaltachse verlaufenden Spaltfortsatz aufweisen, dass die Spaltvorrichtungen über eine Bewegungsvorrichtung bei lagezentriertem Geräteträger entlang der Bohrkontur und quer zur Spaltachse zu den durch den zuvor durch die Bohranordnung erstellten Bohrstellen bewegbar angeordnet sind, und dass die Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen zum Spalten des festen Materials jeweils entlang der Spaltachse in die Bohrungen einführbar oder eingeführt sind.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Bohranordnung mindestens eine entlang der Bohrkontur beweglich an dem Geräteträger angebrachte Bohreinrichtung umfasst, dass die Bohreinrichtung einen entlang einer Bohrachse verlaufenden Bohrer umfasst, dass der Bohrer zur Herstellung einer Bohrung, insbesondere an einer Lafette, entlang der Bohrachse von einer zurückgezogenen Stellung in eine Bohrstellung verlagerbar oder verlagert ist, dass die Bohreinrichtung, zur Herstellung mehrerer Bohrungen, über die Bewegungsvorrichtung bei lagezentriertem Geräteträger und bei zurückgezogenem Bohrer entlang einer Bohrkontur quer zur Bohrachse zu mehreren Bohrstellen bewegbar ist, und dass die Bohreinrichtung, zur Schaffung eines Freiraums für die Spaltvorrichtungen, über die Bewegungsvorrichtung bei lagezentriertem Geräteträger und bei zurückgezogenem Bohrer entlang der Bohrkontur quer zur Bohrachse von den Bohrstellen wegbewegbar ist.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Bohranordnung mehrere entlang der Bohrkontur beweglich an dem Geräteträger angebrachte Bohreinrichtungen umfasst, dass die Bohreinrichtungen jeweils einen entlang einer Bohrachse verlaufenden Bohrer umfassen, dass die Bohrer zur Herstellung mehrerer Bohrlöcher, insbesondere an Lafetten, entlang der Bohrachsen von einer zurückgezogenen Stellung in eine Bohrstellung verlagerbar oder verlagert sind, und dass die Bohreinrichtungen, insbesondere zur Schaffung eines Freiraums für die Spaltvorrichtungen, über die Bewegungsvorrichtung bei lagezentriertem Geräteträger und bei zurückgezogenem Bohrer entlang einer Bohrkontur quer zur Bohrachse bewegbar sind.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Bewegungsvorrichtung des Geräteträgers mindestens eine oder genau eine Führungsschiene umfasst, entlang derer die Bohreinrichtung, die Bohreinrichtungen und/oder die Spaltvorrichtungen geführt bewegbar angeordnet sind.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Bewegungsvorrichtung des Geräteträgers mindestens einen Antrieb zur Verlagerung der mindestens einen Bohreinrichtung und der Spaltvorrichtungen entlang der Bohrkontur zu den Bohrstellen umfasst, und/oder dass jede Spaltvorrichtung und jede Bohreinrichtung einen eigenen, insbesondere unabhängig steuerbaren, Antrieb zur Verlagerung der Spaltvorrichtung beziehungsweise der Bohreinrichtung entlang des Geräteträgers und/oder entlang der Bohrkontur zu den Bohrstellen umfasst.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Geräteträger und/oder die Führungsschiene entlang der Bohrkontur oder parallel zur Bohrkontur verläuft oder verlaufen.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Geräteträger, die Führungsschiene und/oder die Bohrkontur im Wesentlichen linear verlaufen.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Steuerungsanordnung vorgesehen ist, dass die Steuerungseinrichtung mindestens einen Lagesensor zur Bestimmung der Lagedaten der Spaltvorrichtungen und der mindestens einen Bohreinrichtung umfasst, dass die Steuerungseinrichtung einen Datenspeicher zur Speicherung der Lagedaten der mindestens einen Bohreinrichtung umfasst, und dass der Antrieb oder die Antriebe zum Positionieren der Spaltvorrichtungen über oder in je einem zuvor erstellten und in Form von Lagedaten gespeicherten Bohrloch zumindest teilweise von der Steuerungseinrichtung unter Verwendung der gespeicherten Lagedaten gesteuert ist.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Spaltvorrichtungen und insbesondere die Spaltbewegungen der Spaltvorrichtungen miteinander synchronisiert oder synchronisierbar sind.
  • Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zerteilen von festem Material, insbesondere oder gegebenenfalls unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend folgende Schritte: Lagezentrieren des Geräteträgers gegenüber dem festem Material durch Ansetzen des Zentriermittel an das feste Material; Herstellen mehrerer Bohrungen durch eine an dem Geräteträger angebrachte Bohranordnung bei lagezentriertem Geräteträger, wobei die Bohrungen im Wesentlichen entlang einer Bohrkontur an voneinander beabstandet angeordneten Bohrstellen im festen Material vorgesehenen werden; Entfernen der Bohranordnung aus den Bohrungen; Bewegen und Einführen der Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen entlang der Bohrkontur in jeweils eine Bohrung; Spalten des festen Materials entlang der Bohrkontur durch Betätigen der Spaltvorrichtungen, insbesondere durch Aufweiten der Spaltfortsätze in den Bohrungen. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass beim oder nach dem Entfernen der Bohranordnung aus den Bohrungen, die mindestens eine Bohreinrichtung der Bohranordnung, zur Schaffung eines Freiraums für die Spaltvorrichtungen, über die Bewegungsvorrichtung bei lagezentriertem Geräteträger und bei zurückgezogenem Bohrer entlang einer Bohrkontur quer zur Bohrachse von den Bohrstellen wegbewegt wird.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass entlang der Bohrkontur mehr Bohrungen hergestellt werden als Spaltvorrichtungen vorgesehen sind, dass die Spaltfortsätze je in eine Bohrung eingeführt werden, und dass dabei eine oder mehrere Bohrungen freigehalten ist oder sind.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass beim Bohren Lagedaten der mindestens einen Bohreinrichtung und/oder der Bohrstellen aufgenommen, und in einem Datenspeicher gespeichert werden, und dass diese Lagedaten zur Positionierung der Spaltvorrichtungen in je einer zuvor erstellten Bohrung verwendet werden.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Spaltvorrichtungen synchronisiert betätigt werden.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Lagezentrieren des Geräteträgers gegenüber dem festem Material durch Ansetzen des Zentriermittels an das feste Material und durch festlegen oder unbewegt halten der Position des Werkzeugträgers des Arbeitsgeräts erfolgt.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Geräteträger während dem Herstellen der Bohrungen, während dem Entfernen der Bohranordnung aus den Bohrungen, während dem Bewegen und Einführen der Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen entlang der Bohrkontur in jeweils eine Bohrung und gegebenenfalls auch während dem Spalten des festen Materials entlang der Bohrkontur durch Betätigen der Spaltvorrichtungen, in einer Stellung lagezentriert gegenüber dem festen Material unbewegt gehalten wird.
  • Bevorzugt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zerteilen von festem Material, umfassend folgende Schritte: Lagezentrieren des Geräteträgers gegenüber dem festem Material in einer Bohrstellung durch Ansetzen des Zentriermittel an das feste Material und insbesondere durch festlegen oder unbewegt halten der Position des Werkzeugträgers des Arbeitsgeräts; Herstellen mehrerer Bohrungen durch eine an dem Geräteträger angebrachte Bohranordnung bei lagezentriertem Geräteträger in der Bohrstellung, wobei die Bohrungen im Wesentlichen entlang einer Bohrkontur an voneinander beabstandet angeordneten Bohrstellen im festen Material vorgesehenen werden; Entfernen der Bohranordnung aus den Bohrungen bei lagezentriertem Geräteträger in der Bohrstellung; Bewegen und Einführen der Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen entlang der Bohrkontur in jeweils eine Bohrung bei lagezentriertem Geräteträger in der Bohrstellung; Spalten des festen Materials entlang der Bohrkontur durch Betätigen der Spaltvorrichtungen, insbesondere durch Aufweiten der Spaltfortsätze in den Bohrungen.
  • Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Zerteilen des festen Materials, insbesondere der Spaltvorgang, mit mehreren Spaltvorrichtungen, automatisiert oder zumindest teilautomatisiert erfolgt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Bohreinrichtung und die Spaltvorrichtungen an einem Geräteträger verfahrbar angeordnet sind. Hierzu umfasst der Geräteträger bevorzugt mindestens eine Führungsschiene, entlang derer die mindestens eine Bohreinrichtung und die Spaltvorrichtungen geführt bewegbar angeordnet sind.
  • Hierdurch wird beispielsweise die Steuerung der Vorrichtung erleichtert, da durch die eindimensionale Führung eine einzige Lageinformation ausreicht, um die Lage einer Spaltvorrichtung und/oder einer Bohreinrichtung bestimmen oder festlegen zu können. Durch diese Eindimensionalität muss die Spaltvorrichtung gegenüber einer Bohrung nur entlang einem Freiheitsgrad zentriert werden.
  • Zur Festlegung des Bewegungssystems ist der bevorzugt Geräteträger über ein mit dem Geräteträger verbundenes Zentriermittel gegenüber dem festen Material lagezentriert. Bevorzugt sind mehrere Zentriermittel vorgesehen, die an das feste Material angelegt bzw. angedrückt werden, um die Position des Geräteträgers gegenüber dem festen Material festzulegen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Herstellen der Bohrungen und das Spalten durch die Spaltvorrichtungen bei lagezentriertem Geräteträger geschehen. Dies bedeutet insbesondere, dass während der Durchführung des Trennverfahrens der Geräteträger gegenüber dem festen Material unbewegt bleibt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass in einem ersten Schritt durch eine oder mehrere Bohreinrichtungen einer Bohranordnung mehrere Bohrungen im festen Material vorgesehen werden. Die Bohrungen entsprechen dabei Bohrlöchern, die zumindest als Sackloch ausgebildet sind oder die das feste Material zur Gänze durchsetzen. Die Bohrungen sind bevorzugt entlang einer Bohrkontur vorgesehen. Dadurch wird eine Reihe an voneinander beabstandeten Bohrungen in festem Material erstellt, entlang derer auch das Zerteilen des festen Materials erfolgen sollte. Die Bohrungen werden an vordefinierten oder an durch die Bedienperson wählbaren Bohrstellen vorgesehen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass in einige der Bohrungen, jedoch nicht in alle Bohrungen, in einem weiteren Schritt die Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen eingeführt werden. Durch Aufweiten der Spaltfortsätze kann ein Druck auf die Innenseite der Bohrungen ausgeübt werden, der zu einem Bruch des festen Materials entlang der Bohrkontur führt, wodurch das feste Material zerteilt wird. In allen Ausführungsformen verläuft die Spaltrichtung der Spaltvorrichtungen bevorzugt normal zur Bohrkontur, sodass das feste Material entlang der Bohrkontur gespalten werden kann.
  • Zur Vereinfachung der Bedienung und zur Teilautomatisierung des Verfahrens umfasst die Vorrichtung bevorzugt eine Steuerungseinrichtung. Diese Steuerungseinrichtung umfasst bevorzugt einen Datenspeicher zur Speicherung von Lagedaten der mindestens einen Bohreinrichtung und/oder der Bohrstellen. Durch diese Steuerungseinrichtung können die Lage der Bohrungen, und insbesondere die Lage der Bohrstellen, als Lagedaten im Datenspeicher gespeichert werden. Zum Zustellen der Spaltvorrichtungen kann in einem weiteren Schritt auf diese Lagedaten zurückgegriffen werden. Insbesondere kann dadurch eine automatisierte oder teilautomatisierte Positionierung der Spaltvorrichtungen über wählbaren oder gewählten Bohrungen erfolgen.
  • Die Bestimmung der Lagedaten kann beispielsweise über einen Lagesensor, wie beispielsweise einen induktiven Sensor, erfolgen. Gegebenenfalls kann die Bestimmung der Lagedaten auch über Daten des Antriebs zur Positionierung der mindestens einen Bohreinrichtung oder über Daten des Antriebs zum Positionieren der Spaltvorrichtungen erfolgen.
  • Gegebenenfalls kann ein nach dem magnetostriktiven Prinzip arbeitender Sensor als Lagesensor eingesetzt werden. Bei dieser Art der Sensoren wird das physikalische Phänomen der Magnetostriktion für eine hochpräzise, reproduzierbare und bevorzugt berührungslose Positionsmessung eingesetzt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Bohreinrichtung und die Spaltvorrichtungen an einem Geräteträger vorgesehen sind. Die Spaltvorrichtungen sowie die mindestens eine Bohreinrichtung sind bevorzugt nebeneinander entlang des Geräteträgers angeordnet. Insbesondere sind die mindestens eine Bohreinrichtung und die Spaltvorrichtungen nebeneinander an einer Führungsschiene angeordnet. In allen Ausführungsformen kann die Führungsschiene einen schienenförmigen Träger oder mehrere führungsschienenartige Träger umfassen, auf denen Führungsvorrichtungen der Spaltvorrichtungen und der mindestens einen Bohreinrichtung geführt sind. Durch diese schienenartige Führung sind bevorzugt alle Freiheitsgrade bis auf den entlang der Bohrkontur oder den parallel zur Bohrkontur verlaufenden Freiheitsgrad gesperrt. Dadurch können die Spaltvorrichtungen und die mindestens eine Bohreinrichtung entlang der Bohrkontur verfahren werden.
  • Die Bohrkontur ist bevorzugt eine Gerade bzw. die Schnittlinie zwischen dem festen Material und einer entlang der Spaltachsen und/oder der Bohrachse(n) verlaufenden geraden Ebene. Gegebenenfalls kann die Bohrkontur auch gebogen ausgebildet sein, sodass eine gebogene Bruchlinie gebildet wird.
  • Gegebenenfalls sind nicht alle Bohrrungen entlang der Bohrkontur vorgesehen. In diesem Fall können beispielsweise mehrere Bohrungen vorgesehen sein, wobei nur manche dieser Bohrungen entlang der Bohrkontur verlaufen. Hierbei ist der Geräteträger nicht während allen durchzuführenden Arbeitsschritten gegenüber dem festen Material zentriert. Zumindest aber für die letzten Schritte, bei denen Bohrungen erstellt werden, in die in einem weiteren Schritt die Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen eingebracht werden, ist der Geräteträger jedoch gegenüber dem festen Material lagezentriert, so dass das Einführen der Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen in die Bohrungen erleichtert und insbesondere teilautomatisiert erfolgen kann.
  • In allen Ausführungsformen kann die Lagezentrierung des Geräteträgers durch eine Kombination mindestens eines Zentrierelements und der ortsfesten Positionierung des Werkzeugträgers des Arbeitsgeräts erfolgen.
  • In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Bohreinrichtung, insbesondere der Bohrer, zwei getrennt voneinander betätigbare Antriebe zur Bewegung des Bohrers entlang der Bohrachse umfasst. Insbesondere ist ein Antrieb dazu eingerichtet oder geeignet, eine Zustellung des Bohrers zum festen Material zu bewirken. Der zweite Antrieb ist insbesondere zur Erstellung der Bohrung eingerichtet oder geeignet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spaltvorrichtung über zwei Antriebe, die bevorzugt unabhängig voneinander betätigbar sind, entlang der Spaltachse bewegbar. Der eine Antrieb ist insbesondere zum Zustellen der Spaltvorrichtung Richtung festes Material eingerichtet oder geeignet. Der zweite Antrieb dient dem Einführen des Spaltfortsatzes in die Bohrung.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, kann das Verfahren zum Zerteilen von festem Material folgende Schritte umfassen:
    • In einem ersten Schritt wird die Vorrichtung, insbesondere der Geräteträger, gegenüber dem festen Material positioniert, platziert und/oder lagezentriert.
  • In einem weiteren Schritt kann der Modus des Bohrbetriebs gewählt werden. Beispielsweise ist ein Konjunktionsbetrieb und/oder ein Parallelbetrieb möglich.
  • Beim Konjunktionsbetrieb können zwei Bohreinrichtungen an äußeren Positionen des Geräteträgers mit der Erstellung zweier Bohrungen starten. In einem weiteren Schritt werden die Bohreinrichtungen aus den erstellten Bohrungen gezogen und Richtung Mitte des Geräteträgers bewegt, um weitere Bohrungen zu erstellen. Durch diesen Konjuntionsbetrieb werden die Bohrungen somit von außen nach innen erstellt. Beim Parallelbetrieb hingegen können die Bohreinrichtungen von einer Seite des Geräteträgers an die andere Seite des Geräteträgers verfahren werden, um Schritt für Schritt mehrere Bohrungen entlang der Bohrkontur zu erstellen.
  • Insbesondere bei der Herstellung mehrerer Bohrungen entlang einer verhältnismäßig langen Bohrkontur ist es vorteilhaft, dass die Bohrungen symmetrisch entlang des Geräteträgers hergestellt werden. Beispielsweise kann bei längeren Bohrkonturen im Konjunktionsbetrieb begonnen werden, wobei die eine Bohreinrichtung in einem Endbereich des Geräteträgers ist und eine andere Bohreinrichtung am gegenüberliegenden Endbereich des Geräteträgers angeordnet ist, um zwei beabstandet voneinander angeordnete Bohrungen zu erstellen. In weiterer Folge können die beiden Bohreinrichtungen im Konjunktionsbetrieb zueinander und insbesondere zum Mittenbereich des Geräteträgers verfahren werden, wobei in bestimmten Abständen Bohrungen hergestellt werden.
  • Gegebenenfalls kann im Mittenbereich auf Parallelbetrieb umgeschaltet werden. Beim Parallelbetrieb bzw. beim Umschalten auf den Parallelbetrieb fährt eine der beiden Bohreinrichtungen automatisch oder teilautomatisch in die Nähe der anderen Bohreinrichtung. Im weiteren Verlauf werden die beiden Bohreinrichtungen parallel zueinander bewegt, um in bestimmten Abständen weitere Bohrungen herzustellen. Ein derartiger Parallelbetrieb im Mittenbereich bietet sich insbesondere dann an, wenn zwischen zwei Bohreinrichtungen entlang des Geräteträgers eine Spaltvorrichtung vorgesehen ist. Durch konstruktive Gegebenheiten ist es in vielen Fällen nicht möglich, zwei Bohreinrichtungen beliebig nah zueinander zu positionieren. Insbesondere ist der minimale Abstand zweier Bohrer zweier Bohreinrichtungen größer als der gewünschte Abstand zwischen den Bohrungen. Werden nun zwei Bohreinrichtungen ausschließlich im Konjunktionsbetrieb Richtung Mitte bewegt, so bleibt genau in der Mitte ein Bereich über, der dann in weiterer Folge von einem einzelnen Bohrer mit weiteren Bohrungen versehen werden müsste, um das gewünschte Bohrmuster fertigzustellen. Eine effizientere Methode dabei ist es, ab einem gewissen Fortschritt, beispielsweise bei einem Abstand der im Konjunktionsbetrieb erstellten Bohrungen von etwa ein bis eineinhalb Metern, auf Parallelbetrieb umzustellen, und die verbleibenden Bohrungen im Mittenbereich des Geräteträgers im Parallelbetrieb zu erstellen.
  • Gleichzeitig mit der Wahl des Bohrbetriebs bzw. nach der Wahl des Bohrbetriebs kann auch ein bestimmter Bohrraster bzw. ein Bohrmuster gewählt werden. Dabei können beispielsweise die Abstände der Bohrungen entlang der Bohrkontur bestimmt und festgelegt werden. Beispielshafte Abstände reichen von etwa 100 mm bis etwa 250 mm oder mehr. Die Wahl des Bohrbetriebs und die Wahl des Bohrrasters geschehen insbesondere über eine Eingabe an die Steuerungseinrichtung.
  • In einem weiteren Schritt kann dann der automatisierte bzw. teilautomatisierte Bohrprozess gestartet werden. Dabei werden insbesondere über einen oder mehrere Lagesensoren Lagedaten der Bohreinrichtungen ermittelt und bevorzugt in einem Datenspeicher gespeichert. Sind die gewünschten Bohrungen hergestellt, so werden die Bohrer der Bohreinrichtungen aus den Bohrlöchern entfernt. In weiterer Folge werden die Spaltvorrichtungen zu den Bohrlöchern bzw. zu den gewünschten Bohrlöchern befördert. Dabei kann durch die Steuerungseinrichtungen ein Kollisionsschutz gegeben sein. Dieser Kollisionsschutz dient dazu, dass die Spaltvorrichtungen nicht miteinander und nicht mit den Bohreinrichtungen kollidieren. Ferner ist dadurch bevorzugt auch eine Kollision der Bohreinrichtungen miteinander verhindert. Insbesondere können über die Lagesensoren Sicherheitsabstände zwischen den einzelnen Komponenten erkannt werden.
  • In einem weiteren Schritt oder gleichzeitig können die Spaltvorrichtungen zum Spalten des festen Materials gewählt werden. Beispielsweise sind drei Spaltvorrichtungen vorgesehen. Über Sperrventile kann beispielsweise eine Ansteuerung der Spaltvorrichtungen geschehen, ob diese aktiv zum Spalten des festen Materials eingesetzt werden, oder ob diese funktionslos bleiben.
  • Insbesondere kann eine Wahl der Spaltgeräte durch Eingabe in die Steuerungseinrichtung erfolgen. In einem weiteren Schritt können dann die gewählten Spaltvorrichtungen einzelnen Bohrungen zugewiesen werden. Dies geschieht beispielsweise durch eine Wahl einer Nummer einer Bohrung oder durch manuelles Zustellen in die Nähe der gewünschten Bohrung. Dabei kann bevorzugt jedes Spaltgerät einzeln und unabhängig von den anderen positioniert werden.
  • In einem weiteren Schritt kann dann der Spaltvorgang gestartet werden. Dabei positioniert sich die Spaltvorrichtung bevorzugt automatisiert oder teilautomatisiert über bzw. in der jeweiligen Bohrung. Hierzu wird insbesondere auf die gespeicherten Lagedaten zurückgegriffen. Darüber hinaus kann auch ein Lagesensor oder mehrere Lagesensoren zur Positionierung der Spaltvorrichtungen eingesetzt werden. Beispielsweise können, bei manueller Zustellung, die jeweiligen Spaltvorrichtungen automatisiert zum nächstgelegenen Bohrloch verfahren werden.
  • In einem weiteren Schritt wird die Spaltvorrichtung bzw. deren Spaltfortsatz bevorzugt in das Bohrloch eingebracht, bis ein Abschaltdruck erreicht ist.
  • In einem weiteren Schritt wird bevorzugt der Spaltfortsatz betätigt, bis beispielsweise ein gewisser Abschaltdruck erreicht ist. Ein möglicher Abschaltdruck einer exemplarischen Ausführungsform einer Spaltvorrichtung liegt beispielsweise zwischen 400 und 600 bar, bevorzugt bei etwa 500 bar.
  • In einem weiteren Schritt können die Spaltvorrichtungen wieder aus den Bohrlöchern entfernt werden. Gegebenenfalls ist bereits eine Abtrennung des festen Materials erfolgt, womit die Vorrichtung entfernt und bei einem neuen gewünschten Ort positioniert und insbesondere lagezentriert werden kann.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer exemplarischen Ausführungsform weiter beschrieben.
  • Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden Komponenten:
    • Festes Material 1, Arbeitsgerät 2, Werkzeugträger 3, Geräteträger 4, Zentriermittel 5, Bohranordnung 6, Bohrung 7, Bohrkontur 8, Bohrstelle 9, Spaltvorrichtung 10, Spaltachse 11, Spaltfortsatz 12, Bewegungsvorrichtung 13, Bohreinrichtung 14, Bohrachse 15, Bohrer 16, Lafette 17, Führungsschiene 18, Antrieb 19, Lagesensor 20, Geräteträgerbewegungsvorrichtung 21, Druckübersetzer 22.
  • Figur 1 zeigt einen Aufriss einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen Geräteträger 4, an dem Zentriermittel 5 zur Lagezentrierung des Geräteträgers 4 gegenüber dem festen Material 1 vorgesehen sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Zentriermittel 5 vorgesehen. Zumindest eines der Zentriermittel5, in der vorliegenden Ausführungsform das mittlere der drei Zentriermittel 5, ist starr ausgeführt und erlaubt eine Festlegung des Abstands zwischen dem Geräteträger 4 und dem festen Material 1. Zumindest ein weiteres Zentriermittel 5, im vorliegenden Fall die beiden außenliegenden Zentriermittel 5, weisen eine Justiermöglichkeit und/oder einen bewegbaren Kopf auf, der oder die insbesondere zum Ausgleich von Unebenheiten des festen Materials 1 und zur Anpassung an die Form des festen Materials 1 geeignet oder eingerichtet ist. Durch das Vorsehen des weiteren Zentriermittels 5 kann zumindest ein weiterer Freiheitsgrad, insbesondere der Drehfreiheitsgrad um das starr ausgebildete Zentriermittel 5, gesperrt werden. Die Bewegung des Kopfes der flexiblen Zentriermittel 5 kann beispielsweise hydraulisch gesteuert werden. Gegebenenfalls ist der Kopf lediglich gefedert ausgebildet.
  • Durch das Ansetzen der Zentriermittel 5 an das feste Material 1 ist der Geräteträger 4 gegenüber dem festen Material 1 im Wesentlichen lagezentriert. Die Lage des Geräteträgers 4 gegenüber dem festen Material 1 kann insbesondere durch das nicht dargestellte Arbeitsgerät 2 gewählt werden. So kann durch Heranführen des Geräteträgers 4 an das feste Material 1 in unterschiedlichen Winkeln oder Lagen die zu erstellende Bruchfläche des festen Materials 1 festgelegt und gewählt werden.
  • Am Geräteträger 4 ist eine Bohranordnung 6 vorgesehen. Die Bohranordnung 6 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform zwei Bohreinrichtungen 14. Die Bohreinrichtungen 14 sind bewegbar am Geräteträger 4 vorgesehen und insbesondere an einer Führungsschiene 18 des Geräteträgers 4 geführt.
  • Die Bohreinrichtungen 14 umfassen jeweils einen entlang einer Bohrachse 15 verlaufenden Bohrer 16. Ferner umfassen die Bohreinrichtungen 14 in der vorliegenden Ausführungsform eine Lafette 17, die ein Zurückziehen und Zustellen des Bohrers 16 aus dem festen Material 1 bzw. an oder in das feste Material 1 ermöglichen. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung 13, die eine Bewegung der Bohreinrichtungen 14 gegenüber dem Geräteträger 4, insbesondere entlang der Führungsschiene 18 bzw. entlang dem Geräteträger 4 ermöglicht.
  • Die Vorrichtung umfasst mehrere, im vorliegenden Fall drei, Spaltvorrichtungen 10, die am Geräteträger 4 angebracht sind. Insbesondere sind die Spaltvorrichtungen 10 beweglich am Geräteträger 4 angebracht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Spaltvorrichtungen 10 entlang der Führungsschiene 18 am Geräteträger 4 verfahren werden. Die Spaltvorrichtungen 10 umfassen jeweils einen entlang einer Spaltachse 11 verlaufenden Spaltfortsatz 12. Über eine Bewegungsvorrichtung 13 können die Spaltvorrichtungen 10 und deren Spaltfortsätze 12 entlang des Geräteträgers 4 bewegt und insbesondere verfahren werden.
  • Dadurch können in einem ersten Schritt mehrere Bohrungen 7 durch die Bohreinrichtungen 14 hergestellt werden, wobei in einige der Bohrungen 7, im vorliegenden Fall in bis zu drei der Bohrungen 7, die Spaltfortsätze 12 der Spaltvorrichtungen 10 eingeführt werden können, um eine Trennung des festen Materials 1 zu bewirken.
  • Zur Bestimmung von Lagedaten der Bohreinrichtungen 14 bzw. der Bohrstellen 9 und/oder der Spaltvorrichtungen 10, ist in der vorliegenden Ausführungsform mindestens ein Lagesensor 20 vorgesehen. Der Lagesensor 20 ist als induktiver Sensor ausgebildet und erstreckt sich entlang des Geräteträgers 4, um die Lage der Bohreinrichtung 14 und/oder der Spaltvorrichtungen 10 bestimmen zu können. Der Lagesensor 20 kann dabei beispielsweise mehrere oder eine induktiv wirkende Spule umfassen, um Lagedaten induktiv aufnehmen zu können.
  • Ferner sind ein oder mehrere Antriebe 19 vorgesehen sein, um eine Verschiebung der Spaltvorrichtungen 10 und der Bohreinrichtungen 14 entlang des Geräteträgers 4 zu ermöglichen. Bevorzugt umfasst jede Spaltvorrichtung 10 und jede Bohreinrichtung 14 einen Antrieb 19, der beispielsweise über ein Zahnritzel an einer Zahnstange des Geräteträgers 4 abrollt, um eine Verschiebung entlang der Führungsschiene 18 zu bewirken. Der Antrieb 19 ist bei dieser Ausführungsform jeweils an der Bohreinrichtung 14 bzw. an der Spaltvorrichtung 10 angebracht und mit dieser mitbewegt. Die Zahnstange ist dabei bevorzugt starr mit dem Geräteträger 4 oder mit der Führungsschiene 18 verbunden.
  • Alternativ zu Ritzel-Zahnstangen-Paarungen können auch Walzen oder ähnliche Antriebsmittel eingesetzt werden.
  • Alternativ kann beispielsweise auch ein einziger Linearantrieb vorgesehen sein, der wahlweise mit einer der Komponenten, insbesondere mit einer der Spaltvorrichtungen 10 oder einer der Bohreinrichtungen 14 gekoppelt werden kann, über eine unabhängige Bewegung der Komponenten mit einem einzigen Antrieb 19 zu ermöglichen.
  • Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Figur 1, wobei auf die Beschreibung der Komponenten der Figur 1 verwiesen wird. Der Geräteträger 4 ist an dem Werkzeugträger 3 des Arbeitsgeräts 2 vorgesehen, wobei das Arbeitsgerät 2 lediglich symbolhaft als Teil eines Auslegers eines Arbeitsgeräts 2 dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Geräteträger 4 über eine Geräteträgerbewegungsvorrichtung 21 mit dem Werkzeugträger 3 des Arbeitsgeräts 2 verbunden. Diese Geräteträgerbewegungsvorrichtung 21 erlaubt, zusätzlich zu den Freiheitsgraden des Werkzeugträgers 3, eine Verschwenkung, Drehung oder Verschiebung des Geräteträgers 4 gegenüber dem Werkzeugträger 3. Insbesondere ist, den schematisch eingezeichneten Pfeilen der Figur 2 und der Figur 1 entsprechend, eine Verschwenkung des Geräteträgers 4 gegenüber dem Werkzeugträger 3 um drei Achsen möglich.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Stellungen, wobei in beiden Figuren, anders als in den Figuren 1 und 2, die Bohrrichtung nicht vertikal, sondern horizontal verläuft. Die Bohrrichtung kann insbesondere durch Verschwenken des Werkzeugträgers 3 des Arbeitsgeräts 2 und/oder durch Betätigung der Geräteträgerbewegungsvorrichtung 21 bewirkt werden.
  • In Figur 3 ist der Geräteträger 4 über Zentriermittel 5 gegenüber dem festen Material 1 lagezentriert. Der Bohrer 16 ist entlang der Bohrachse 15 in das feste Material 1 eingeschoben. Durch den Bohrer 16 wurde gemäß dieser Darstellung bzw. in dieser Stellung bereits eine Bohrung 7 an einer Bohrstelle 9 im festen Material 1 hergestellt. Bevorzugt werden zur Spaltung des festen Materials 1 mehrere derartige Bohrungen 7 entlang einer in dieser Darstellung nicht eingezeichneten Bohrkontur 8 erstellt.
  • Sind die Bohrungen 7 erstellt, so werden die Bohrer 16 in eine zurückgezogene Stellung aus der Bohrung 7 herausgefahren. Ferner werden in einem weiteren Schritt die Bohreinrichtungen 14 durch die Bewegungsvorrichtung 13 entlang dem Geräteträger 4 derart aus dem Bereich der Bohrstelle 9 bzw. der Bohrung 7 entfernt, dass ein Freiraum zur Zustellung der Spaltvorrichtungen 10 gebildet wird.
  • Figur 4 zeigt eine weitere Stellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Spaltvorrichtung 10 und insbesondere der entlang der Spaltachse 11 verlaufende Spaltfortsatz 12 der Spaltvorrichtung 10 in eine Bohrung 7 eingeführt ist. In einem weiteren Schritt kann dann, beispielsweise durch Aufweiten des Spaltfortsatzes 12, das feste Material 1 entlang der nicht dargestellten Bohrkontur 8 gespalten werden. Auch bei diesem Vorgang ist bzw. bleibt bevorzugt der Geräteträger 4 über die Zentriermittel 5 gegenüber dem festen Material 1 lagezentriert.
  • Figur 5 zeigt eine schematische Aufsicht zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein schematisch dargestellter Geräteträger 4 ist über Zentriermittel 5 gegenüber dem festen Material 1 lagezentriert. Am Geräteträger 4 sind eine Bohranordnung 6, insbesondere 2 Bohreinrichtungen 14 und zwei Spaltvorrichtungen 10 vorgesehen. An dieser Stelle wird angemerkt, dass die Zahl der Bohreinrichtungen 14 bzw. der Spaltvorrichtungen 10 je nach Einsatzbereich angepasst bzw. gewählt werden kann. Bevorzugt ist in allen Ausführungsformen zumindest eine Bohreinrichtung 14 zur Erstellung mehrerer Bohrungen 7 vorgesehen. In allen Ausführungsformen sind bevorzugt mehrere, zumindest zwei Spaltvorrichtungen 10 vorgesehen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind durch die beiden Bohreinrichtungen 14 mehrere Bohrungen 7 hergestellt worden. Die Bohrungen 7 sind an Bohrstellen 9 vorgesehen. Die Bohrstellen 9, insbesondere die Bohrungen 7, sind dabei beabstandet voneinander entlang einer Bohrkontur 8 angeordnet. Die Bohrkontur 8 verläuft bevorzugt im Wesentlichen parallel zur oder entlang der Führungsschiene 18 des Geräteträgers 4, wobei die Führungsschiene 18 in dieser schematischen Darstellung nicht eingezeichnet ist. Bevorzugt verläuft die Bohrkontur 8 in allen Ausführungsformen entlang des Freiheitsgrades der Verschiebbarkeit der Spaltvorrichtungen 10 und der Bohreinrichtungen 14. In der vorliegenden Ausführungsform und Stellung der Vorrichtung sind zwei Spaltvorrichtungen 10 an zwei Bohrstellen 9 angeordnet, wobei die Spaltfortsätze 12 der Spaltvorrichtungen 10 in die Bohrungen 7 dieser Bohrstellen 9 eingeführt sind. Dadurch kann das feste Material 1 entlang der Bohrkontur 8 gespalten werden. Die Wahl, in welche der Bohrungen 7 die Spaltfortsätze 12 der Spaltvorrichtungen 10 eingeführt werden sollen, um ein Zerteilen des festen Materials 1 zu bewirken, kann beispielsweise automatisiert oder durch die Bedienperson vorgenommen werden.
  • Die Bohrkontur 8 verläuft in der vorliegenden Ausführungsform der Figur 5 im Wesentlichen geradlinig. Insbesondere verläuft die Bohrkontur 8 entlang einer in der vorliegenden Darstellung normal zur Bildebene angeordneten geraden Ebene. Durch die Unebenheit des festen Materials 1 ist die Kontur 8 selbst dadurch gegebenenfalls keine Gerade, sondern eine entlang der Spaltachsen 11 bzw. der Bohrachsen 15 auf die Oberfläche des festen Materials 1 projizierte Gerade.
  • Figur 6 zeigt eine schematische Ansicht mehrerer Spaltvorrichtungen 10 und deren Hydraulikschaltplan. Die vorliegende Ausführungsform umfasst drei Spaltvorrichtungen 10, die derart angesteuert sind, dass eine Synchronisation der Spaltvorrichtungen 10 ermöglich ist. In der dargestellten Stellung ist lediglich eine Spaltvorrichtung 10, nämlich die mittlere Spaltvorrichtung 10, durch das Hydrauliksystem mit Druck beaufschlagt oder beaufschlagbar. Die anderen beiden Spaltvorrichtungen 10 sind jeweils über ein Schaltglied von der Druckquelle abgetrennt. Durch Betätigung der Schaltglieder können jedoch auch die weiteren Spaltvorrichtungen 10 an die Druckquelle angeschlossen werden, um eine Betätigung, insbesondere um eine synchronisierte Betätigung der Spaltvorrichtungen 10 zu bewirken. Durch das hydraulische System wird der Druck gleichmäßig auf alle mit der Druckquelle verbundenen Spaltvorrichtungen 10 verteilt, womit es zu einer gleichmäßigen Verteilung der Kraft und insbesondere der Spaltkraft der Spaltvorrichtungen 10 kommt. Durch das gleichmäßige und gleichzeitige Aufbringen einer Kraft wird die Effizienz des Spaltvorgangs verbessert, wodurch insbesondere die Spaltkraft der Vorrichtung vergrößert wird.
  • Bevorzugt dient die Hydraulikpumpe des Arbeitsgeräts 2 als Druckquelle für das Hydrauliksystem der Spaltvorrichtungen 10. Insbesondere kann zwischen dem Hydrauliksystem des Arbeitsgeräts 2 und dem Hydrauliksystem der Spaltvorrichtungen 10 gemäß Figur 6 oder gemäß einer anderen Ausführungsform ein Druckübersetzer 22 zur Erhöhung des auf die Spaltvorrichtungen 10 wirkenden Drucks vorgesehen sein.
  • In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Bohranordnung 6 mehrere als Bohrhämmer ausgebildete Bohreinrichtungen 14 umfasst. Diese Bohrhämmer sind bevorzugt an einer Lafette 17 entlang ihrer Bohrachse 15 verlagerbar. In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass jede Bohreinrichtung 14 mit einem eigenen Antrieb 19 zur Verlagerung entlang dem Geräteträger 4 ausgestattet ist. Dadurch kann auf einem bestehenden Geräteträger 4 die Zahl der Bohreinrichtungen 14 durch Anbauen oder Entfernen weiterer Bohreinrichtungen 14 variiert werden.
  • In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass jede Spaltvorrichtung 10 mit einem eigenen Antrieb 19 versehen ist, um eine unabhängige Verlagerung entlang dem Geräteträger 4 bewirken zu können. Dadurch kann, insbesondere durch Entfernen oder Hinzufügen einer Spaltvorrichtung 10, die Anzahl der Spaltvorrichtungen 10 variiert werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass jede Bohreinrichtung 14 einen eigenen Antrieb 19 zur Bewegung des Bohrers 16 entlang der Bohrachse 15 umfasse. Bevorzugt ist vorgesehen, dass jede Spaltvorrichtung 10 einen eigenen Antrieb 19 zur Bewegung des Spaltfortsatzes 12 entlang der Spaltachse 11 umfasst.
  • In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass alle Antriebe 19 von einer Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt werden.
  • Eine oder die oben beschriebene Ausführungsform kann gegebenenfalls zusätzlich wie folgt ausgebildet sein:
    • Die auf einem als Hydraulikbagger ausgebildeten Arbeitsgerät 2 installierte erfindungsgemäße Vorrichtung, ist mit Bohrhämmern, welche das Bohrloch bohren und mit Spaltgeräten, welche nach dem Bohrvorgang den Stein spalten, versehen. Die Anzahl der Bohr- und Spalteinheiten ist variabel. Bevorzugt ist vorgesehen, dass jeder Bohrhammer und jedes Spaltgerät mit einem separaten Antrieb 19 samt Bremsvorrichtung durch Eingriff auf eine Zahnstange am Geräteträger 4 verfahren und mittels Zylinder entlang der Bohr- oder Spaltachse verschoben werden kann. Zuerst wird das Reihenbohrgerät mittels Bagger und den Funktionen Drehen, Schwenken und Neigen des Reihenbohrgerätes auf dem abzubohrenden Gestein positioniert. Je nach Gegebenheit kann die Lafette 17, auf welcher der Bohrhammer installiert ist, einzeln positioniert werden. Im Anschluss kann zwischen Konjunktion-Betrieb und Parallel-Betrieb gewählt werden. Weiters kann der Bohrabstand zwischen den zu bohrenden Löchern zwischen beispielsweise 100 - 250mm in 50mm-Schritten definiert und eingestellt werden. Sind die Daten ausgewählt, kann der Bohrraster im Manuell- oder Automatik-Betrieb abgebohrt werden.
  • Die Position der einzelnen Lafetten 17 bzw. Spaltgeräte, welche auf jeweils separaten Rahmen montiert sind und einzeln am Geräteträger 4 verfahren können, wird gemäß dieser Ausführungsform über ein induktives Messsystem erfasst. Über einen Magnetstab wird die jeweilige Position des einzelnen Bohrhammers und/oder Spaltgerätes abgefragt und überprüft. Ferner ist gegebenenfalls ein System für die Bohr- und Spalteinheit vorgesehen, welches die einzelnen Positionen aus der Steuerungseinrichtung abfragt. So können diese immer miteinander kommunizieren und beim Verfahren der einzelnen Bohreinrichtungen 14, Spaltvorrichtungen 10, Lafetten 17 und/oder Rahmen immer ausweichen, um eine Kollision zu vermeiden. Darüber hinaus können alle Positionen der Bohrlöcher, für das anschließende automatische Positionieren des Spaltzylinders, gespeichert werden. Nach dem Bohren kann die Anzahl der Spaltgeräte bzw. welches Spaltgerät verwendet wird, ausgewählt werden. Die Ansteuerung (Aktivierung/Deaktivierung) der einzelnen Spaltzylinder erfolgt bevorzugt über einzelne Sperrventile. Dann wird das jeweilige Spaltgerät insbesondere manuell in die ungefähre Spaltposition gefahren. Wird der Spaltvorgang gestartet, fährt das jeweilige Spaltgerät automatisch oder teilautomatisch zu dem nächstgelegenen, gespeicherten Bohrloch und startet den Spaltvorgang. Der Verschubweg des Spaltzylinders entspricht dem maximalen Verschubweg der Lafette 17 der Bohreinheit - insbesondere zum Erreichen der maximalen unteren Spaltposition bei nicht ebener Blockoberfläche. Die Spaltkeile der Spaltvorrichtung 10 sind bevorzugt mit einer Zentrierfase versehen um ein leichteres Positionieren im Bohrloch zu ermöglichen. Weiters werden die Spaltzylinder bevorzugt auf einer speziellen Gummilagerung befestigt, um Ungenauigkeiten ausgleichen zu können. Der höhere Druck, welcher bei den Spaltgeräten benötigt wird, wird bevorzugt durch einen Druckübersetzer realisiert. Somit ist die Hydraulikversorgung durch das Arbeitsgerät 2 oder das Trägergerät mit Standarddrücken möglich. Nachdem der Spaltvorgang beendet wurde, kann die Vorrichtung versetzt werden, über die Einrichtfunktionen neu positioniert und ein neuer Bohr- bzw. Spaltvorgang begonnen werden.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Zerteilen von festem Material (1), umfassend:
    - einen mit einem Arbeitsgerät (2) oder mit dem Werkzeugträger (3) des Arbeitsgeräts (2) verbindbaren oder verbundenen Geräteträger (4),
    - ein mit dem Geräteträger (4) verbundenes Zentriermittel (5) zur Lagezentrierung des Geräteträgers (4) gegenüber dem festem Material (1),
    - mindestens eine an dem Geräteträger (4) angebrachte Bohranordnung (6) zur Herstellung mehrerer Bohrungen (7) bei lagezentriertem Geräteträger (4), wobei die Bohrungen (7) im Wesentlichen entlang einer Bohrkontur (8) an voneinander beabstandet angeordneten Bohrstellen (9) im festen Material (1) vorgesehenen sind oder werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass mehrere beweglich an dem Geräteträger (4) angebrachte Spaltvorrichtungen (10) vorgesehen sind, die jeweils einen entlang einer Spaltachse (11) verlaufenden Spaltfortsatz (12) aufweisen,
    - dass die Spaltvorrichtungen (10) über eine Bewegungsvorrichtung (13) bei lagezentriertem Geräteträger (4) entlang der Bohrkontur (8) und quer zur Spaltachse (11) zu den durch den zuvor durch die Bohranordnung (6) erstellten Bohrstellen (9) bewegbar angeordnet sind,
    - und dass die Spaltfortsätze (12) der Spaltvorrichtungen (10) zum Spalten des festen Materials (1) jeweils entlang der Spaltachse (11) in die Bohrungen (7) einführbar oder eingeführt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Bohranordnung (6) mindestens eine entlang der Bohrkontur (8) beweglich an dem Geräteträger (4) angebrachte Bohreinrichtung (14) umfasst,
    - dass die Bohreinrichtung (14) einen entlang einer Bohrachse (15) verlaufenden Bohrer (16) umfasst,
    - dass der Bohrer (16) zur Herstellung einer Bohrung (7), insbesondere an einer Lafette (17), entlang der Bohrachse (15) von einer zurückgezogenen Stellung in eine Bohrstellung verlagerbar oder verlagert ist,
    - dass die Bohreinrichtung (14), zur Herstellung mehrerer Bohrungen (7), über die Bewegungsvorrichtung (13) bei lagezentriertem Geräteträger (4) und bei zurückgezogenem Bohrer (16) entlang einer Bohrkontur (8) quer zur Bohrachse (15) zu mehreren Bohrstellen (9) bewegbar ist,
    - und dass die Bohreinrichtung (14), zur Schaffung eines Freiraums für die Spaltvorrichtungen (10), über die Bewegungsvorrichtung (13) bei lagezentriertem Geräteträger (4) und bei zurückgezogenem Bohrer (16) entlang der Bohrkontur (8) quer zur Bohrachse (15) von den Bohrstellen (9) wegbewegbar ist;
    oder
    - dass die Bohranordnung (6) mehrere entlang der Bohrkontur (8) beweglich an dem Geräteträger (4) angebrachte Bohreinrichtungen (14) umfasst,
    - dass die Bohreinrichtungen (14) jeweils einen entlang einer Bohrachse (15) verlaufenden Bohrer (16) umfassen,
    - dass die Bohrer (16) zur Herstellung mehrerer Bohrlöcher (8), insbesondere an Lafetten (17), entlang der Bohrachsen (15) von einer zurückgezogenen Stellung in eine Bohrstellung verlagerbar oder verlagert sind,
    - und dass die Bohreinrichtungen (14), insbesondere zur Schaffung eines Freiraums für die Spaltvorrichtungen (10), über die Bewegungsvorrichtung (13) bei lagezentriertem Geräteträger (4) und bei zurückgezogenem Bohrer (16) entlang einer Bohrkontur (8) quer zur Bohrachse (15) bewegbar sind.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (13) des Geräteträgers (4) mindestens eine oder genau eine Führungsschiene (18) umfasst, entlang derer die Bohreinrichtung (14), die Bohreinrichtungen (14) und/oder die Spaltvorrichtungen (10) geführt bewegbar angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (13) des Geräteträgers (4) mindestens einen Antrieb (19) zur Verlagerung der mindestens einen Bohreinrichtung (14) und der Spaltvorrichtungen (10) entlang der Bohrkontur (8) zu den Bohrstellen (9) umfasst,
    und/oder dass jede Spaltvorrichtung (10) und jede Bohreinrichtung (14) einen eigenen, insbesondere unabhängig steuerbaren, Antrieb (19) zur Verlagerung der Spaltvorrichtung (10) beziehungsweise der Bohreinrichtung (14) entlang des Geräteträgers (4) und/oder entlang der Bohrkontur (8) zu den Bohrstellen (9) umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräteträger (4) und/oder die Führungsschiene (18) entlang der Bohrkontur (8) oder parallel zur Bohrkontur (8) verläuft oder verlaufen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräteträger (4), die Führungsschiene (18) und/oder die Bohrkontur (8) im Wesentlichen linear verlaufen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine Steuerungsanordnung vorgesehen ist,
    - dass die Steuerungseinrichtung mindestens einen Lagesensor (20) zur Bestimmung der Lagedaten der Spaltvorrichtungen (10) und der mindestens einen Bohreinrichtung (14) umfasst,
    - dass die Steuerungseinrichtung einen Datenspeicher zur Speicherung der Lagedaten der mindestens einen Bohreinrichtung (14) umfasst,
    - und dass der Antrieb (19) oder die Antriebe (19) zum Positionieren der Spaltvorrichtungen (10) über oder in je einem zuvor erstellten und in Form von Lagedaten gespeicherten Bohrloch zumindest teilweise von der Steuerungseinrichtung unter Verwendung der gespeicherten Lagedaten gesteuert ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Spaltvorrichtungen (10) und insbesondere die Spaltbewegungen der Spaltvorrichtungen (10) miteinander synchronisiert oder synchronisierbar sind.
  9. Verfahren zum Zerteilen von festem Material (1), unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend folgende Schritte:
    - Lagezentrieren des Geräteträgers (4) gegenüber dem festem Material (1) durch Ansetzen des Zentriermittel (5) an das feste Material (1),
    - Herstellen mehrerer Bohrungen (7) durch eine an dem Geräteträger (4) angebrachte Bohranordnung (6) bei lagezentriertem Geräteträger (4), wobei die Bohrungen (7) im Wesentlichen entlang einer Bohrkontur (8) an voneinander beabstandet angeordneten Bohrstellen (9) im festen Material (1) vorgesehenen werden,
    - Entfernen der Bohranordnung (6) aus den Bohrungen (7),
    - Bewegen und Einführen der Spaltfortsätze der Spaltvorrichtungen (10) entlang der Bohrkontur (8) in jeweils eine Bohrung (7),
    - Spalten des festen Materials (1) entlang der Bohrkontur (8) durch Betätigen der Spaltvorrichtungen (10), insbesondere durch Aufweiten der Spaltfortsätze in den Bohrungen (7).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim oder nach dem Entfernen der Bohranordnung (6) aus den Bohrungen (7), die mindestens eine Bohreinrichtung (14) der Bohranordnung (6), zur Schaffung eines Freiraums für die Spaltvorrichtungen (10), über die Bewegungsvorrichtung (13) bei lagezentriertem Geräteträger (4) und bei zurückgezogenem Bohrer (16) entlang einer Bohrkontur (8) quer zur Bohrachse (15) von den Bohrstellen (9) wegbewegt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
    - dass entlang der Bohrkontur (8) mehr Bohrungen (7) hergestellt werden als Spaltvorrichtungen (10) vorgesehen sind,
    - dass die Spaltfortsätze je in eine Bohrung (7) eingeführt werden,
    - und dass dabei eine oder mehrere Bohrungen (7) freigehalten ist oder sind.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
    - dass beim Bohren Lagedaten der mindestens einen Bohreinrichtung (14) und/oder der Bohrstellen (9) aufgenommen, und in einem Datenspeicher gespeichert werden,
    - und dass diese Lagedaten zur Positionierung der Spaltvorrichtungen (10) in je einer zuvor erstellten Bohrung (7) verwendet werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltvorrichtungen (10) synchronisiert betätigt werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagezentrieren des Geräteträgers (4) gegenüber dem festem Material (1) durch Ansetzen des Zentriermittels (5) an das feste Material (1) und durch festlegen oder unbewegt halten der Position des Werkzeugträgers (3) des Arbeitsgeräts (2) erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräteträger (4):
    - während dem Herstellen der Bohrungen (7),
    - während dem Entfernen der Bohranordnung (6) aus den Bohrungen (7),
    - während dem Bewegen und Einführen der Spaltfortsätze (12) der Spaltvorrichtungen (10) entlang der Bohrkontur (8) in jeweils eine Bohrung (7)
    - und gegebenenfalls auch während dem Spalten des festen Materials (1) entlang der Bohrkontur (8) durch Betätigen der Spaltvorrichtungen (10),
    in einer Stellung lagezentriert gegenüber dem festen Material (1) unbewegt gehalten wird.
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