JP2013534281A - 出銑口掘削機のドリルロッドの保持装置及びドリルロッドの取り外し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、出銑口掘削機（１０）のドリルロッド（１５）の保持装置（２７）及び出銑口掘削機からドリルロッド台（１７）を取り外す方法に関する。
【解決手段】出銑口掘削機は、掘削打撃機構（１６）が移動可能に設けられたフレームを有し、掘削打撃機構は、ドリルロッドを連結するためのドリルロッド台を有し、フレームには、保持装置の把持装置（２１）が設けられ、把持装置は、ドリルロッド台に対してドリルロッドを保持する機能を有し、ドリルロッドは、把持装置によりフレームに確実に固定され得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の特徴を有する、出銑口掘削機のドリルロッドの保持装置、及び請求項１５の特徴を有する、出銑口掘削機のドリルロッド台からドリルロッドを取り外す方法に関する。

出銑口掘削機は、技術の現状からよく知られており、溶鉱炉の溶鉱炉壁を掘削することにより溶融路を開けるのに大いに役立っている。既知の出銑口掘削機は、実質的に、掘削打撃機構が設けられたフレームを有している。掘削打撃機構は、数メートルの長さがあるドリルロッドを連結するためのドリルロッド台を有している。フレームは、運び台のように構成されており、例えば、溶鉱炉の出銑口の前の掘削のための所望の位置に移動可能となるように回転可能又は旋回可能に取り付けられている。また、フレームは、一般的に、穴を掘削するために前端部において固定装置により溶鉱炉に確実に固定されている。このように、掘削工程の間は、ドリルロッドを介して比較的大きな力を用いることができる。掘削工程の間、掘削打撃機構は、ハンマードリルのように繰り返し打撃衝撃とともにドリルロッドを回転させる。ドリルロッドが溶鉱炉の壁に継続的により深く入り込めるように、フレームの長手方向への掘削打撃機構の送り動作によりドリルロッドの送りが行われる。ドリルロッドは長さ数メートルであり得るので、フレームの前端部においてドリルロッドを緩く保持する必要がある。この目的のために、技術の現状から種々の装置が知られており、これらの装置は、ドリルロッドが、容易に交換可能であり且つ、あらゆる環境下でドリルロッドの妨害のない回転及び送りを確保する案内ができるように形成されている。

掘削打撃機構は、掘削工程の間、ドリルロッド台を介してドリルロッドに比較的大きな力を加えるので、ドリルロッド台内でのドリルロッドの後端部の塑性変形が掘削工程の間、常に生じ得る。この塑性変形は特に打撃機構により生じることがあり、この打撃機構はドリルロッド台を介してドリルロッドの後端部に打撃衝撃を加える。このことは、出銑口を開けた後に通常必要であるドリルロッドの交換をより困難にし得る。ドリルロッド台内でのドリルロッドの後端部の塑性変形により、ドリルロッドがドリルロッド台から容易に取り外せないように、ドリルロッドがドリルロッド台の中に詰まることがある。よって、この場合には、オペレーティングスタッフによるドリルロッド台からのドリルロッドの交換又は取外しは、追加の道具を用いてのみ可能でありかつより多くの時間を要する。

したがって、本発明の目的とするところは、出銑口掘削機のドリルロッドの保持装置、及び出銑口掘削機のドリルロッド台からドリルロッドを取り外す方法を提供することであり、これらの装置及び方法はドリルロッド台からのドリルロッドの容易な取外しを提供することにある。

この目的は、請求項１の特徴を有する保持装置、及び請求項１５の特徴を有する方法により解決される。

本発明は、出銑口掘削機のドリルロッドの保持装置に関し、出銑口掘削機は、掘削打撃機構が移動可能な状態で設けられたフレームを有し、前記フレームには、前記保持装置の把持装置が設けられ、前記把持装置は、前記ドリルロッド台に対して前記ドリルロッドを保持する機能を有し、前記ドリルロッドは、前記把持装置により前記フレームに確実に固定可能である。

したがって、把持装置により、フレームに対してドリルロッドをねじり方向に動かない態様で固定すること、及びそれ以上ドリルロッドの送り動作ができないようにドリルロッドを固定することが可能である。その結果、フレーム上を移動可能な掘削打撃機構を送り動作とは逆の方向に動かすこと、すなわち機械による駆動によってドリルロッドがドリルロッド台から取り外されるように掘削打撃機構を動かすことが可能となる。ドリルロッドがドリルロッド台の内部に詰まっている場合には、ドリルロッドの保持又は締付けのための道具が把持装置により提供され又は形成されるため、よって追加の道具やスタッフは全く必要でない。人手によるドリルロッド台からのドリルロッドの取外しに比べ、とりわけ高い引張力が移動可能な掘削打撃機構により提供又は発生可能であり、この掘削打撃機構は、ドリルロッド交換の時間消費が大きく増えることなく、ドリルロッド台から大きく変形したドリルロッドを取外すことさえをも容易にする。

フレームに対するドリルロッドの固定に関して、フレームにおけるどの位置にドリルロッドが固定されるのかは基本的に重要でない。例えば、フレーム上のドリルロッド台のすぐ近くにドリルロッドを固定することも考えられる。

把持装置が、前記フレームのうち、出銑口に向けられ且つ前記掘削打撃機構の反対側に位置する端部に設けられていることが特に有利である。把持装置は、さらに、同装置がドリルロッドの案内としても機能するように実現されていてもよい。この方法では、溶鉱炉壁を掘削するときのドリルロッドの、場合によっては非円形の、又は偏心した回転が防止され得る。

前記把持装置は、例えば、前記ドリルロッドを力が適合した態様、及び／又は、形状が適合した態様で固定できる締付け要素を有していてもよい。締付け要素は、同要素が摩擦締結によりドリルロッドを締め付けるように形成され得る。このために、ドリルロッドに接する、締付け要素の表面には、例えば、歯部が設けられ得る。また、締付け要素は、形状が適合するようにドリルロッドの表面に食い込むことができる、ピン形状又はくさび形の突起を有していてもよい。

さらに、前記把持装置は、複数の爪を有しており、前記爪は、前記ドリルロッドが該爪により案内されるように、前記ドリルロッドを取り囲んで把持し得る。よって、爪は、爪によるドリルロッドの固定が行われることなく、ドリルロッドの案内部として機能し得る。また、爪は、ドリルロッドを把持することとは別に、ドリルロッドが爪から外されて容易に交換可能となるように回動され得る方法で形成されていてもよい。

その範囲において、前記締付け要素は、複数の前記爪にそれぞれ設けられておりかつ前記爪に固定されて連結されていることが有利である。ドリルロッドに対する爪の位置により、締付け要素はドリルロッドにしっかりと接しかつそうしてドリルロッドを固定することができ、又は、締付け要素は、ドリルロッドが爪の間を案内されるように、ドリルロッドから離れることができる。よって、ドリルロッドに対する爪の距離によって、締付け要素の機能を容易に調節することができる。

さらに、前記保持装置は、前記把持装置を開放、閉鎖又は締付け位置への回動させることができる駆動ユニットを有していてもよい。開放位置では、例えば、爪は爪の間におけるドリルロッドの案内が全くなされずドリルロッドが単純に取り外され得るような距離をもって互いに離れることができる。閉鎖位置では、爪はドリルロッドが爪の間で案内されるようにドリルロッドを囲むことができ、そして締付け位置では、爪はドリルロッドが爪の間又は爪に取り付けられた締付け要素の間で固定される程度にドリルロッドに近づくことができる。駆動ユニットは、容易で、機械により行われ且つ、必要であれば自動化された、把持装置の前記位置への移行を可能とし得る。

前記駆動ユニットは、レバーギア、ドライブシャフト及び駆動シリンダにより形成され、前記駆動シリンダは、前記ドライブシャフトが該駆動シリンダにより回転可能となるように、該ドライブシャフトに連結され、前記ドライブシャフトは、前記レバーギアが前記ドライブシャフトを介して前記把持装置を回動させることができるように、該レバーギアに連結されている。駆動シリンダは、特定の回転角度内でドライブシャフトを回転又は旋回させる油圧式シリンダであってもよい。このドライブシャフトの回転はさらに、レバーギアが把持装置を作動させるように、レバーギアに伝達されてもよい。この方法では、開放、閉鎖又は締付け位置は、ドライブシャフトの異なった回転角度位置によって調節され得る。また、駆動シリンダは、温度の影響から保護され且つ、可能な限り溶鉱炉の壁から遠く離れていなければならないところ、ドライブシャフトの使用は、把持装置と駆動シリンダとの空間的な分離を可能にする。

把持装置を異なるドリルロッドの直径に適合させるため、又はそれとともに把持装置の閉鎖若しくは締付け位置の間を切り替えるため、前記保持装置は、調節装置を有し、前記調節装置により前記閉鎖又は締付け位置が調節され得る。

例えば、駆動ユニットと調節装置との間に、前記ドライブシャフトの回転を制限するための停止部が形成されていてもよい。そのとき、ドライブシャフトは、把持装置の閉鎖又は締付け位置に達するまで、駆動シリンダにより一定の回転角度だけ回転されることが可能である。停止部は、例えば、また、停止部の微調整を可能とするネジを備えていてもよい。

前記駆動シリンダがクランクレバーを介して前記ドライブシャフトに連結されているなら、ドライブシャフトの回転は、単純に可能となる。クランクレバーは、例えば、ドライブシャフトの一端に固く取り付けられており、駆動シリンダは、クランクレバーの一端に係合してドライブシャフト回りにクランクレバーを回転させ得る。

この場合には、停止部は、クランクレバーと調節装置との間において特に簡単に形成され得る。そのとき、停止部は、クランクレバーの回転動作、ひいては、ドライブシャフトの回転角度を容易に制限し得る。

可能な限り容易に停止部を変化させ又は調節することができるように、前記調節装置は、前記停止部を形成するための停止要素を有し、前記停止要素は、前記閉鎖位置を形成するための閉鎖停止部及び前記締付け位置を形成するための締付け停止部を有し、前記停止要素は、前記閉鎖停止部又は締付け停止部が選択的に前記停止部を形成するように、前記閉鎖位置と前記締付け位置との間を移行可能である。したがって、停止要素は２つの停止部を形成することができ、把持装置の望ましい位置に応じてそれぞれに適切な停止要素の停止部が使用される。停止要素は、例えば、閉鎖停止部及び締付け停止部を形成し、かつ閉鎖停止部又は締付け停止部が停止部として使用されるように自らの縦軸に沿ってスライド可能なロッドとして形成されていてもよい。そして、このように形成された停止部は、停止要素の単純なスライドにより、ドライブシャフトの回転角度を制限し又は調節することができ、かつ把持装置の閉鎖又は締付け位置の間の選択を可能とする。また、調節装置におけるこれらの停止部の一つが前述のように物理的に形成されることによって閉鎖又は締付け停止部が形成され得る。そして、それぞれの停止部は、駆動シリンダの最大ストロークに基づいて形成され得る。

別の実施形態では、前記調節装置は、バネを有し、前記停止要素は、前記バネにより前記閉鎖位置へと移動させられ得る。よって、調節装置により特定の位置が選択されない場合には、停止部を形成するのは常に閉鎖停止部でありかつ把持装置が閉鎖位置にあることが確保される。バネは、調節装置のスライド又は各動作を生じさせる引張又は圧縮バネとして実現されていてもよい。

例えば、前記調節装置は、固定装置を有し、前記停止要素は、前記固定装置により前記閉鎖又は締付け位置において固定され得ることが有利である。固定装置により、停止要素が同要素の意図された位置に無事にとどまることが確保される。固定装置は、例えば、固定装置が形状の適合した態様で停止要素を固定しかつ同要素の不要なスライドを防止するように、停止要素の各所望の位置に固定され又は回動されるレバー要素から形成されていてもよい。

本発明に係る、出銑口掘削機のドリルロッド台からドリルロッドを取り外す方法では、前記出銑口掘削機は、掘削打撃機構が設けられたフレームを有し、前記掘削打撃機構は、前記ドリルロッドを連結するための前記ドリルロッド台を有し、前記フレームには、把持装置が設けられ、前記把持装置は、前記ドリルロッド台に対して前記ドリルロッドを保持し、前記ドリルロッドは、前記把持装置により前記フレームに確実に固定され、前記ドリルロッド台は、前記ドリルロッドが前記ドリルロッド台から取り外されるように、前記把持装置に対して相対的に移動させられる。

発明に係る方法の利点に関しては、本発明に係る装置の上述の説明を参照されたい。他の有利な実施形態は、装置請求項１を参照する従属請求項の特徴の説明から明らかになる。

保持装置を含む出銑口掘削機の側面図である。 異なる位置における把持装置の正面図である。 異なる位置における把持装置の正面図である。 異なる位置における把持装置の正面図である。 図２ａの把持装置の各拡大部分を示す図である。 図２ｂの把持装置の各拡大部分を示す図である。 図２ｃの把持装置の各拡大部分を示す図である。 調節装置を含む出銑口掘削機の断面図である。 調節装置を含む図１の出銑口掘削機の部分図である。 図５の調節装置の縦断面図である。 図５の調節装置の別の縦断面図である。 図５の調節装置の拡大側面図である。 調節装置の別の実施形態の側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明についてさらに詳しく説明する。

図１は、部分的に図示された溶鉱炉壁１１上にある出銑口掘削機１０の側面図である。出銑口掘削機１０は、脚１２と、同掘削機上にドリルロッド１５とともに設けられたフレーム１４の移動及び位置決めのための位置決め装置１３と、掘削打撃機構１６とを備えている。ドリルロッド１５は、掘削打撃機構１６のドリルロッド台１７に差し込まれており、かつ溶鉱炉壁１１の方向への、フレーム１４に沿った掘削打撃機構の長手方向の動きにより前後にスライド可能である。さらに、フレーム１４の前端部１８には、フレーム１４を溶鉱炉壁１１上のホルダ２０に確実に固定する締結装置１９が設けられている。よって、特に正確な出銑口の掘削が行われ得る。それに加えて、レバーギア２２と一体になって把持装置２１が前端部１８に設けられており、レバーギア２２は保護カバー２４内のここでは図示されていない駆動シリンダにドライブシャフト２３を介して連結されている。さらに、調節装置２５がドライブシャフト２３の後端部２６に設けられている。把持装置２１、レバーギア２２、ドライブシャフト２３及び駆動シリンダとともに、調節装置２５はドリルロッド１５のための保持装置２７を形成している。ドリルロッド１５がドリルロッド台１７から容易に取り外せない場合、特に塑性変形によりドリルロッド台１７に詰まっている場合には、ドリルロッド１５はドリルロッド１５の前端部１８にある把持装置２１により締め付けられ、そしてフレーム１４に対して確実に固定される。次に、ドリルロッド１５が相対的な移動によりドリルロッド台１７から引き出されるように、掘削打撃機構１６がフレーム１４の後端部２９の方向へ駆動され、すなわち後退させられる。このように、溶鉱炉壁１１内のここでは図示されていないドリル穴からドリルロッド１５を引き出すためにいずれにせよ必要である、機械によるフレーム１４の後端部２９の方向への掘削打撃機構１６の動作が、ドリルロッド１５をドリルロッド台１７から取り外すために利用され得る。このため、追加の道具や通常の作業工程の中断は全く必要ない。

図２ａ〜２ｃ及び図３ａ〜３ｃは、実質的に爪３０及び締付け要素３１から形成された把持装置２１をいくつか示している。爪３０は、把持装置２１の対称軸３２に対して軸３３回りを回転可能に設けられている。この図に示されていないレバーギア２２は、ジョイント３４を介して爪３０に連結されている。ここでそれぞれ示されている把持装置２１の位置では、ドリルロッド１５は脱落することのないように爪３０の間に収容される。ドリルロッド１５の完全な交換のために、爪３０は、ドリルロッド１５が外されるようにそれぞれ軸３３回りに回動され得る。図２ａ及び図３ａは把持装置２１の締付け位置を示しており、図２ｂ及び図３ｂは中間的な位置を示しており、そして図２ｃ及び図３ｃは把持装置２１の閉鎖位置を示している。したがって、爪の距離ａは増減する。図３ａからわかるように、締付け要素３１のくさび形の締付け顎３５は、把持装置２１による、力が適合しかつ形状が適合したドリルロッド１５の固定が達成されるように、ドリルロッド１５の表面３６に食い込んでいる。図３ｃによると、爪３０は、締付け距離ａが増加して締付け顎３５とドリルロッド１５との間の間隙３７が形成されるように、少し離れるように移動させられ得る。そして、掘削工程のために、ドリルロッド１５は把持装置２１内で回転することができかつ軸方向にスライドされ得る。把持装置２１はこの位置において案内機能を有している。双方の締付け要素３１が擦り減った場合には、これらはネジ３８により爪３０から容易に取り外されかつ交換され得る。

図４〜図８の補足的な図は、調節装置２５のさらに詳しい図を示している。保護カバー２４内に配置された駆動シリンダ３９は、ジョイント４０を介して、続いてドライブシャフト２３に確実に固定されているクランクレバー４１に連結されている。よって、駆動シリンダ３９の動作は、図４からわかるように、ドライブシャフト２３を回転角αにわたって回動させることができる。さらに、クランクレバー４１には調節ネジ４２が設けられており、この調節ネジはここで、調節装置２５の停止要素４３とともに、停止部、閉鎖停止部４７をそれぞれ形成する。停止要素４３は正方形の断面を有するロッド４５として形成されており、それに対応して形成された案内プロファイル４６内に長手方向に移動可能にはめ込まれている。ロッド４５には、調節ネジ４２と対向する位置に、調節ネジ４２の支持のための閉鎖停止部４７が形成され、又はここでは見えない締付け停止部がそれぞれ形成されている。さらに、図６及び図７に示すように、ロッド４５が停止要素４３の閉鎖位置に引き込まれるように、バネ４９がロッド４５の前端部５０に取り付けられている。さらに、ロッド４５の後端部５１には、レバー５２がロッド４５の軸部５３に設けられ、又は軸部に回転可能に連結されている。こうして、軸部５３はロッド４５内の中心のボアホール５４に差し込まれかつアイボルト５５により固定されている。ここでアイボルト５５は、バネ４９を固定する機能も有している。ここで図６及び図７に点線で示されているように、停止要素４３の締付け位置へのレバーの移動を通じて、ロッド４５は案内プロファイル４６の内部をバネ４９のバネ力に抗して、締付け停止部が形成されるように後端部５１の方向へとスライドされる。調節装置２５はさらに制御パネル５６を備えており、オペレータはこの制御パネルからレバー５２の各位置及び把持装置２１の閉鎖又は締付け位置を読み取ることができる。さらに、レバー５２はロッド４５の縦軸５７回りに、レバー５２が各位置でロッド４５を固定できるように回動可能である。

図９は、上述した調節装置に対比して、制御パネル６０とともにレバー５９を備える調節装置５８の別の実施形態を示している。制御パネル６０には２つの溝６１が形成されており、レバー５９は、ロッド４５の各位置がレバー５９及び制御パネル６０により形状が適合して固定され得るように、縦軸５７回りに回動することにより溝６１にそれぞれ差し込まれ得る。

Claims (15)

1. 出銑口掘削機（１０）のドリルロッド（１５）の保持装置（２７）であって、
   前記出銑口掘削機は、掘削打撃機構（１６）が移動可能な状態で設けられたフレーム（１１）を有し、
   前記掘削打撃機構は、前記ドリルロッドを連結するためのドリルロッド台（１７）を有し、
   前記フレームには、前記保持装置の把持装置（２１）が設けられ、
   前記把持装置は、前記ドリルロッド台に対して前記ドリルロッドを保持する機能を有し、
   前記ドリルロッドは、前記把持装置により前記フレームに確実に固定され得る保持装置。
2. 請求項１の保持装置において、
   前記把持装置（２１）は、前記フレーム（１４）のうち、出銑口に向けられ且つ前記掘削打撃機構（１６）の反対側に位置する端部（１８）に設けられていることを特徴とする保持装置。
3. 請求項１又は２の保持装置において、
   前記把持装置（２１）は、前記ドリルロッド（１５）を力が適合した態様、及び／又は、形状が適合した態様で固定できる締付け要素（３１）を有していることを特徴とする保持装置。
4. 請求項３の保持装置において、
   前記把持装置（２１）は、複数の爪（３０）を有しており、
   前記爪は、前記ドリルロッドが該爪により案内されるように、前記ドリルロッド（１５）を取り囲んで把持し得ることを特徴とする保持装置。
5. 請求項４の保持装置において、
   前記締付け要素（３１）は、複数の前記爪（３０）にそれぞれ設けられておりかつ前記爪に固定されて連結されていることを特徴とする保持装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの保持装置において、
   前記保持装置（２７）は、前記把持装置を開放、閉鎖又は締付け位置への回動させることができる駆動ユニットを有していることを特徴とする保持装置。
7. 請求項６の保持装置において、
   前記駆動ユニットは、レバーギア（２２）、ドライブシャフト（２３）及び駆動シリンダ（３９）により形成され、
   前記駆動シリンダは、前記ドライブシャフトが該駆動シリンダにより回転可能となるように、該ドライブシャフトに連結され、
   前記ドライブシャフトは、前記レバーギアが前記ドライブシャフトを介して前記把持装置（２１）を回動させることができるように、該レバーギアに連結されていることを特徴とする保持装置。
8. 請求項６又は７の保持装置において、
   前記保持装置（２７）は、調節装置（２５，５８）を有し、前記調節装置により前記把持装置（２１）の前記閉鎖又は締付け位置が調節され得ることを特徴とする保持装置。
9. 請求項８の保持装置において、
   前記駆動ユニットと前記調節装置（２５，５８）との間には、前記ドライブシャフト（２３）の回転を制限するための停止部（４７）が形成されていることを特徴とする保持装置。
10. 請求項８又は９の保持装置において、
    前記駆動シリンダ（３９）は、クランクレバー（４１）を介して前記ドライブシャフト（２３）に連結されていることを特徴とする保持装置。
11. 請求項１０の保持装置において、
    前記停止部（４７）は、前記クランクレバー（４１）と前記調節装置（２５，５８）との間に形成されていることを特徴とする保持装置。
12. 請求項９〜１１のいずれかの保持装置において、
    前記調節装置（２５，５８）は、前記停止部を形成するための停止要素（４３）を有し、
    前記停止要素は、前記閉鎖位置を形成するための閉鎖停止部（４７）及び前記締付け位置を形成するための締付け停止部を有し、
    前記停止要素は、前記閉鎖停止部又は締付け停止部が選択的に前記停止部を形成するように、前記閉鎖位置と前記締付け位置との間を移行可能であることを特徴とする保持装置。
13. 請求項１２の保持装置において、
    前記調節装置（２５，５８）は、バネ（４９）を有し、
    前記停止要素（４３）は、前記バネにより前記閉鎖位置へと移動させられ得ることを特徴とする保持装置。
14. 請求項１２又は１３の保持装置において、
    前記調節装置（２５，５８）は、固定装置を有し、
    前記停止要素（４３）は、前記固定装置により前記閉鎖又は締付け位置において固定され得ることを特徴とする保持装置。
15. 出銑口掘削機（１０）のドリルロッド台（１７）からドリルロッド（１５）を取り外す方法であって、
    前記出銑口掘削機は、掘削打撃機構（１６）が設けられたフレーム（１４）を有し、
    前記掘削打撃機構は、前記ドリルロッドを連結するための前記ドリルロッド台を有し、
    前記フレームには、把持装置（２１）が設けられ、
    前記把持装置は、前記ドリルロッド台に対して前記ドリルロッドを保持し、
    前記ドリルロッドは、前記把持装置により前記フレームに確実に固定され、
    前記ドリルロッド台は、前記ドリルロッドが前記ドリルロッド台から取り外されるように、前記把持装置に対して相対的に移動させられる方法。

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