Abtragwerkzeug zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl.

Abstract

 Abtragwerkzeuge zum fräsenden schichtweisen Lösen von Gestein, Mineralien und dgl. gekennzeichnet durch gegengewuchtete Exzenterschlagüberlagerung und Abbauverfahren gekennzeichnet durch vorab selektives Abtragen von Hauptgestein.

Beschreibung

[0001] Es gibt diverse schlitzende und flächig arbeitende rotierende Werkzeuge zum Abtragen von Gestein, Mineralien und dgl. - u.a. Frässcheiben oder Fräswalzen. Die Erfindung betrifft eine Technik, mit der besonders effizient und wirtschaftlich harte Gesteine und insbesondere härteste Mineralien abgetragen werden können. Im Gegensatz zu den herkömmlich bekannten Techniken arbeitet die erfindungsgemäße u.a. in ihrer Drehachse nicht parallel zur Gesteins- /Mineralebene, sondern im rechten Winkel zu ihr.
Um optimale resp. maximale Löseleistungen mit geringstem Werkzeugverschleiß und technischen / maschinellen Aufwand zu erzielen, werden erfindungsgemäß jeweils nur schmale Gesteins- / Mineralschichten mit hohen Vortriebsgeschwindigkeiten = hohen Löseleistungen mit extrem grobstückigem Bohrgut in den freien Raum abgetragen - linear (siehe Pfeile), radial oder dgl. Es arbeiten einzelne oder mehrere Aggregate über-, unter- oder hintereinander - eine oder mehrere Schichten abspaltend. Vorzugsweise wird schlagüberlagert gearbeitet - besonders in sehr hartem Material - über schnellaufend angetriebene gegengewuchtete Exzenter mit langsam drehend angetriebenen, schlagend arbeitenden Werkzeugen z.B. EP 00115139.8.

[0002] In den Figuren- jeweils nur Ausführungsbeispiele - sind in der Figur 1 die Scheiben mit radial speziell angewinkelten, auswechselbar befestigten Fräswerkzeugen (1), der Antriebsmotor (2). Die entsprechend abgetragene Schicht (3) ist nur angedeutet. Zur kontinuierlichen Bestimmung der jeweilig vorgegebenen Abtragtiefe ist (2a) eine Vorführung.

[0003] In der Figur 2 ist (2) wieder das Antriebs- resp. Aktivierungsaggregat, und (4) sowie (5) und /oder weitere Werkzeuge tragen jeweils eine Schicht ab - hierfür wird gesonderter Schutz beansprucht.

[0004] In der Figur 3 ist das Antriebsaggregat eines schlagüberlagerten Systems (6) dargestellt - hier mit einer schnellaufend angetriebenen Exzenterhülse (7) mit dem Antrieb (7a), dem Gegengewicht (8) - hier über dem zusätzlichen Lager (8a) angeordnet - und einem Untersetzungsgetriebe (11), ein in einem größeren Innenzahnkranz ablaufender kleiner Außenzahnkranz mit dem Zapfen (11a) zur Drehzahlregulierung des Werkzeuges (10) - falls erforderlich. (9) ist die über (11) drehzahlreduziert angetriebene radial schlagende Welle für das Werkzeug (10). Mit (12) ist der bei diesen Arbeitsweisen erforderliche Freiwinkel bezeichnet - hierfür wird gesonderter Schutz beansprucht, ebenfalls für die spezielle Werkzeuganwinkelung nach Figur 3a) als Seitenansicht von 3.

[0005] Figur 4 zeigt die beanspruchte Version einer selektiven Reefgewinnung: Wenn das vorlaufende Reefgewinnungswerkzeug (13) z.B. 300 mm Durchmesser hat und 30 mm tief abträgt, trägt das nachlaufende Werkzeug (18) anschließend die gleiche Schicht mit dem Durchmesser der stope - Höhe von z.B. 800 mm ab.

[0006] Entsprechend der Figur 5 können alternativ zu nur einem Abtragwerkzeug (18) oben und unten einzelne Abtragsysteme von z.B. 400 mm Durchmesser (19) eingesetzt werden - nicht nur bei selektiver Reefgewinnung.

[0007] In der Figur 6 wird ein spezielles Werkzeug dargestellt und beansprucht, bei welchem die Scheibe oder dgl. (22) und die Werkzeughalterung aus einem Stück bestehen und (23) eine Möglichkeit einer Schnellauswechselbarkeit ist. (20b) ist ein keilförmiges, starr montiertes vorzugsweise auswechselbares Werkzeug, und (20a) der bekannte auswechselbare Rundschaftmeißel mit einer Festhaltefeder (27); (24) ist die Hauptwelle: (25) zentrisch rotierend - bzw. (26) exzenterschlagüberlagert drehend.

[0008] Die Figur 7 entspricht im wesentlichen der Figur 1 - hierbei ist das Antriebssystem (28), und die schichtweise abtragenden Werkzeuge (29) sind in Richtung Gestein angewinkelt (30) - hierfür wird gesonderter Schutz beansprucht, aber auch für zusätzliche Werkzeuge (31) zum Einfahren in das Gestein in Richtung (32) wird gesonderter Schutz beansprucht. Beim radialen Abtragen ist wegen des erforderlichen Freiwinkels (12) der Drehpunkt (34) jeweils versetzt zur Werkzeugdrehachse (28) anzuordnen.

[0009] In der Figur 8 arbeiten angewinkelte Werkzeuge (29) entsprechend Figur 7, sind aber über die Schrägstellung der die Fräswerkzeuge tragenden Welle (33) angewinkelt und arbeiten erfindungsgemäß hinterschneidend, schichtweise abspaltend. Der kritische Axialdruck beim Hinterschneiden, verbunden mit extremen Kaliberverschleiß (= Seitenverschleiß) der Werkzeuge, wird erfindungsgemäß über die Anwinkelung der eigentlichen Werkzeuge (Figuren 1-7) oder über die Anwinkelung der Werkzeugdrehachse (33) reduziert bis aufgehoben; letzteres bei optimaler Vorschubgeschwindigkeit. Hierfür wird gesonderter Schutz beansprucht.

[0010] Die Figur 9 entspricht bis auf die Verwendung mehrerer nebeneinander gestuft spaltender grobstückig schichtweise abtragender Werkzeuge der Figur 8. Der Pfeil (35) bedeutet: mehrschichtiges lineares Abtragen; der Pfeil (36) bedeutet radiales Abtragen mit dem Abtragwinkel (33a). Die Durchmesser der Werkzeuge (37) sind vorzugsweise gleich groß - hierfür wird gesonderter Schutz beansprucht, aber auch für die jeweils optimale Anwinklung / Anordnung der Werkzeuge (37).

[0011] In der Figur 10 arbeitet ein sogenannter Twin / Tri - Header (38) extremer Breite von z.B. 1 m und 0,5 m Höhe mit der beanspruchten Hinterschneidtechnik - hier in linearer Vortriebsrichtung (35) - vorzugsweise beim Einsatz zur vorabselektiven Reefgewinnung und sonstigen Schlitzen. Hierfür wird als Kombination gesonderter Schutz beansprucht.

Ansprüche

1. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., gekennzeichnet durch das Verfahren, daß angetrieben rotierende an einer Scheibe oder dgl. radial angeordnete einseitig gegen das Gestein, Mineral oder dgl. angewinkelte hinterschneidend fräsende Werkzeuge jeweils nur schmale Schichten in den freien Raum abspalten.

2. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch gegengewuchtete Exzenterschlagüberlagerung.

3. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch auf das Gegengewicht an der Exzenterwelle abgestimmte auswechselbar befestigte Scheiben mit Werkzeughalterungen und Werkzeugen.

4. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Gegenmasse an der Exzenterwelle auf die auswechselbar befestigten Scheiben mit Werkzeughalterungen und Werkzeugen.

5. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Werkzeuge tragende Scheibe oder dgl. sowie die Halterungen der Werkzeuge aus einem Stück bestehen und zusammen mit den Werkzeugen über einen Schnellverschuß auf einer Welle befestigt sind [Figur 6 (20), (21), (22), (23), (24)].

6. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch rotierende, sich nachschärfende Rundschaftmeißel [Figur 6 (20a)].

7. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Kombination mit einer oder mehreren die jeweilige Abtragtiefe bestimmenden Vorführungen [Figur 1 (2a)].

8. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Freiwinkel über die Anwinklung der Werkzeugdrehachse [Figur 3 (12), Figur 7 (34), Figur 8 (33), (34)].

9. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet durch das Verfahren, eine in Relation zur Stopehöhe [Figur 4 (17)] geringe Reefschicht [Figur 6 (16)] vorab selektiv abzutragen [Figur 4 (13)] sowie abzufördern und das Nebengestein ober- und unterhalb untertage zu verlagern.

10. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch das Verfahren, das Nebengestein zu einem Teil mit Zement vermischt zum Pfeilerbau untertage zu verwenden.

11. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Verfahren, die Axialdruckkräfte über die Anwinkelung der Werkzeuge zu reduzieren bis aufzuheben [Figur 1 bis 7 und 8].

12. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch das Verfahren, die Löseleistung durch die optimale Anwinklung der eigentlichen Werkzeuge (29) oder durch die Anwinklung der Werkzeugdrehachse (33) respektive (33a) radial zu maximieren [Figur 1 bis 3, 6 und 7 sowie 8 und 9].

13. Abtragwerkzeuge zum Lösen von Gestein, Mineralien und dgl., nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Kombination der optimalen Anwinklung der Werkzeugdrehachse (33) respektive (33a) radial mit der optimalen Anwinklung der eigentlichen Werkzeuge.

Zeichnung