(57)【要約】  本発明は、岩石または他の材料を粉砕する装置に関する。前記装置は主軸ドラム（１３）を備えているが、その主軸ドラム（１３）は、ドラム支持体（１１）に回転可能に装着されており、また、その主軸ドラム（１３）には、複数の工具主軸（２２）が、ドラム軸線（４３）から中心をずらした方式で、主軸軸線の周りで回転可能に受け入れられている。工具主軸は、主軸ドラムから突き出る端部において、加工工具（４１）を搭載している。本発明は、工具主軸の少なくとも２つが、工具主軸に永久的に配置された出力歯車（２４）と、その出力歯車と相互作用する共通の駆動要素（２５）とを備える共通の歯車駆動装置によって駆動できることを特徴とする。駆動要素および主軸ドラム（１３）は、互いに対して回転させることができる。
2008528833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に岩石および他の材料を粉砕および／または掘削するための装置であって、ドラム軸線（３４）の周りでドラム支持体（１１）に回転可能に装着された主軸ドラム（１３）を備え、前記主軸ドラムにおいて、複数の工具主軸（２２）が、前記ドラム軸線から偏心した主軸軸線（６８）の周りに旋回式で装着され、前記工具主軸が、前記主軸ドラム（１３）から突き出る前記工具主軸の端部に加工工具（４１）を搭載しており、前記工具主軸（２２）のうちの少なくとも２つが、前記工具主軸（２２）に駆動式で連結された被駆動歯車（２４）と、前記被駆動歯車（２４）と協働する共通の駆動要素（２５）とを備える共通の変速歯車装置（２４、２５）によって駆動されることができ、前記駆動要素（２５）および前記主軸ドラム（１３）が、互いに対して回転するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）が、前記変速歯車装置（２４、２５）から分離されている回転駆動装置を備えることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）、および前記工具主軸（２２）の少なくとも一部が、共通の回転駆動装置を有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置であって、前記装置要素（２５）が駆動歯車からなることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置であって、前記装置要素（２５）が本質的に、駆動チェーン、駆動歯車ベルトなどからなることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置であって、前記駆動歯車（２５）が、前記ドラム支持体（１１）に対して回転しないように配置されることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記駆動歯車（２５）が、前記ドラム支持体（１１）に駆動式で連結されることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸（２２）が、軸受によって軸受ブッシュ（２１）内に、またシャフトシールによって密閉式で回転可能に受け入れられることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、中に前記工具主軸（２２）を回転式で装着された前記軸受ブッシュ（２１）が、カートリッジとして交換可能な方式で、前記主軸ドラム（１３）に設けられたドラムチャンバ（２０）に挿入され保持されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置であって、すべての工具主軸（２２）が、前記変速歯車装置の共通の駆動歯車（２５）を介して駆動できることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置であって、工具主軸（２２）の第１の群（６９）が、第１の共通の駆動歯車（２５ａ）を介して駆動することができ、工具主軸（２２）の第２の群（７０）が第２の共通の駆動歯車（２５ｂ）を介して駆動することができることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記第１の群（６９）の前記工具主軸（２２）と前記第１の駆動歯車（２５ａ）との速度伝達比と、前記第２の群（７０）の前記工具主軸と前記第２の駆動歯車（２５ｂ）との速度伝達比とが異なり、かつ／または前記第１および第２の群の前記工具主軸の回転の方向が異なることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の装置であって、前記第１の群（６９）および前記第２の群（７０）の前記工具主軸（２２）が、前記主軸ドラム（１３）において前記ドラム軸線（３４）からの異なる半径方向距離で配置されることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸（２２）が、前記主軸ドラム（１３）の円周に、均等に分散した方式で配置されることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４に記載の装置であって、工具主軸（２２）に配置された加工工具（４１Ａ）が、前記ドラムの円周方向において前方または後方に存在する工具主軸（４１Ｈ、４１Ｂ）の加工工具（４１）の配置に対してある角度だけずれて配置されていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置であって、前記加工工具（４１）の各工具主軸（２２）に対する相対位置が同じであることを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置であって、前記加工工具（４１）が、調整可能な方式で前記工具主軸（２２）に配置されることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置であって、前記加工工具（４１）が、各工具主軸（２２）に１つまたは複数の単体の工具（４３）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、前記単体の工具（４３）が本質的に、ラウンドビット、フラットビット、および／または、特に片面が円すい状に面取りされたローラービットからなることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の装置であって、前記加工工具（４１）が、多くとも前記加工工具（４１）の円周方向の加工面（４４）の５０％、前記主軸ドラム（１３）の円周（４６）を越えて半径方向に突き出ることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の装置であって、工具主軸（２２）のすべての加工チゼル（４１）のうちの多くとも半分が、前記主軸ドラム（１３）の外周（４６）を越えて半径方向に同時に突き出ることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸（２２）が、前記主軸ドラム（２２）内の複数の同心ピッチ円（１９ａ、ｂ）上に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２に記載の装置であって、前記主軸ドラム（２２）に、好ましくは中心に配置された集塵開口部が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の装置であって、少なくとも、加工工具用の噴霧機を特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の装置であって、前記噴霧機が、前記主軸ドラム（１３）に、かつ／または前記ドラム支持体（１１）に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸（２２）のうちの１つまたは複数の前記加工工具（４１）が本質的に、チゼル／ビット支持体（４２；６５）と、前記チゼル／ビット支持体（４２；６５）の上に配置された複数のラウンドビット、フラットビットおよび／またはローラービットとからなり、前記構成が好ましくは、前記チゼル支持体に配置された前記チゼル工具（４３）が、岩石または他の個々に加工される材料を、１つまたは複数の層内でアンダーカット方式で加工するように実施されることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置であって、複数のローラービットまたはロータリーカッター（６６）が、関連する工具主軸（２２）にフランジ付けされた共通の支持体（６５）に回転式で装着されること、ならびに、共通の支持体に装着されたローラービットまたはロータリーカッター（６６）が、操作に応じて回転式で結合されることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸（２２）のうちの１つまたは複数の前記加工工具（４１）が本質的に、粉砕ローラーからなることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の装置であって、前記粉砕ローラーが、円筒状であるかもしくは先細の円すい状であるか、または加工される岩石（４９）などに向かって広がっていることを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の装置であって、前記駆動要素（２５）が、外側に歯が設けられた駆動歯車からなることを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の装置であって、前記駆動要素が、内側に歯が設けられた駆動歯車リング（６２）からなることを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項１〜３１のいずれか１項に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）の円周方向に互いに続く工具主軸（２２）の前記加工工具（４１）が、互いに対して位相ずれの方式で配置されることを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）が、駆動シャフト（３６）のドラム軸線（３４）と同軸に延びる受けボア（３５）を備え、前記駆動シャフト（３６）が、前記受けボア内に回転式で装着され、前記工具主軸（２２）の前記駆動要素（２５）に結合されることを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）が、ほぼカップ形状のドラム基部（３８）とハウジング蓋部（３０）とを有する密閉ハウジング（３１）を備え、前記駆動要素（２５）、特に前記駆動歯車が、前記ドラム基部（３８）の内側に受け入れられ、前記駆動シャフト（３６）に連結され、また前記ハウジング蓋部（３０）によって覆われることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸（２２）の前記歯車装置（２４、２５）が、前記主軸ドラム（１３）内に密閉式で配置されることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項１〜３５のいずれか１項に記載の装置であって、前記加工工具（４１）が、前記加工工具（４１）の各工具主軸（２２）によって片持ちの状態で前記主軸ドラム（１３）に装着されることを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項１〜３６のいずれか１項に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）に、加工工具（４１）と共に円周に分散式で配置された工具主軸（２２）に加えて、前記工具主軸（２２）によって表されるピッチ円（１９）の内側に配置された中心粉砕装置（７８）が設けられており、前記粉砕装置が好ましくは、前記ドラム軸線（３４）に対する小さな偏心距離（ｅ）で配置されることを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置であって、前記中心粉砕装置が、駆動されてもよく、または駆動されることを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか１項に記載の装置であって、前記加工工具（４１）が、間隔を置いた２つの軸受を介して前記加工工具（４１）の各工具主軸（２２）と共に前記主軸ドラム（１３）に装着されることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置であって、前記間隔を置いた２つの軸受が、１つの固定軸受と１つのフローティング軸受とを備えることを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項３９に記載の装置であって、前記間隔を置いた２つの軸受が、特に背面配列とした調整された軸受であることを特徴とする装置。
【請求項４２】
請求項３９〜４１のいずれか１項に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）が、前記工具主軸（２２）の第１の軸受を受けるための、前記ドラム支持体（１１）の付近にあるほぼ板状の軸受フランジ（１８）と、前記ドラム軸線（３４）から同心で突き出る支持ジャーナル（７２）とを備え、前記支持ジャーナル（７２）に、前記加工工具の前記第２の軸受（７４）を受けるための、少なくとも１つの支持要素（７３）が配置されることを特徴とする装置。
【請求項４３】
請求項４２に記載の装置であって、前記支持要素（７３）または前記支持ジャーナル（７２）が、前記主軸ドラム（１３）をさらに支持するために、前記主軸ドラム軸線（３４）と同心で配置された軸受ジャーナル（８６）を備えることを特徴とする装置。
【請求項４４】
請求項４２または４３に記載の装置であって、前記支持要素（７３）が、前記支持ジャーナル（７２）の正面に配置された蓋フランジ（７５）からなり、前記フランジに、前記第２の軸受（７４）のための軸受部（７６）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項４５】
請求項４２または４３に記載の装置であって、少なくとも２つの支持要素（７３ａ、ｂ）が設けられており、前記少なくとも２つの支持要素（７３ａ、ｂ）が、前記軸受フランジからの異なる距離（Ｓ、ｓ）で配置され、前記第２の軸受（７４）を異なる工具主軸（２２）からそれぞれ受けることを特徴とする装置。
【請求項４６】
請求項１〜４５のいずれか１項に記載の装置であって、前記駆動要素（２５）が、過負荷クラッチ（５７）を介して前記ドラム支持体（１１）に連結されることを特徴とする装置。
【請求項４７】
請求項４６に記載の装置であって、前記過負荷クラッチ（５７）がばね荷重を受けること、ならびに、前記ばね荷重が前記クラッチに対して調整できることを特徴とする装置。
【請求項４８】
請求項１〜４７のいずれか１項に記載の装置であって、前記主軸ドラム（１３）に、取外し可能なシールキャップ（３０）が設けられ、前記シールキャップ（３０）が、前記加工工具（４１）から離れて面する背面において、前記ドラム支持体（１１）に対してシャフトシール（３２）によって密閉されることを特徴とする装置。
【請求項４９】
請求項１〜４８のいずれか１項に記載の装置であって、前記工具主軸軸線（６８）が、前記ドラム軸線（３４）に対して、傾斜した形式で配置されることを特徴とする装置。
【請求項５０】
請求項１〜４９のいずれか１項に記載の装置であって、すべての加工工具（４１）が、前記加工工具の円周に均等に分散する複数の単体の工具（４３）を備え、関連する工具主軸において回り止め連結を用いて装着され、それによって、単体の工具が、すべてのロックされた位置において前記工具主軸に対して同じ相対位置にあるように、前記回り止め連結の可能なロック位置の数が、加工工具に配置された単体の工具の数に適合されることを特徴とする装置。
【請求項５１】
請求項１〜５０のいずれか１項に記載の装置を使用して岩石などを粉砕する方法であって、前記工具主軸（２２）の回転速度および前記主軸ドラム（１３）の回転速度、ならびに／または前記単体の工具主軸（２２）に配置された前記単体の工具（４３）の角度位置は、続く工具主軸（２２）の単体の工具（４３）が、先行する加工物主軸の単体の工具（４３）と同じ衝撃点において前記岩石などに衝撃を与えることがないように、円周方向に前方または後方にある前記工具主軸の前記単体の工具（４３）の角度位置に対して調整されることを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項５１に記載の方法であって、続く主軸の単体の工具（４３）が、先行する主軸の単体の工具（４３）の衝撃点同士の間で岩石などに衝撃を与えることを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５１または５２に記載の方法であって、可能な限り少数の単体の工具（４３）が、粉砕される岩石などと同時に粉砕係合することを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項１〜５０のいずれか１項に記載の装置および／または請求項５１〜５３のいずれか１項に方法を、石炭、鉱石などの鉱物抽出産物の採鉱のために、および／または、コンクリートで固められたもしくはタールマック舗装された表面もしくは建造物の加工のために使用すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム支持体にドラム軸線の周りで回転可能に装着された主軸（スピンドル）ドラムを有する、特に岩石または他の材料を粉砕処理する装置に関し、その装置においては、複数の工具主軸が、主軸軸線の周りで回転可能に駆動できるように、ドラム軸線に対して偏心して支持されており、主軸ドラムから突き出る端部において加工工具を搭載している。本発明はさらに、そのような装置を使用して岩石などを粉砕する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石または他の硬質な材料、例えば地下または地上作業の採鉱における抽出産物、道路または構造工学におけるタールマック舗装またはコンクリート構成材などを粉砕するために、複数の粉砕システムが知られているが、それらの粉砕システムは主に、回転被駆動式のドラムまたは円板であり、その円周には、粉砕工具、例えばラウンドシャフトビットが、均等に分散する方式で装着されている。岩石または石炭が、円周に粉砕工具を設けたそのようなドラムで、坑内採鉱において、例えばドラムカッターの助けをかりて抽出され、切断ディスクまたはドラムが、抽出する材料を全断面掘削で切断または粉砕する場合、ドラムの円周に配置されたすべての加工工具のうちの約半分は同時に係合する。各加工工具は、全断面掘削の間、半回転すなわち１８０°にわたって、加工する材料と係合し、その結果、工具の硬質な金属チップは非常に高い温度に加熱され、特により硬質な材料においては急速に磨耗する。
【０００３】
既知の機械に伴うさらなる欠点は、ドラムが岩石に接する全接触圧力が多数の単体の工具に分散され、その結果、使用中のすべての単体のチゼル（たがね）に対して、比較的小さい圧力しか利用できないという点にある。岩石に対するドラムの全圧力は例えば約２０００Ｎであり、また約２０個の単体の工具が全断面掘削の間に常に使用される場合、各単体の工具は、平均して１００Ｎの接触圧力を有するにすぎない。さらに、工具がローラーまたはドラムの円周に駆動式で連結される既知の装置では、加工される材料内に軸方向へ進むことがまた困難であり、この問題は、最適な切断速度がドラムの外径にあること、ならびに、切断速度が、ドラムまたはローラーの回転軸線に向かう方向に一貫して減少し、また、回転軸線の付近ではあまりにも小さくなり、切断がその付近では実際に不可能となることに起因すると考えられる。ドラムが正面側に工具を設けられている場合でも、これらの装置は、合理的な方式でドラムを軸方向に進める間、ドラムの正面に接する岩石を砕くことができない。
【０００４】
ＤＥ３４４５４９２Ｃ２より、岩石内でのボーリング（中ぐり）のためのボーリングヘッドが知られているが、そのボーリングヘッドはボーリング工具を有する工具支持体を備え、そのボーリング工具は中央シャフトに装着され、その中央シャフトは、中ぐり孔とボーリングヘッドとの間に延びる中ぐりロッドに結合されている。工具支持体におけるボーリング工具は、遊星歯車式変速機を介して回転可能に駆動することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、非常に硬質な材料をも高度な粉砕性能で処理することができ、一方で、従来式で駆動される工具と比較して、主軸ドラムによってかけられる押付け力が減じられかつ工具の縁部寿命が延長される、上述の種類の岩石および他の材料の粉砕処理のための装置を作製することである。特に、本発明による装置は、高度な動作安全性を有しかつ小型であり、また、任意の重量および寸法を有する粉砕ローラー、のこ刃、アンダーカッティング工具など様々な種類の加工工具を受け入れることを可能にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項で定義される特徴を有する本発明によって解決されている。工具主軸の少なくとも２つは、共通の変速歯車駆動装置（トランスミッションギアドライブ）によって駆動することができ、その変速歯車駆動装置は、工具主軸に駆動式で結合された被駆動歯車と、共通の駆動要素、特に駆動歯車または駆動チェーン、伝動ベルトなどを備え、その駆動要素は被駆動歯車と協働する一方で、被駆動要素と主軸ドラムは互いに相対的に回転させることができるため、工具を有する少なくとも２つの工具主軸が主軸ドラムの中心軸の外側で同期して駆動される、特に小型の装置構成が作られる。工具主軸に配置された加工工具はそれによって、それぞれ１８０°の接触による完全切断の間においても、１つの加工工具のみまたは少数の工具のみが同時に使用されるように、それにより、主軸ドラムの利用可能な全体的な押付け力をそれぞれ１つまたは少数の工具のみで利用する、すなわち、現在岩石と係合している単体の工具が非常に高い弛緩力を有するように、容易に調整することができる。
【０００７】
主軸ドラムが、変速歯車装置から分離された回転駆動装置を備えることも可能である。この実施形態において、主軸ドラムはしたがって回転駆動装置によって回転され、工具主軸は主軸ドラムの回転速度から独立して駆動される。この実施形態では、装置を岩石内へと軸方向に進める間、いかなる場合にも短時間で主軸ドラムを停止すること、また、工具主軸の回転のみで岩石をわずかな距離だけ中ぐりし、そこで初めて主軸ドラムの駆動装置を始動することも可能である。
【０００８】
主軸ドラムおよび工具主軸の少なくとも一部が共通の回転駆動装置を有し、それにより、主軸ドラムが回転すると、共通の回転駆動装置によって同様に作動される工具主軸もまた自動的に回転されると特に有利であることが判明している。
【０００９】
この状況において、駆動歯車から形成された駆動要素が、ドラム支持体に対して回転しないように配置され、特にドラム支持体に堅固に連結されると、構造的に有利である。工具主軸に駆動式で連結された被駆動歯車は次いで、ドラム支持体に対して回転しないように配置された駆動歯車とかみ合い、それによって、工具主軸は、工具主軸を中に受け入れる主軸ドラムが回転駆動装置によって駆動されると回転する。非常に高い力およびトルクを、特に小型の設計のそのような遊星歯車装置で伝達することができる。
【００１０】
工具主軸は、軸受によって回転式で軸受ブッシュ内に受け入れられると好ましく、またシャフトシールによって密閉されると好都合である。そのような構成では、工具主軸を中に回転式で装着した軸受ブッシュが、主軸ドラムに設けられたドラムチャンバ内でカートリッジのように交換可能な方式で挿入されロックされると特に有利である。工具主軸は次いで、その工具主軸が磨耗したとき、または他の加工工具の工具主軸を使用したいとき、単純に軸受ブッシュを構造単位で交換することによって、工具主軸の軸受および場合によってはシールと共に交換することができる。軸受ブッシュ内の工具主軸は事前に装着されており、したがって、この構造単位の取外しおよび取付けは非常に短時間でなされる。
【００１１】
好ましくは、全ての工具主軸は、変速歯車装置の共通の駆動歯車を介して駆動可能である。しかしながら、例えば、工具主軸の第１の群が、主軸ドラムにおいて、より大きい直径を有するピッチ円上に配置され、また、工具主軸の第２の群が、より小さい直径を有するピッチ円上に配置されている場合、工具主軸の第１の群を、第１の共通の駆動歯車を介して駆動可能にし、工具主軸の第２の群を、第２の共通の駆動歯車を介して駆動可能にすることも容易に可能である。第１の群の工具主軸と第１の駆動歯車との歯車速度伝達比、第２の群の工具主軸と第２の歯車駆動装置との歯車速度伝達比、ならびに／または、第１および第２の群の工具主軸の回転方向は、その場合、異なっていてもよい。既に上に示したように、第１の群の工具主軸および第２の群の工具主軸は、主軸ドラム内のドラム軸線から異なる半径方向距離で、すなわち、２つの異なるピッチ円上に配置されてもよい。
【００１２】
工具主軸は好ましくは、主軸ドラムの円周にわたって均一に分散して配置されている。
【００１３】
本発明による装置の特に有利な実施形態において、１つの工具主軸の加工工具を、ドラムの円周方向においてその工具主軸の前方または後方に配置される工具主軸の加工工具の配置に対してずれた方式で配置することが可能である。言い換えれば、主軸ドラムの円周方向に互いに続く工具主軸の加工工具は、位相をずらした方式で互いに対して配置することができる。この配置により、工具主軸に配置された単体の工具が、回転方向にその工具の前方に存在する工具主軸の単体の工具とは異なる点において、加工される岩石との係合に達することを、岩石を粉砕するために本発明による方法を実施する間、特に有利な方式で確実にすることができる。したがって、位相をずらした工具の配置によって、異なる工具主軸の単体の工具またはカッターの衝撃点は重なり合うことがなく、続く工具は、残った岩石を通じて工具主軸の工具が直前に移動した点で、岩石を加工することが確実となる。それによって、岩石などの特に効果的な処理が達成される。望ましい位相のずれまたはオフセット角を可能な限り正確に達成するために、加工工具は好ましくは、調整可能な方式で工具主軸に配置され、すなわち、加工工具は、工具主軸に対する角度位置について調整することができる。
【００１４】
加工工具は、１つもしくは複数の加工ビットまたは単体の工具を各工具主軸に備えることができる。本発明の特に有利な実施形態において、単体の工具のうちの少なくとも一部は、ストレートシャンクビットからなっていてもよいが、ある場合には、平坦なチゼル工具またはローラービット、特に一方の側で円すい状に形成されたローラービットが効果的であることが判明している。加工工具は、多くとも加工工具の加工面の５０％が、外周を越えて半径方向に突き出る場合、すなわち、工具主軸の単体の加工工具の最大で半分が岩石などに同時に係合すると、多くの加工用途に対して有利であることが判明している。
【００１５】
主軸ドラムは、好ましくは同心で配置された集塵開口部を設けることができ、その集塵開口部を介して、岩石などの粉砕処理の間に生じる細かい粉塵を抽出することができる。また、装置は、加工工具用に少なくとも１つの水まき装置が設けられていると有利であり、その水まき装置を用いると、一方では、発生する粉塵を、加工点に吹き付ける水によって固めることができ、他方では、加工工具の冷却を実現することができる。水まき装置は好ましくは、主軸ドラムにかつ／またはドラム支持体に配置される。
【００１６】
本発明による装置では、様々な種類の加工工具を使用することができる。したがって、工具主軸の１つまたは複数の加工工具が本質的に、チゼル支持体と、そのチゼル支持体に配置された複数のラウンドビット、フラットビットおよび／またはローラーチゼルとからなり、一方で、その構成は、チゼル支持体に配置されたチゼル／ビット工具が、岩石または他の個々に加工される材料を、１つまたは複数の層でアンダーカットする方式で加工するものとすることが可能である。その構成は好ましくは、複数の層において動作する工具が、加工される岩石の方向に、好ましくは段差の形式で先細となっている。また、加工工具は本質的に、粉砕ローラーからなっていてもよく、その粉砕ローラーは１つまたは複数の工具主軸に配置される。これらの粉砕ローラーは円筒状に形成することができ、また、加工される岩石に向かって円すい状に先細となるかまたは広がっていてもよい。
【００１７】
駆動要素が、外側に歯を設けられた駆動歯車からなり、その駆動歯車がドラム支持体に連結されている場合、工具主軸の回転の方向は、主軸ドラムの回転の方向と同じである。駆動要素が、内側に歯を設けられた駆動歯車からなる場合、そのような駆動歯車リングによって駆動される工具主軸は、主軸ドラムの反対方向に回転する。
【００１８】
工具主軸用の変速歯車駆動装置から独立した主軸ドラム用の回転駆動装置を設けるためには、ある構造的な実施形態が有利であると判明しているが、その実施形態において、主軸ドラムは、ドラム軸線と同軸に延びる駆動シャフト用の受けボアを備え、その駆動シャフトは受けボア内で回転可能に支持され、工具主軸用の駆動要素に結合される。駆動シャフトはしたがって、主軸ドラム内で回転可能に同心で装着され、その主軸ドラムは特に小型であるだけでなく、構造の高度な安定性をも確実にする。主軸ドラムは、ほぼカップ形状のドラム基部とハウジング蓋部とを有する密閉ハウジングを備えることができ、その結果、駆動要素、すなわち特に駆動歯車は、ドラム基部の内側に受け入れられ、駆動シャフトに連結され、またハウジング蓋部によって覆われる。
【００１９】
工具主軸用の変速駆動装置は好ましくは、封入する方式で主軸ドラム内に配置される。それぞれの工具主軸を有する加工工具は、主軸の片持ちの位置にあってもよく、また、正面においてかつ／または円周において、主軸ドラムから突き出ていてもよい。
【００２０】
装置を岩石内へと軸方向に駆動するのに好適にするために、主軸ドラムの円周に分散して配置される工具主軸に加えて、主軸ドラムには、工具主軸によって表されるピッチ円の内側に配置された中心粉砕カッターを有する粉砕工具が設けられ、その中心粉砕カッターが好ましくは、ドラム軸線に対してわずかな偏心距離で配置されると有利であることが判明している。駆動可能な方式で形成される中心粉砕カッターの助けにより、主軸ドラムの正面の前方に存在する岩石全体が、その岩石内に装置を軸方向に送る動作の間に粉砕されることを確実にすることができる。
【００２１】
工具主軸が特に安定に受け入れられることを確実にするために、それぞれの工具主軸を有する加工工具は好ましくは、２点軸受によって主軸ドラムに装着される。このために、固定されたフローティング軸受を設けることができ、あるいは、特にＸ配置における係合した軸受を、例えばテーパころ軸受などによって使用することができる。
【００２２】
とりわけ、比較的大きい軸方向長さを有する加工工具、例えば長い粉砕シャンクを有する工具が使用される場合、主軸ドラムが、工具主軸の第１の軸受を受け入れるための、ドラム支持体付近のほぼ板状の軸受フランジと、工具主軸の第２の軸受を受けるための少なくとも１つの支持要素が配置される、ドラム軸線と同心で突き出る支持ジャーナルとを備えると特に有利である。岩石を加工する加工工具の領域は、その場合、２つの軸受の間にあり、従って、特に頑強な支持が達成される。本発明のこの実施形態では、支持要素または支持ジャーナルが、主軸ドラムをさらに支持するために、主軸ドラム軸線に同心で配置された軸受ジャーナルを備えるとさらに好都合となりうる。それによって、その場合、主軸ドラム自体を２点軸受によって装着することも可能であるが、それは、ドラム支持体から向きが変わる端部において主軸ドラムをさらに支持するため、また、それによって、長い工具および片持ち軸受で起こりうるたわみを回避するためである。
【００２３】
支持要素は、支持ジャーナルの正面に配置された蓋フランジからなっていてもよく、そのフランジには、第２の軸受用の軸受部が設けられている。加工工具は、その場合、加工工具の正面において蓋フランジによって覆われ、また単体の工具でのみ岩石を加工するが、その単体の工具は蓋フランジの円周に配置され、板状の軸受フランジとその軸受フランジからの主軸ドラムの蓋フランジとの間で、半径方向に突き出ている。また、少なくとも２つの支持要素を設けることも可能であり、その支持要素は、軸受フランジから異なる距離に配置され、また、様々な工具主軸の第２の軸受をそれぞれ受ける。この配置では、工具主軸の第２の軸受は、その場合、加工工具の面（自由）端からある距離を有し、また、その面で岩石と係合することができる。
【００２４】
過負荷による装置の損傷を回避するために、駆動装置は過負荷クラッチを介してドラム支持体に連結されると好都合であることが判明しており、その過負荷クラッチは、例えばばね荷重を受ける摩擦クラッチであってもよい。クラッチに作用するばね荷重は好ましくは、クラッチが解放されかつ駆動要素がドラム支持体において滑動する作動値を調整できるように調整可能である。
【００２５】
加工工具から向きを変える主軸ドラムは、シャフトシールによってドラム支持体に対して密閉された取外し可能なカバーキャップを主軸ドラムの背面に設けられてもよく、そのキャップによって、時折修理および点検しなければならない変速歯車駆動装置および下方にある他の部品にアクセスすることが可能となる。
【００２６】
一般に、主軸ドラムにおける工具主軸軸線は、ドラム軸線と平行に位置合わせされる。しかしながら、工具主軸軸線をドラム軸線に対して傾斜した方式で位置合わせすることも可能であり、それによって、加工されるある岩石または他の材料では、粉砕結果をさらに向上させることができる。本発明のさらなる実施形態において、各加工工具は好ましくは、加工工具の円周に均等に配置された複数の単体の工具を備え、また回り止め（デテント）結合を用いて関連する工具主軸に装着され、それによって、回り止め結合の可能なロック位置の数は、単体の工具が、すべてのロックされた位置において工具主軸に対して同じ相対位置にあるように、加工工具における数に適合される。回り止め結合は、加工工具が係合した岩石によって妨害されると応答し、その結果、この工具を搭載した該当する工具主軸は次のロック位置にさらに回転することができ、加工工具は次いでそのロック位置に再びロックし、さらに回転する。加工工具はそれによって、隣接する工具主軸の加工工具との相対位置が依然として同じであるような位置に再びロックし、すなわち、元々調整された位相のずれまたは連続する工具主軸の加工工具のオフセットは、回り止め結合の応答後および工具のロック後も依然として変わらない。
【００２７】
本発明による装置およびその装置によって達成されうる方法は、鉱物抽出産物、例えば石炭、鉱石などの除去に特に好適である。本装置は、この目的で、ドラム型剪断機の周知の切断ヘッドに代わるものとして、または選択的切断もしくは完全切断のヘディング機の切断ヘッドとして使用することができる。本装置および本方法は、有利なことにも、コンクリートで固められたまたはタールマック舗装された表面または建造物を加工するために、例えば、コンクリートビルなどを破壊する際、タールマック舗装されたまたはコンクリートで固められた路面を粉砕するときに使用することができる。本発明による装置が調整腕に装着され、その調整腕と共に、加工される岩石などに対して係合すると、しばしば様々な用途に有利となる。本発明による装置の使用はまた、小さな器具、例えば可搬形プラスター粉砕装置にも考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のさらなる特徴および利点は以下の説明および図面によるものであり、その説明および図面において、本発明の好ましい実施形態について例を用いてさらに説明する。
【００２９】
図面に示す本発明による装置は、全体として１０で示されているが、その装置の様々な実施形態は、岩石、例えば石炭または鉱石などの鉱物抽出産物の粉砕に、また、例えば路面などの粉砕中におけるコンクリート、タールマックもしくは他の建築材の処理にも役立つものである。本発明による装置の異なる実施形態が構造的に詳細において合致する限り、異なる実施形態に伴うこれらの重複する詳細について繰り返し説明することは控えることにする。むしろ、図１に基づいて基本的構造を詳細に説明した後には、基本的に、異なる実施形態の差異についてのみ説明することにする。
【００３０】
図１を参照すると分かることであるが、本発明による装置１０はドラム支持体１１を備えており、そのドラム支持体１１は、ドラム支持体１１に好適な本体（不図示）に、例えば採掘機または路面粉砕機の延長アームを装着するためのものである。ドラム支持体１１は中央軸受部１２を備えており、その中央軸受部１２において、主軸ドラム１３は、背面配列で調整された２つのテーパころ軸受１５によって旋回される。軸受ジャーナル１４は、その後端１６において、ドラム支持体１１の軸受部１２から後方へ突き出し、そこで駆動輪１７を支持しているが、その駆動輪１７は、詳細には示さないが、主軸ドラムを回転させるための回転駆動装置に結合されている。
【００３１】
軸受ジャーナル１４は、駆動輪１７と反対側の他端において、主軸ドラムの円形の板状の軸受フランジ１８へと変化しており、このジャーナルは、外周付近のピッチ円１９上に均等に分散された複数の、この実施形態の例においては６つのドラムチャンバ２０を備えている。ドラムチャンバ２０それぞれは、回転可能に中に装着された工具主軸２２を有する軸受ブッシュ２１を受けており、それによって、カートリッジのように工具主軸を中に装着された軸受ブッシュは、交換可能な方式で各ドラムチャンバ２０に挿入され、固定用ねじ２３によって挿入状態に固定されている。後端において、工具主軸は主軸ドラムの軸受フランジ１８から後方に突き出ているが、それらの工具主軸には、駆動歯車２５とかみ合う被駆動歯車２４が設けられており、その駆動歯車２５は、歯車受け部２６において、ねじ２７でドラム支持体１１に堅固に締め付けられているが、その歯車受け部２６はこのために設けられたものである。図１に示す第１の実施形態において分かることであるが、工具主軸２２の被駆動歯車２４のギヤリングは、主軸ドラム１３が事実上駆動輪１７において回転駆動装置によって回転されると、ドラム支持体１１に堅固に装着された駆動歯車２５に対して転動し、その結果、ツール主軸もまたこれによって回転される。この設計では、回転可能に駆動される主軸ドラム１３と、その主軸ドラム１３の中で旋回される歯車駆動装置２４、２５によって同期的に駆動される工具主軸との間の歯車速度伝達比は固定されている。例えば１０：１の歯車速度伝達比では、主軸ドラムが５０ｒｐｍで駆動されるとき、ツール主軸は５００ｒｐｍで回転する。歯車速度伝達比は、駆動歯車の直径および被駆動歯車の直径を変更するか、または歯数を変更することによって変更することができる。この目的で、駆動歯車２５は分解することができ、さらには、例えばより小さい歯車に取り換えることができるが、それと同時に、対応するより大きい歯車を有する他の工具主軸がまた挿入される。
【００３２】
装置１０全体を、例えば、ドラム型剪断機または路面粉砕機のアームなど、取付用に設けられた機械フレーム（不図示）に取り付けるために、固定用ねじの取付け穴２８がドラム支持体１１に設けられており、そのねじは、主軸ドラムの軸受フランジ１８内に設けられたアクセス穴２９を通じてねじ込まれ、また、例えばアレンキーなどの好適な工具によって取付け穴２８と位置合わせされた機械フレームのねじ穴にねじ止めすることができる。装置全体は、装置のいかなる部品をも分解することなく、機械フレームに迅速に取り付けることができる。
【００３３】
図１Ａにおいて容易に分かることであるが、主軸ドラム１３の軸受フランジ１８には、背面にハウジング蓋部３０が設けられており、そのハウジング蓋部３０は軸受フランジ１８にねじ止めされ、また、この軸受フランジ１８と共に、工具主軸の変速歯車装置２４、２５に対する密閉ハウジング３１を形成している。湿気または埃がハウジング３１に入り込むのを防止するために、ハウジング蓋部３０には、半径方向内側の縁部にシール３２が設けられており、そのシールによってドラム支持体に対する密閉が達成される。
【００３４】
主軸ドラムの自由側から突き出る工具主軸の前端は、加工工具に対する円すい形の座受け３３を形成しているが、その円すい形の座受け３３の様々な設計を図２から１４に示す。また、加工工具のこれらの様々な設計はすべて、以下で詳細に説明するように、図１による本発明による設計の実施形態と共に用いることができる。
【００３５】
図２に示す本発明の実施形態では、個々の工具主軸の回転数および回転方向を、主軸ドラムの回転数および回転方向とは独立して調整することが可能である。このため、主軸ドラム１３は、工具主軸の変速歯車装置から分離された回転駆動装置を備えている。このことは構造的に解決されているが、それは、主軸ドラム１３が、ドラム軸線３４と同軸に延びる駆動シャフト３６のための受けボア３５を備え、そのシャフトが、２つの円筒ころ軸受３７を用いて回転式で受けボア内に装着されていることによるものである。主軸ドラムの前方軸受フランジ１８は、ほぼカップ形状のドラム基部３８およびハウジング蓋部３０と共に密閉ハウジング３１を形成し、工具主軸用の変速歯車装置の駆動歯車２５は、回転しないように駆動シャフト３６に装着され、また、ドラム基部３８とハウジング蓋部３０との間のハウジング３１内に受け入れられている。ここで、駆動歯車２５は、工具主軸２２の被駆動歯車２４とかみ合っている。
【００３６】
駆動シャフトは、その後端に前方歯車３９が設けられており、その前方歯車３９は、駆動シャフト３６を、したがって主軸ドラムの内部で駆動シャフト３６に装着された駆動歯車２５を回転させるように、またそれによって工具主軸の回転駆動を達成するように、主軸駆動モータ（不図示）に結合することができ、その結果、工具主軸の回転数は、主軸ドラムの回転数とは独立して調整することができる。
【００３７】
図２による実施形態において、工具主軸は軸受ブッシュに受け入れられておらず、カートリッジのように、主軸ドラムにあるドラムチャンバ内に挿入されているが、個々のシャフトは主軸ドラムに直接装着されており、それぞれ２つの円すいころ軸受の後方の軸受はドラム基部に、加工側を指す前方の軸受はハウジング蓋部３０に位置合わせされている。ドラム支持体１１に対する主軸ドラムの密閉は、この実施形態の例においてはシャフトシールリング４０によって達成され、そのシャフトシールリング４０は、軸受フランジ１８から軸受ジャーナル１４へと移行する領域に配置されている。
【００３８】
図２による実施形態の例では、打撃チゼルの形式としたそれぞれ６つの単体の工具４３を装着したチゼルリング４２が加工工具４１として使用されているが、その構成は、単体の工具４３の打撃チップ４４によって画定される作用範囲４５が、比較的狭い区間で主軸ドラムの外周を越えて突き出るというものであり、したがって、図示の実施形態の例では、２つを超える単体の工具４３が、主軸ドラムの外周４６を越えて半径方向に同時に突き出ることはない。６つの加工工具４１の個々の作用範囲４５を表す円形線４は、岩石内での装置の粉砕直径、すなわち加工工具が単体の工具で岩石を加工する範囲を画定する。すべての単体の工具のうちの１／３以下が各時点で岩石内の粉砕線４７に係っており、すなわち、各工具は、工具主軸の回転によって進む経路の１／３で岩石を砕くに過ぎず、またそれによって生じる負荷を受ける。
【００３９】
図３は、円すい状の２段式チゼル粉砕カッター４８の形式の加工工具４１が設けられた、図２による装置を示し、この２段式チゼル粉砕カッター４８はそれぞれ、軸方向に連続して配置された装着円に６つの単体の工具４３を備えている。半径方向外側の加工工具は、装置により近い第１の作用領域４６ａにおいて岩石４９に衝撃を与え、半径方向内側の工具は、第２の作用領域４６ｂにおいて岩石４９に衝撃を与え、それによって岩石への深さが得られるように、チゼル粉砕カッターは装置の動作中に岩石４９を２段階で粉砕する。容易に分かることであるが、主軸ドラム１３の回転と工具主軸の回転とが重なり合うことにより、単体の工具４３は実際には岩石と短時間にのみ係合し、それによって、工具の磨耗は、既知の切断ドラムなどと比較して特に有利な方式で相当に減じられる。粉砕する岩石または他の材料を、アンダーカットする方式で装置の方向性のない横向きの方法によって、一回の動作で除去するために、２段階での構成の代わりに、３段階以上での構成も当然ながら単体の工具に対して選択することができる。装置を岩石内へ軸方向に送り込むことは、一般に問題なく可能である。
【００４０】
図４に示す実施形態では、加工工具はエンドミルカッター５０であり、このエンドミルカッター５０は、各工具主軸２２に堅固に連結された支持シャフト５１を備え、その支持シャフト５１の周囲には、単体の工具４３が配置されるが、その工具４３は例えば好適な工具保持器で受け入れられるストレートシャンクチゼルからなっていてもよい。単体の工具は好ましくは、この実施形態においては支持シャフト５１の全長にわたって螺旋形式で配置されるが、この配置は複数の螺旋において行ってもよい。この実施形態では、切断する材料内へ軸方向に進み、その後に、装置の方向性のない横向きの方法によって、シャフトミリングカッターの被駆動深さまたは長さ全体にある材料を除去することが容易となる。切断、すなわち軸方向へ進むことを容易にするために、工具の直径を、少なくとも工具の前方の領域において岩石の方向に正面に向かって先細にすることが可能である。
【００４１】
図５において、本発明による装置で達成できる好ましい動作モードが、特に例示的な方式で示されている。主軸ドラムは、矢印Ａの方向に第１の回転速度で、例えば５０ｒｐｍで回転する間、個々の工具主軸は、選択したギヤ減速に対応する回転速度と、すなわち図１、３および４による装置の実施形態と同期して、主軸ドラムと同じ回転方向に回転する。ギヤ伝達比を１：１０と仮定すると、工具主軸の回転速度はしたがって５００ｒｐｍとなる。第１の加工工具４１Ａは、粉砕される岩石４９と衝突するものであるが、４つの単体の工具４３を用いて特定のリズムまたは距離で岩石４９内に溝５２を形成することが分かる。次の加工工具４１Ｂは、溝５２同士の間で岩石を掘削し、それによって、波形５４が、岩石内に、ほぼ半円の粉砕エッジ５３において形成される。続く加工工具４１Ｃおよび４１Ｄはここで、斜線を付けて示す波形内の隆起先端部５５を連続して除去し、それによって、粉砕縁部は可能な限り平滑化され、また、主軸ドラムを矢印５６の方向にさらに送ることで、加工工具４１Ｅから４１Ｈを用いて前述の処理手順を繰り返すことができる。別法として、工具４１Ｅ〜Ｈはまた、岩石内の粉砕縁部５３をさらに平滑化するために使用することもできる。また一方で、選択したギヤ減速比および加工工具における単体の工具４３の数に応じ、第１の加工工具、例えば工具４１Ａで事前に切断すること、溝５２同士の間に残る領域を続く工具で叩き落とすこと、ドラムの円周方向に続く工具が次いで、第１の工具として新たな溝５２を再び掘削すること、ならびに、続く工具が新たな溝５２同士の間に残る領域を粉砕することも可能である。図５による表現は、工具４１Ａ〜Ｄが、切断する岩石４９内にほぼ同時に進むものとして選択されているが、これは通常、実際の場合とは異なる。図示の１８０°（完全切断）の係合で、すべて（５つ）の有効な加工工具のうちの１つの単体の工具のみが、粉砕縁部５３の１８０°の領域で岩石と係合し、その結果、装置が主軸ドラムに及ぼす全ての押付け力または送り力は、１つのみの単体の工具によって用いることができ、これまでは一般的であったように、複数のビットに同時に分散することがないような方式で、工具（図示の場合では加工工具４１Ａ〜Ｈ）が構成されている場合、特に有利であることが実験により判明している。加工工具は、その都度続く工具が、先行する工具によって岩石に形成された輪郭内に正確に進むことはなく、ずれた方式で進むように、好ましい形式で配置され調整される。
【００４２】
本発明による装置のさらなる実施形態を図６に示す。この実施形態は、図１による装置に基づいているが、駆動歯車２５を装着している点で図１による装置とは異なっており、この駆動歯車において、工具主軸の被駆動歯車２４が転動する。図６による実施形態において、駆動歯車２５は、過負荷クラッチ５７を介してドラム支持体１１に連結され、過負荷クラッチ５７は、クラッチライニング５８を介してドラム支持体１１と駆動歯車２５との間の摩擦ロック式の連結を達成する。過負荷クラッチが動作し、駆動歯車がドラム支持体に対して空転し始める駆動モーメントは調整することができる。このため、クラッチの円周上で一定のばね荷重で作用する板ばね６１に予め荷重を加える目的で、調整リング５９は、クラッチライニングおよび駆動歯車２５の中間部品によって形成されるクラッチパッケージに対してねじ山６０によって係合させることができる。この構成では、岩石内へ進む工具が妨害されても装置は損傷を受けないことが確実となるが、これは、そのような場合、過負荷クラッチが応答し、該当する単体の工具の妨害が終了するまでの間、すべての加工工具を主軸ドラムおよび工具の共通の駆動装置から分離するからである。単体の加工工具はすべて、クラッチの稼働中に被駆動歯車と係合した状態に保たれるため、単体の加工工具の互いに対する同期は依然として存在する。
【００４３】
図７に示す本発明による装置の実施形態もまた過負荷クラッチを使用しており、この過負荷クラッチは図７による実施形態と厳密に同じように設計されている。しかしながら、図７に示す実施形態において、主軸ドラム駆動装置から分離した駆動装置が工具主軸に対して選択されている。このため、駆動リング６２が、ドラム支持体１１において回転式で、前部１１ａに装着されており、そのリングは、その外周において過負荷クラッチ５７を介して装着された駆動歯車を支持している。駆動リングには、軸方向の背部領域に内歯車６３が設けられており、その内歯車は、ドラム本体１１上での駆動リングの回転を達成するように、また、それによって工具主軸を駆動するように、共通の工具駆動装置の駆動ピニオン（不図示）と係合する。
【００４４】
図８もまた図１による装置を示しているが、ここでは、切断板６４の形式の加工工具を有しており、その切断板６４は本質的に、ほぼ板形状の支持体６５と、その支持体６５の円周上に均等に配置されたそれぞれ４つの切断円板６６とからなり、その円板は支持体６５に回転可能に装着されている。その構成は、円板６６の回転軸線が、関連する工具主軸に回転しないように装着された支持体６５の回転軸線と平行には延びず、岩石に向かって内側に傾斜しており、その結果、切断円板が岩石４９内に切り込む間、切断円板の正面は岩石と接触しないが、切断円板６６は実際に、回転する切断縁部６７で岩石を加工することが確実になるというものである。切断円板を切断円板の支持体に回転式で装着することにより、切断円板は、岩石内で、生成された粉砕縁部５３の切断縁部に沿って転動することが可能となっている。この実施形態の、不図示の好ましいさらなる発展形態において、個々の切断円板は、例えばベルト伝動装置または支持体の内部に存在する歯車伝動装置など、好適な結合工具を介して互いに結合することができ、それによって確実となることとして、工具主軸の回転中、岩石と係合する単体の工具（切断円板）は、係合を脱した先行する単体の工具と同じ周速度を既に有しており、その結果、周囲を囲む岩石と接触する間に切断円板が急激に加速することによって起こりうる損傷は、ここでは発生しない。図８による実施形態において使用される加工工具は、例えば石炭の生産中に加工される、幾分かより軟質な岩石に対して特に好適である。
【００４５】
図９に示す実施形態では、工具主軸２２の主軸軸線６８は、主軸ドラム１３のドラム軸線３４と平行に整列されておらず、岩石の方向へ内側に傾斜している。このため、軸受ブッシュ２１は、軸受ブッシュ２１内に装着される工具主軸を受け入れるために、斜めに穴を開けられており、駆動歯車２５はかさ歯車として形成されているが、そのかさ歯車において、工具主軸に形成された、斜めの工具主軸の被駆動歯車２４が転動する。
【００４６】
図１０による本発明による装置の実施形態では、工具主軸２２は、図１０から容易に分かるように、２つの異なるピッチ円１９ａ、１９ｂに配置されている。第１の外側のピッチ円１９ａ上にある工具主軸の第１の群６９の、ならびに内側のピッチ円１９ｂ上にある工具主軸の第２の群７０の駆動は、段付き駆動歯車２５の形式とした共通の駆動要素によって行われるが、その段付き駆動歯車２５は、外側にある第１の群の工具主軸のための、より大きい直径の第１の歯車リング２５ａと、より小さい直径を有する第２の歯車リング２５ｂとを備え、その第２の歯車リング２５ｂは、半径方向に幾分かさらに内側にある第２の群７０の工具主軸を駆動する。他の全ての点において、図１０による実施形態の構造は、図１で用いたものに対応している。
【００４７】
ここまでで説明した本発明による実施形態では、主軸ドラムと、その主軸ドラム内に回転可能に装着された工具主軸とのための共通の駆動装置を有するので、主軸ドラムおよび工具主軸の回転方向は同じであった。ここで図１１は、工具主軸が主軸ドラム１３の回転方向とは反対に回転する実施形態を示す。このため、図面から分かるように、工具主軸の駆動要素は、内側に歯が設けられた駆動歯車リング７１からなり、その駆動歯車リング７１はドラム支持体１１に中心に固定されており、また、駆動歯車リング７１内に、工具主軸が被駆動歯車２４により係合する。
【００４８】
図１２および１３に示す実施形態では、比較的長い支持シャフト５１を有するシャフト粉砕カッターが加工工具４１として使用されているが、その加工工具４１は、工具の軸方向長さが長いため、これまでに示した実施形態のように、単独で張り出すことはできない。したがって、図１２および図１３による実施形態では、加工工具は、２点支持によって、それぞれの工具主軸と共に主軸ドラムに装着されている。主軸ドラムは、工具主軸の第１の軸受を受けるために、ドラム支持体１１の付近に板状の軸受フランジ１８を備え、その軸受フランジ１８は、図示の実施形態での２点軸受に対する固定支承を形成し、また、その固定支承は、円すいころ軸受を用いた背面配列で、装着された軸受の形式で実施される。主軸ドラムは、ドラム軸線３４と同心に配置された突き出る支持ジャーナル７２をさらに備え、その支持ジャーナル７２は、工具主軸の自由端付近で工具主軸に配置された加工工具の第２の軸受７４を受けるための支持要素７３を支持する。図１２および図１３による実施形態では、支持要素にある第２の軸受が、加工工具の固定されたフローティング軸受に対するフローティング軸受を形成している。第２の軸受は円筒ころ軸受からなり、その円筒ころ軸受は大きな半径方向力を受けるのに特に好適である。図１２による実施形態では、支持要素は、支持ジャーナル７２の正面に配置された蓋フランジ７５からなり、そのフランジには、円筒ころ軸受７４のための軸受部７６が設けられている。加工工具に対する２点軸受のこの実施形態は特に安定であるが、加工工具が蓋フランジ７５によって覆われることにより正面においては有効でないため、この実施形態は、加工する岩石内へ工具を軸方向に進めるには適していない。この欠点は図１３による実施形態で回避されるが、その実施形態においては、２つの支持要素７３ａ、７３ｂが設けられており、その支持要素７３ａ、７３ｂは、主軸ドラムの円周において星型の方式で、すべての第２の加工工具をそれぞれ支持している。２つの支持要素７３ａ、７３ｂは、このため、軸受フランジ１８からの異なる距離ｓ、Ｓで配置されており、星型の突出しアーム７７において、異なる工具主軸のそれぞれの第２の軸受を支持している。図１２または図１３による実施形態における主軸ドラムが、加工工具に作用する力によって撓むことがないように、蓋フランジ７５または支持ジャーナル７２には、主軸ドラム軸線３４と同心に配置された軸受ジャーナル８６が設けられてもよく、その軸受ジャーナル８６は、図面に一点鎖線で示すが、軸受（不図示）によって主軸ドラムをさらに支持するためのものであり、その軸受は、例えば、ドラム支持体と同じ機械フレーム内に反対側に存在する。
【００４９】
最後に、図１４に示す実施形態では、主軸ドラム１３の円周に均等に分散され、その上に粉砕工具４１が配置された工具主軸２２に加えて、主軸ドラム１３には、工具主軸によって表されるピッチ円１９の内側に配置された中心粉砕装置７８が設けられており、その粉砕装置は、ドラム軸線３４に対してわずかな偏心距離ｅを有して配置されており、工具主軸の回転方向とは反対に駆動される。中心粉砕装置はしたがって受けカートリッジ７９からなるが、その受けカートリッジの内側には、粉砕シャフト８０が回転式で装着されており、その粉砕シャフト８０は、岩石に向かう前端に粉砕ヘッド８１を搭載している。受けカートリッジ７９から突き出る後端において、粉砕シャフトには前方歯車８２が設けられているが、その前方歯車８２は粉砕シャフトにフランジ付けされている。中にシャフトを装着された受けカートリッジ７９は、主軸ドラム１３の軸受フランジ１８に設けられた粉砕カッター受け部に挿入されており、回転しないように固定されている。装着した状態において、前輪８２は、内側に歯が設けられた粉砕カッター駆動歯車リング８３とかみ合うが、その粉砕カッター駆動歯車リング８３はドラム支持体１１に堅固に装着されており、また、主軸ドラムの軸受フランジの背面に設けられた円周方向の溝８４に係合している。中心粉砕カッターはしたがって、主軸ドラムの回転方向とは反対の回転方向に駆動され、特に工具を岩石内へ軸方向に進める際に、工具主軸によって表される中心領域８５におそらく残存する材料を掘削するのに好都合である。
【００５０】
本発明は、図示および説明した実施形態の例に限定されないが、様々な変更および追加が、本発明の範囲から逸脱することなく実現可能である。例えば、第１の群の工具が第２の群の工具とは異なるピッチ円上に設けられる場合は特に、工具の第１の群の工具主軸および工具の第２の群の工具主軸を反対方向に回転させることが可能である。個々の実施形態に基づいて示し説明した詳細は、最も多様な方式で互いに組み合わせることができるが、このことは、当業者であれば特別な困難を伴うことなく理解されよう。好適な加工工具を選択すると、本発明による装置を、岩石または石炭以外の材料の加工に、例えば、金属、木材またはプラスチックの加工にも容易に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、主軸ドラム上の断面図（図１ａ）および平面図で示した、本発明による装置の第１の実施形態である。
【図２】図２は、図１に対応させて表した、本発明による装置の第２の実施形態である。
【図３】図３は、図１および２に対応させて表した、本発明による装置の第３の実施形態である。
【図４】図４は、図１から３に対応させて表した、本発明による装置の第４の実施形態である。
【図５】図５は、岩石と接触する、本発明による方法の実施時の本発明による装置であり、主軸ドラム上の図としかつ部分的に断面図としたものである。
【図６】図６は、断面図で示した本発明による装置の第５の実施形態である。
【図７】図７は、同様に断面図で示した本発明による装置の第６の実施形態である。
【図８】図８は、本発明による装置の第７の実施形態である。
【図９】図９は、本発明による装置の第８の実施形態である。
【図１０】図１０は、図１から４に対応させて表した、本発明による装置の第９の実施形態である。
【図１１】図１１は、断面図で示した本発明による装置の第１０の実施形態である。
【図１２】図１２は、図１から４に対応させて表した、本発明による装置の第１１の実施形態である。
【図１３】図１３は、図１から４に対応させて表した、本発明による装置の第１２の実施形態である。
【図１４】図１４は、本発明の第１３の実施形態である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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