(57)【要約】  本発明は、材料を粉砕掘削および／またはボーリングする装置、特に岩石、鉱物または石炭を排出するための装置に関する。この装置は、ドラムの軸線Ｈの回りを回転可能なようにドラム支持体（１０１）に取り付けられる工具ドラム（１０４）を有し、この工具ドラム（１０４）には複数の工具シャフト（１０５）が回転駆動可能に組み込まれ、この複数の工具シャフト（１０５）はその端部に粉砕掘削／ボーリング用の工具（１１６）を担持しており、この場合、工具シャフト（１０５）の少なくとも２つは、１つの共通の歯車駆動装置によって駆動可能であり、この共通の歯車駆動装置は、工具シャフト（１０５）に回転固定して配置される出力歯車（１０７）と、この出力歯車（１０７）と相互作用する１つの共通の駆動要素（１０８）とを備え、この駆動要素（１０８）および工具ドラム（１０４）は互いに対して回転可能である。本発明によれば、工具シャフト（１０５）の軸線Ｗがドラムの軸線Ｈに対して横方向に位置することが想定される。本発明による装置（１１０）においては、個々の粉砕掘削／ボーリング用の工具（１１６）の被採取岩石内への係合が、きわめて短く、高密度であり、パルス態様において行われる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を粉砕掘削および／またはボーリング掘削する装置、特に岩石、鉱物または石炭を排出するための装置であり、ドラムの軸線（Ｈ）の回りを回転可能なようにドラム支持体（１）に取り付けられる工具ドラム（４）を有する装置であって、前記工具ドラム（４）には複数の工具シャフト（５）が回転駆動可能に組み込まれ、前記複数の工具シャフト（５）は前記工具ドラム（４）から突き出るその端部（９）に掘削工具（１６）を担持しており、この場合、前記工具シャフト（５）の少なくとも２つは、１つの共通の歯車駆動装置によって駆動可能であり、前記共通の歯車駆動装置は、前記工具シャフト（５）に回転固定して配置される動力取り出し歯車（７）と、前記動力取り出し歯車（７）と協動する１つの共通の駆動要素（８）とを備え、前記駆動要素（８）および前記工具ドラム（４）は互いに対して回転可能である装置において、前記工具シャフト（５）の軸線（Ｗ）が前記ドラムの軸線（Ｈ）に対して横方向に位置していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記工具シャフト（５；１０５；２０５；３５５）の軸線（Ｗ）が前記ドラムの軸線（Ｈ）に垂直に位置していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記工具シャフト（５５；１５５；３０５；４０５）の軸線（Ｗ）が前記ドラムの軸線（Ｈ）に対して斜めに位置しており、この斜めの角度（７４）が好ましくは約８０°より大きいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
運転使用において、作業の動き（Ａ）が前記ドラムの軸線（Ｈ）に平行に生じ、および／または、送りの動き（Ｚ）が前記ドラムの軸線（Ｈ）に垂直に生じることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
すべての前記掘削工具（１６；６６；１１６；１６６；２１６；３１６）が、前記工具ドラム（４）の半径方向の外側に配置され、運転使用において、材料を三日月形状態様に排除することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
運転使用において、前記工具ドラム（４）が回転動作するために、前記掘削工具が、前記ドラムの軸線（Ｈ）に対して横方向に回転して、前記工具ドラム（４）の周囲（４’’）の外側において材料を排除することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記工具ドラム（４；５４；１０４；１５４；２０４）および少なくともいくつかの前記工具シャフトが１つの共通の回転駆動装置を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記回転駆動装置が１つの駆動シャフト（３；５３；１０３；１５３；２０３）と、駆動要素としての１つまたは少なくとも１つの駆動歯車（８；５８；１０８；１５８；２０８）とを有し、前記駆動シャフト（３；５３；１０３；１５３；２０３）は、前記工具ドラム（４；５４；１０４；１５４；２０４）に回転固定して連結され、前記ドラム支持体（１）に組み込まれ、かつ、駆動装置によって駆動可能であり、また、前記駆動要素としての駆動歯車（８；５８；１０８；１５８；２０８）は、前記ドラム支持体に回転固定して取り付けられ、前記動力取り出し歯車（７；５７；１０７；１５７；２０７）と噛み合うことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記駆動歯車（８；５８；１０８；１５８）およびそれに関連する前記動力取り出し歯車（７；５７；１０７；１５７）が、かさ歯車から構成されかつ遊星歯車を有するアングル歯車装置（２０；７０；１２０；１７０）を形成することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記駆動歯車およびそれに関連する前記動力取り出し歯車が、フェースギヤおよび円筒歯車から構成されかつ遊星歯車を有するフェース歯車装置を形成することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記歯車装置が、前記駆動シャフトと前記工具シャフトとの間に、３：１〜９：１の増速伝動比、特に約６：１〜８：１の増速伝動比を有するように設計されることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記工具ドラム（２０４；５０４）が、前記工具シャフト（２０５）の両側で工具支持体上に支持され、前記工具ドラム（２０４）を２つの側で保持するためのジャーナル（２３３）または軸受は、好ましくは、前記駆動装置の反対側に位置する前記工具ドラム（２０４）の側に形成されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記工具ドラム（３０４；３５４；４０４）が、前記駆動要素（３０８；３５８；４０８）用の歯車駆動装置から切り離されたドラム駆動装置を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ドラム駆動装置および／または前記歯車駆動装置が可変駆動装置から構成されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ドラム駆動装置および前記歯車駆動装置が、前記工具ドラム（３０４）の同じ側に配置される、または連結することができることを特徴とする請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記工具ドラム（３０４）に、軸方向に突き出るシャフト収納部分（３３５）が設けられ、前記シャフト収納部分（３３５）の中に、前記駆動歯車（３０８）に回転固定して連結されかつ前記シャフト収納部分の受け入れ穿孔（３３６）から両側に突き出る歯車駆動シャフト（３２５）が、回転可能に支持されることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記歯車駆動シャフト（３２５）が、前記受け入れ穿孔内の軸受（３３８）と、前記工具ドラム（３０４）にネジ止めされる軸受カバー（３１９）内の第２軸受（３３８）とによって支持されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記工具シャフトの軸線（Ｗ）が前記ドラムの軸線（Ｈ）に対して斜めに位置しており、かつ、前記駆動歯車（３０８）および前記動力取り出し歯車（３０７）が、遊星歯車を有するアングル歯車装置（３２０）のかさ歯車として設計されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記シャフト収納部分（３３５）を前記ドラム駆動装置に連結でき、前記歯車駆動シャフト（３２５）を前記歯車駆動装置に連結できることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記ドラム駆動装置を前記工具ドラム（３５４；４０４）の一方の側に配置するかまたは連結することができ、前記歯車駆動装置を、軸方向にずらして、前記工具ドラム（３５４；４０４）のもう一方の側に配置するかまたは連結することができることを特徴とする請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記工具ドラム（３５４）の反対側に、シャフト収納部分（３８６）を含む軸方向に突き出た環状の延長部分（３８５）が設けられ、前記シャフト収納部分（３８６）の中に、前記駆動歯車（３５８）に回転固定して連結されかつ前記シャフト収納部分（３８６）の受け入れ穿孔から両側に突き出る歯車駆動シャフト（３７５）が回転可能に支持され、さらに、前記工具ドラム（３５４）は、もう一方の側に、前記ドラム駆動装置を配置するかまたは連結し得る支持延長部分（３９０）を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記歯車駆動シャフト（３７５）が、前記環状の延長部分のシャフト収納部分内の第１軸受（３８８）と、前記支持延長部分（３１９）内の第２軸受（３８８）とによって回転可能に組み込まれ、この場合、前記支持延長部分（３１９）は、好ましくは、前記工具ドラムにネジ止めされる支持フランジから構成されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記工具ドラム（４０４）が、第１ハブギヤ装置（４９７）の動力取り出し側に回転固定して連結され、前記駆動歯車（４０８）が、第２ハブギヤ装置（４９８）の動力取り出し側に回転固定して連結され、前記２つのハブギヤ装置は中心の収納部分内に配置されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記ハブギヤ装置（４９７、４９８）が、好適にカプセル化された歯車段を有する嵌め込み式歯車装置として設計され、前記２つのハブギヤ装置の固定フランジは前記ドラム支持体に固定できるかまたは固定されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記駆動歯車（３０８、３５８、４０８）および前記動力取り出し歯車（３０７；３５７；４０７）が、遊星歯車を有するアングル歯車装置のかさ歯車として設計されること、あるいは、前記駆動歯車がフェースギヤとして構成され、前記動力取り出し歯車が、これと噛み合う、遊星歯車を有するフェース歯車装置の円筒歯車として設計されること、を特徴とする請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記すべての工具シャフト（５）の動力取り出し歯車が単一の共通の駆動歯車（８）と噛み合い係合することを特徴とする請求項１〜２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記工具シャフト（４０５）が、軸受（４０６）によって回転可能にかつシャフトシール（４１７）によってシールされるように軸受ブッシュ（４４５）内に納められ、この場合、好ましくは、前記工具シャフトがその中に回転可能に組み込まれた前記軸受ブッシュ（４４５）を、前記工具ドラム（４０５）に設けられるドラムチャンバ（４１２）内に、カートリッジ方式で交換可能に差し込みかつロックできることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記工具シャフト（５）が、前記工具ドラム（４）内において周囲に均等に分布配置されることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
１つの工具シャフト（５）上に配置される各掘削工具（１６）が、前記ドラムの周囲方向においてその工具シャフトの前方または後方に位置する工具シャフト（５）の掘削工具（１６）の配置に対して、ある角度量だけずれるように、あるいは、前記駆動シャフトからの距離においてずれるように配置されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記掘削工具が、前記工具シャフト（３０５；３５５；４０５）に取り外し可能に連結される工具支持体（３１５；４１５）上に形成されるかまたは装着されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
好ましくは前記すべての工具シャフトの掘削工具（１１６；３１６）がローラチゼルまたはストレートシャンクチゼルから構成され、これらのチゼル工具は、岩石、石炭または鉱物を複数層においてアンダカット排除するために、外向きに先細化された工具支持体（１１５；３１５；４１５）または前記工具シャフトの端部に装着されることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記工具支持体（３１５；４１５）または前記工具シャフトの端部が、円錐状に、アーチ状に、あるいは階段式に先細化されていることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
各工具シャフト上の前記掘削工具が、異なる直径のピッチ円上の掘削列（１２１〜１２４）に配置され、この場合、２つの掘削列間の距離は、好ましくは、すべての掘削列がほぼ同一サイズの三日月形状の掘削面を排除するように選定されることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
１つ以上の前記工具シャフトの掘削工具が基本的に粉砕ローラ（１５；６５；１６５）から構成されることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３５】
前記粉砕ローラが、円筒状であるか、あるいは掘削される岩石その他に向かって円錐状に先細化されていることを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記工具ドラムの周囲方向において互いに連続する工具シャフトの掘削工具が、互いに対して位相がずれるように配置されることを特徴とする請求項１〜３５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
前記工具シャフト（１５５）が、その半径方向の外側の端部において、ジャーナル（１８１）を有するヨーク（１８０）によって回転可能に支持され、前記ヨーク（１８０）は前記工具ドラムに固定されることを特徴とする請求項１〜３６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３８】
前記工具ドラム（２５４）に、隣接する工具シャフトの間に、半径方向に延びるスクレーパまたはショベル（２７６）が設けられることを特徴とする請求項１〜３７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか一項に記載の装置を用いて岩石その他同類の材料を粉砕または排出する方法であって、前記工具シャフト（）の回転速度、前記工具ドラム（）の回転速度、前記ドラムの軸線に平行な前記装置の前進速度、および／または、個々の前記工具シャフト（）に配置される掘削工具（）の、周囲方向においてその工具シャフトの前方または後方に位置する工具シャフトの掘削工具（）の角度位置に対する角度位置を、次のように調整する、すなわち、後続する工具シャフト（）の掘削工具（）が、先行する工具シャフトの掘削工具（）と同じ打ち込み点において岩石等に打ち込まれないように調整する方法。
【請求項４０】
運転使用において、若干数の掘削工具（）のみが、被粉砕材料または被排出材料と同時に係合することを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
石炭、鉱石担持岩石その他同類のもののような鉱物採取製品を破砕するために、あるいは、コンクリート化もしくはアスファルト化された表面または建造物を掘削するために、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の装置および／または請求項３９〜４０のいずれか一項に記載の方法を使用すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を粉砕掘削および／またはボーリング掘削する装置、特に岩石、鉱物または石炭を排出するための装置に関する。この装置は、ドラムの軸線の回りを回転可能なようにドラム支持体に取り付けられる工具ドラムを有し、この工具ドラムには複数の工具シャフトが回転駆動可能に組み込まれ、この複数の工具シャフトは工具ドラムから突き出るその端部に掘削工具を担持しており、この場合、工具シャフトの少なくとも２つは、１つの共通の歯車駆動装置によって駆動可能であり、この共通の歯車駆動装置は、工具シャフトに回転固定して配置される動力取り出し歯車と、駆動歯車と協動する１つの共通の駆動要素とを備え、この駆動要素および工具ドラムは互いに対して回転可能である。本発明は、さらに、特に岩石、石炭その他同類のもののような材料を粉砕または排出する方法と、上記のような装置の使用と、さらにこの方法の使用とに関する。
【背景技術】
【０００２】
地下または地上の採掘における岩石、鉱石および他の採取製品のような硬質材料の排出用として、しかしまた、道路建設またはビル建設等におけるアスファルトまたはコンクリート構成部分の粉砕掘削用として、回転駆動されるドラムまたはディスクを装備した多くの粉砕システムが知られる。このドラムまたはディスクには、例えばストレートシャンクチゼルのような粉砕工具が均等配置で取り付けられる。地下の採掘において用いられるドラムカッタの場合には、被採取材料を全断面掘削で掘削するせん断ディスクによって岩石または石炭が破砕され、その結果、ドラムの周囲に配置される全掘削工具の約半数が、同時に作業面と係合する状態にある。掘削工具と被破砕材料との間の接触時間が相対的に長いために、硬い金属チップを装着した掘削工具でさえも、特に被破砕材料が硬質である場合は、その摩耗が顕著になる。さらに、複数の個別掘削工具が被破砕材料と同時に係合状態にあるために、各工具に残存する押圧力が相対的に低く、従って、硬質材料を破砕するためには、装置に対して、相対的に高い前進力を、前進または作業方向に加えなければならない。
【０００３】
特に硬質の岩石排出用の装置の採取性能を向上させるために、発明者らは、衝撃の重複によって作動し、それによって、鉱物、硬質岩石またはコンクリート排出用としての高い解放パルスを実現する装置を開発した。衝撃の重複によって作動する装置の場合には、装置の個々の要素の取り付けと、さらに騒音の発生とが大きな問題になることがある。
【０００４】
さらに、発明者らは、先に公刊された国際公開第２００６／０７９５３６Ａ１号パンフレットから知られる装置を開発した。本出願の請求項１の前段部分はこの装置に基づいており、この装置において、押圧力を低減することによって、硬質材料を掘削する場合にも工具の長い稼動寿命を実現できる。国際公開第２００６／０７９５３６Ａ１号パンフレットから知られる装置の作動原理は、複数の工具スピンドルを、主軸ドラムまたは工具ドラム内において、各工具スピンドルのスピンドル軸線が工具ドラムの回転の軸線に対して平行にあるいは高々のところ僅かに傾斜して並ぶように、ドラム軸線の回りに偏心して配置することに基づいている。すべての工具スピンドルは、掘削工具が工具ドラムの端面の前方において円周上に分布配置されるように、工具ドラムに取り付けられる。運転使用においては、工具ドラムの回転が各工具スピンドルの回転と重ね合わされる。工具ドラムおよび工具スピンドルの回転動作を重ね合わせることによって、相対的にごく僅かな個数の掘削工具しか同時には被掘削材料または被排出材料と作動係合しないことを実現できるので、各個別掘削工具に対して高い解放力が結果として生じる。この既知の掘削装置は、運転使用において、工具ドラムの回転の軸線に対して横方向に、従って各個別工具シャフトの回転の軸線に対しても横方向に動かされる。この既知の装置によって、硬質材料の場合および高い排出性能においても、工具の優れた稼動寿命を実現できる。しかながら、閉鎖面において材料を排出する場合に、しかしまた、芯となるボーリング孔または同類のものを開削する場合にも、装置の被排出材料の中への送り込み動作のために、進入が時に問題となり、場合によっては不可能になる。さらに、大きな表面積上で材料を破砕するために、相当な直径の工具ドラムが必要になり、この結果、装置の全体重量が比較的大きくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、岩石または高強度の他の材料も、高い排出性能および大きな排出面積によって経済的に排出し得る装置を提供することにある。この装置は、高い運転の信頼性を確保するべきであり、最高度に多様な用途分野において使用可能でなければならず、かつ、上記の既知の装置の欠点を回避するものでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、請求項１の特徴を有する装置が提案される。本発明によれば、工具シャフトの軸線がドラムの軸線に対して横方向に位置する方式が想定される。従って、国際公開第２００６／０７９５３６Ａ１号パンフレットから知られる装置の場合と違って、個々の工具シャフトの軸線が、工具ドラムの軸線に基本的に平行に並ぶのではなくそれに対して横方向に位置するような、工具ドラムと共回りする工具シャフトの配置が選択される。工具シャフトの軸線の方位が大幅に変更されたために、この場合、掘削工具は工具ドラムの端面上にあるのではなく、その代わりに、粉砕または排出が工具ドラムの周囲の半径方向の外側で行われる。工具シャフトの方位を変更したことによって、工具ドラムの回転動作と工具シャフトの回転との基本的に異なる重ね合わせの状況が生じる。それにも拘らず、本発明による装置においても、個々の掘削工具の被破砕岩石内への係合は、きわめて短く、高密度で、パルス状に実現できるので、上記の既知の装置の利点、特にきわめて高い解放力が、工具ドラムの有効な押圧力を低減しても保持されるのである。
【０００７】
１つの有利な実施態様によれば、工具シャフトの軸線がドラムの軸線に垂直に位置することができる。この代わりに、工具シャフトの軸線をドラムの軸線に対して斜めに配置することもできる。この斜めの角度は、少なくとも４５°であり、好ましくは約８０°より大きくする。また、基本的に、１つ以上の工具シャフトの軸線をドラムの軸線に垂直に配置し、同時に他の工具シャフトの軸線を、すべて同じようにまたはそれぞれ異なってドラムの軸線に対して斜めに配置することも可能であろう。本発明による装置においては、先行技術の場合と違って、運転使用において、装置の作業の動きがドラムの軸線に平行に生じること、および／または、装置の送りの動きが、次の排出運転のための切り込み深さの量だけドラムの軸線に垂直に生じることが特に有利である。本発明による解決策においては、この場合、すべての掘削工具が、工具ドラムの半径方向の外側、特に工具ドラムの周囲の半径方向の外側に設けられる点が好ましく、運転使用において、材料は工具ドラムの周囲の外側において三日月形状に排出される。ドラムの回転動作と、工具シャフトの軸線の配置とのために、運転使用において、掘削工具はドラムの軸線に対して横方向に回転し、材料はドラムの周囲の外側において排出される。先行技術とは異なる回転動作の重ね合わせと、工具ドラムの寸法は同一にしたままで掘削工具がさらに外側に配置されることとによって、先に公刊されたシステムの場合よりも大幅に短い工具係合時間を実現できる。個々の各掘削工具と被排出材料との間の接触が、特に掘削工具の動きのその瞬時の方向と工具ドラムの動きの方向とが一致する時に生起する点が有利である。
【０００８】
１つの有利な実施態様によれば、工具ドラムと少なくともいくつかの工具シャフトとが１つの共通の回転駆動装置を有することができる。この実施態様においては、工具ドラムを回転する結果として、共通の回転駆動装置によって駆動される工具シャフトも自動的に回転させることができる。１つの設計態様によれば、回転駆動装置は１つの駆動シャフトと、駆動要素としての１つまたは少なくとも１つの駆動歯車とを有することができる。この駆動シャフトは、工具ドラムに回転固定して連結され、ドラム支持体に組み込まれ、かつ、駆動装置によって駆動可能である。また、駆動要素としての駆動歯車は、ドラム支持体に回転固定して取り付けられ、それぞれの工具シャフト上の動力取り出し歯車と噛み合う。これに対応する装置は、特に小型に構成できる一方で、非常に大きな力およびトルクを伝達し、同時に、工具ドラムまたは駆動シャフトと、駆動される工具シャフトとの間の回転速度の比は固定されている。駆動力を確実に伝達するために、駆動歯車およびそれに関連する動力取り出し歯車は、かさ歯車からエピサイクリック歯車として構成されるアングル歯車装置を形成することができる。この歯車装置においては、それぞれ、１つまたは複数の駆動歯車がサン歯車を形成し、工具ドラムと共回りする動力取り出し歯車が遊星歯車を形成する。別の実施態様においては、駆動歯車をフェースギヤとして構成し、このフェースギヤに、関連する動力取り出し歯車としての円筒歯車が噛み合う。遊星歯車を備えたフェース歯車装置を用いると、フェースギヤによっては軸力が伝達されないので、運転使用において各軸受部分に印加される力が大きく低減する。
【０００９】
工具ドラムおよび工具シャフト用の共通の回転駆動装置における望ましい解放挙動を実現するために、歯車装置は、駆動シャフトと工具シャフトとの間に約３：１〜９：１の増速伝動比、特に約６：１〜８：１の増速伝動比を有することが望ましい。例えばダイヤモンド工具またはセラミックのような特に硬い掘削工具を用いる場合は、この増速伝動比は、さらに例えば１２：１およびそれ以上にすることができる。高い押圧力を容易に吸収し得るように、１つの有利な実施態様によれば、工具ドラムを、工具シャフトの両側でドラム支持体上に支持することができる。工具ドラムを２つの側で保持するためのジャーナルまたは軸受は、駆動装置の反対側に位置する工具ドラムの側に形成するのが望ましい。しかし、工具ドラムが小さい場合、または被破砕材料が柔らかい場合は、工具ドラムを一方で保持することでも十分である。
【００１０】
別の実施態様においては、工具ドラムが、駆動要素用の歯車駆動装置から切り離されたドラム駆動装置を有することができる。このため作業が２つの別個の回転駆動装置によって実行されるこの実施態様においては、工具シャフトがその軸線に対して横方向に共回りする工具ドラムの回転速度と、それぞれの工具シャフトの回転速度との間の回転速度の比を、実際上所要のとおりに調整することができる。この調整のために、ドラム駆動装置および／または歯車駆動装置を可変駆動装置から構成すると特に有利である。多くの適用例に対して、ドラム駆動装置および歯車駆動装置を、工具ドラムの同じ側に配置または連結することができる。この目的のため、特に、工具ドラムに、軸方向に突き出るシャフト収納部分を設けることができ、このシャフト収納部分の中に、歯車駆動シャフトが回転可能に支持または組み込まれる。この歯車駆動シャフトは、駆動歯車に回転固定して連結されかつシャフト収納部分の受け入れ穿孔から両側に突き出ている。この場合、歯車駆動シャフトは、特に、受け入れ穿孔内の軸受と、工具ドラムにネジ止めされる軸受カバー内の第２軸受とによって支持できる。これに対応する実施態様は、工具シャフトの軸線がドラムの軸線に対して斜めに配置され、動力取り出し歯車が、遊星歯車を有するアングル歯車装置のかさ歯車として設計される場合に特に有利である。しかし、シャフトの軸線は互いに垂直にすることも可能である。この場合、シャフト収納部分をドラム駆動装置に連結し、歯車駆動シャフトを歯車駆動装置に連結するのが適切である。
【００１１】
ドラム駆動用および歯車駆動用の２つの別個の回転駆動装置を有する別の実施態様においては、ドラム駆動装置を工具ドラムの一方の側に配置または連結し、歯車駆動装置を、軸方向にずらして、工具ドラムの反対側に配置または連結することができる。１つの有利な実施態様によれば、工具ドラムの反対側に、シャフト収納部分を含む軸方向に突き出た環状の延長部分を設けることができる。このシャフト収納部分の中に、駆動歯車に回転固定して連結されかつシャフト収納部分の受け入れ穿孔から両側に突き出る歯車駆動シャフトが回転可能に支持される。この場合、工具ドラムは、もう一方の側に、ドラム駆動装置を配置または連結し得る支持延長部分を有する。歯車駆動シャフトは、環状の延長部分のシャフト収納部分内の第１軸受と支持延長部分内の第２軸受とによって回転可能に好適に組み込まれる。この場合、支持延長部分は、好ましくは、工具ドラムにネジ止めされる支持フランジから構成することができる。支持延長部分には、特に歯列または歯車が設けられ、これによって、ドラム駆動装置および工具ドラムが歯車または歯付きベルトによって互いに簡単に駆動連結される。
【００１２】
さらに別の有利な実施態様によれば、工具ドラムを第１ハブギヤ装置の動力取り出し側に回転固定して連結し、駆動歯車を第２ハブギヤ装置の動力取り出し側に回転固定して連結することができる。この場合、２つのハブギヤ装置は中心の収納部分内に配置される。このタイプの実施態様は、特に小型高密度の構造を有しており、従って大きな作業面に沿って旋回アーム等によって容易に動かすことができる。ハブギヤ装置は、特に、好ましく配列された歯車段を有する歯車装置で、ギヤケース内にカプセル化された嵌め込み式歯車装置として設計することができる。２つのハブギヤ装置の固定フランジはドラム支持体に固定できるかまたは固定される。ハブギヤ装置は、同様に、特に歯付きベルトによって駆動できる。
【００１３】
別個の回転駆動装置を有するすべての実施態様において、駆動歯車および動力取り出し歯車は、再度述べるが、遊星歯車を有するアングル歯車装置のかさ歯車として特に有利に設計することができる。あるいはその代わりに、駆動歯車をフェースギヤとして構成し、動力取り出し歯車をこれと噛み合う円筒歯車として設計することも可能である。装置を特に小型高密度の構造とするために、すべての工具シャフトの動力取り出し歯車を単一の共通の駆動歯車と噛み合い係合させることができる。特にこの実施態様においては、工具シャフトも、工具ドラム内において周囲に均等に分布配置することができる。しかし、別の方式として、工具シャフトを、工具ドラム内に不均等に分布させておよび／または群として配置すること、および／または、各群に対して別個の駆動歯車を設けることも可能である。
【００１４】
さらに、１つの工具シャフト上に配置される各掘削工具を、ドラムの周囲方向においてその工具シャフトの前方または後方に位置する工具シャフトの掘削工具の配置に対して、ある角度量だけずれるように、および／または、駆動シャフトまたはドラムの軸線からの距離においてずれるように配置すると有利である。この場合、掘削工具は、工具シャフトに取り外し可能に連結される工具支持体上に形成するか、あるいはそれに装着することが望ましい。しかし、代わりの方式として、掘削工具を工具シャフトの端部に直接固定することも可能である。工具シャフトの交換を容易にするため、工具シャフトを、軸受によって回転可能にかつシャフトシールによってシールされるように、軸受ブッシュ内に納めることができる。これによって、工具シャフトを、軸受ブッシュによって、カートリッジ方式で交換可能に、工具ドラムに設けられるドラムチャンバ内に差し込みかつロックできることが比較的簡単に実現される。
【００１５】
破砕される材料に応じて、また、本発明による装置の意図される用途に応じて、多様なタイプの工具を用いることができる。地下または地上の採掘において、岩石、石炭または鉱物のような材料を排出する場合は、好ましくはすべての工具シャフトの掘削工具がローラチゼルまたはストレートシャンクチゼルから構成されると特に有利である。これらのチゼル工具は、材料を複数層においてアンダカット排除するために、外向きに先細化された工具支持体または工具シャフトの端部に装着される。工具支持体または工具シャフトの端部は、円錐状に、アーチ状に、あるいは階段式に先細化することができる。各工具シャフト上の掘削工具を、異なる直径のピッチ円上の掘削列に配置すると特に有利である。この場合、２つの掘削列間の距離は、すべての掘削列が、ほぼ同一サイズの三日月形状の掘削面を排除するように選定することが望ましい。この実施態様においては、工具シャフトの工具ヘッド上の各個別掘削工具の稼動寿命をほぼ同じにすることが実現でき、その結果、掘削工具の交換を固定された整備間隔で行うことができる。アンダカット工具の代わりに、粉砕ローラを用いることもできる。掘削工具としての粉砕ローラで運転する装置は、特に、道路建設における表土除去用、ビル建築における床および壁改築用、あるいは土木工事における例えばトレンチ構築用として用いることができ、例えば掘削機その他のブームに取り付けることができる。粉砕ローラは、円筒状に、あるいは掘削される材料に向かって先細化された円錐状に設計することができる。
【００１６】
各工具シャフトに複数の掘削工具を形成することが望ましい。工具ドラムの周囲方向において互いに連続する工具シャフトの掘削工具を、互いに対して位相がずれるように配置すると、従って、後続の工具シャフトの掘削工具が、先行の工具シャフトの掘削工具の位置点とは異なる位置点で被掘削材料または被排出材料に打ち込まれるように配置すると、特に有利である。ほとんどに実施形態において、工具シャフトを工具ドラム内部に組み込むことで十分である。しかし、特に硬い材料の場合は、工具シャフトを、その半径方向の外側の端部において、ジャーナルを有するヨークによって回転可能に支持すると有利である場合がある。このヨークは工具ドラムに固定され、その結果、それぞれ、掘削工具を担持する工具シャフトの端部またはその近傍において、工具シャフトの組み込みまたは支持が追加的に行われることになる。
【００１７】
石炭採取のための地下採掘において本発明による装置を使用する場合は、工具ドラムの隣接する工具シャフトの間に、半径方向に延びるスクレーパまたはショベルを設けると特に有利になることがある。このスクレーパまたはショベルによって、好ましくはアンダカット掘削工具によって作業面において解放された材料を、採取装置のコンベアその他に積み込むことができる。
【００１８】
本発明による装置は、特に、岩石を粉砕または排出するための方法に用いるのに適している。この方法においては、工具シャフトの回転速度、工具ドラムの回転速度、ドラムの軸線に平行な装置の前進速度、および／または、個々の工具シャフトに配置される掘削工具の、周囲方向においてその工具シャフトの前方または後方に位置する工具シャフトの掘削工具の角度位置に対する角度位置を、次のように調整する。すなわち、後続する工具シャフトの掘削工具が、先行する工具シャフトの掘削工具と同じ打ち込み点において岩石等に打ち込まれないように調整するのである。いくつかのパラメータ、すなわち、遊星キャリアを形成する工具ドラムの回転速度と、駆動歯車を具備する遊星歯車シャフトとしての駆動シャフトの回転速度と、装置の前進速度と、掘削工具の掘削ラインの間隔とを変えることによって、掘削工具の個々の工具カッタの径路曲線を定めることができ、従って、被掘削材料または被排出材料の材料塊のサイズおよび表面構造を確実に変えることができる。
【００１９】
回転駆動を可変駆動装置によって行うと特に有利である。これによって、掘削作業を中断することなく、異なる回転速度を連続的に調整できる。これに対応する設計の装置によって、それぞれの駆動に関わる要件を、被掘削表面の形状と、被掘削または被排出材料の特性とに適合させることができる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態を、以下の記述および図面において、事例的に表現しかつ詳細説明する。本発明のさらなる利点および実施態様がこれから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による装置を断面図で示す。
【図２】軸線が傾斜した工具シャフトを有する第２実施形態の断面図を示す。
【図３】鉱物岩石排出用のアンダカット工具を備えた本発明の第３実施形態による装置の断面図を示す。
【図４】図３の装置を工具ドラムの端面の正面図で示す。
【図５】工具シャフトが傾斜して配置されかつ端部において支持される本発明による装置の第４実施例の断面図を示す。
【図６Ａ−Ｂ】本発明の第５実施例による装置を断面図で示す。
【図７】本発明による装置を用いる別の例の、図６Ｂと同様の正面図を示す。
【図８】切り離された複数の回転駆動装置を有する本発明の第６実施形態による装置を断面図で示す。
【図９】切り離された複数の回転駆動装置が工具ドラムの異なる側に配置される本発明の第７実施例による装置を断面図で示す。
【図１０】中心に配置されるハブギヤ装置を有する本発明の第８実施例による装置を断面図で示す。
【図１１】本発明による装置の旋回ブーム上での使用を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、例えば、道路建設における表土排除用、ビル建設における床または壁の改築用、あるいは採掘用途用の本発明の第１実施形態による装置が、全体として参照記号１０で示されている。装置１０は、ドラム支持体１を含むが、このドラム支持体１は、装置１０用の適切な保持装置または移動装置、例えば掘削機のブーム、前進式作業機械の機械ブーム等に固定することができる。筒形の、この場合中空のドラム支持体１は、ドラムの軸線または主たる軸線Ｈに中心が合致するように形成される中心の軸受収納部分１１を有しており、この軸受収納部分１１の中に、工具ドラム４に回転固定して連結される駆動シャフト３が、Ｏ−配置（背面配列）に配置される２つの円錐ころ軸受２によって、自由回転可能に組み込まれる。駆動シャフト３の１つの端部は工具ドラム４に回転固定して連結され、ドラム支持体１から突き出る駆動シャフト３のもう１つの端部は、歯車３ｂを回転固定して装着するのに用いられ、この歯車３ｂに装置１０用の適切な回転駆動装置を接続できる。駆動用の回転駆動装置は、後続の歯車装置と、場合によっては過負荷クラッチその他とを含むモータによって構成することができる。駆動シャフト３および工具ドラム４は、互いに回転固定して連結されるか、あるいは一体品に形成される。工具ドラム４の端面４’は完全に閉止され、また工具ドラム４は、その周囲に分布配置された複数の半径方向穿孔または半径方向通路１２を有する。その半径方向通路１２の中に、工具シャフト５の軸線Ｗがドラムの軸線Ｈに対して横方向に位置するように、工具シャフト５が組み込まれる。その結果、工具シャフト５の自由端９は、工具ドラム４の外周縁４’’の半径方向の完全に外側に位置することになる。工具ドラム４の寸法および直径に応じて、およそ３〜１２個の工具シャフト５を、工具ドラム４の周囲に分布させて配置することができる。この場合も、工具シャフト５の半径方向通路１２内への組み込みはＯ−配置（背面配列）の２つの円錐ころ軸受６によって行われ、各かさ歯車シャフト５の組み込みは、工具ドラム４の片側の開放された歯車収納部分１４を介して行われる。図１において粉砕ローラからなる工具支持体１５で、その上に個々の掘削工具１６が配置される工具支持体１５は、各工具シャフト５の自由端９に固定される。この場合、チゼルチップのみによって図示される複数の掘削工具が各工具支持体１５上に配置され、その掘削工具１６の配置は、それらを工具支持体１５の支持周囲面上にらせん状に分布させて、各工具支持体１５の半径方向の線上にできるだけ掘削工具１６のただ１つのチゼルチップのみが配置されるように行われる。掘削工具１５が粉砕ローラとして構成される場合は、すべての掘削工具間に、それぞれ、一様な角度のずれおよび軸方向のずれを設けることができる。
【００２３】
掘削装置１０においては、駆動シャフト３上の歯車３Ｂのみが外部の駆動装置と係合する。駆動シャフト３が回転する間、これに回転固定して連結される工具ドラム４が回転し、その結果、半径方向通路１２内に配置される工具シャフト５も、同様にドラムの軸線Ｈの回りを回転する。この場合、全体として参照記号２０で示すアングル歯車装置によって、工具ドラム４の回転動作から個々の工具シャフト５の回転が誘起され、工具ドラム４の回転に重なり合う。アングル歯車装置２０は、土壌による汚染から防護するため、工具ドラム４の歯車収納部分１４の中に配置される。エピサイクリック歯車として設計されるアングル歯車装置２０は駆動歯車８を有しており、この駆動歯車８は、ドラム支持体１の周囲フランジ４７に回転固定して取り付けられ、従って運転使用において停止している。また、歯車収納部分１４内に突き出る工具シャフト５のシャフト端部に回転固定して装着される動力取り出し歯車７が、この駆動歯車８にそれぞれ噛み合う。かさ歯車として設計される駆動歯車８は、締結ネジ１８によって周囲フランジ４７にネジ止めするのが望ましい。ドラム支持体１は機械のブームその他に連結されるので、駆動歯車８は工具ドラム４に対比して静止しており、工具ドラム４が回転すると、動力取り出し歯車７が遊星歯車として駆動歯車８の回りを回転する。この場合、工具ドラム４は遊星キャリアを構成する。駆動歯車８および動力取り出し歯車７の間の増速伝動比は、装置１０の大きさおよび構成に応じて３：１〜１２：１およびそれ以上にすることができる。この場合、約６：１〜８：１の増速伝動比が特に有利である。
【００２４】
装置１０においては、工具シャフトの軸線Ｗとドラムの軸線Ｈとは互いに垂直の位置関係にあり、アングル歯車装置２０はこれに対応して設計される。らせん状にずれるように配置される掘削工具１６を具備した個々の工具支持体１５が回転する結果として、また、工具ドラム４の付加的な回転の結果として、工具ドラム４の周囲４’’の外側における材料掘削において、それぞれ、個々の掘削工具１６またはチゼルチップと、例えば岩石のような被排出材料または被解放材料との接触時間はきわめて短いものになる。この短い接触時間のために、個々の掘削工具１６の摩耗は非常に少ない。使用する歯車および駆動装置に応じて、工具ドラム４は例えば６０ｒｅｖ／ｍｉｎで回転することができ、各工具シャフト５の回転速度は例えば４００ｒｅｖ／ｍｉｎである。使用するアングル歯車装置２０および円錐ころ軸受２、６を保護するため、それぞれ、シャフトシールリング１７が、半径方向通路１２の出側において工具ドラム４の周囲４’’に装着され、歯車収納部分１４は、環状ディスク１９によって閉止される。この環状ディスク１９はその内側のオリフィス部分にシャフトシールリング１３を有する。
【００２５】
図２は、本発明による装置６０の第２の実施例を示す。図１の実施例の場合と構造的または機能的に同じ構成要素には、５０を付け加えた参照記号を付している。前記の実施例と同様に、駆動シャフト５３は、ドラム支持体５１の内部に回転可能に組み込まれ、工具ドラム５４に回転固定して連結される。工具ドラム５４には、その周囲に分布配置された複数の半径方向通路６２が、対応する個数の工具シャフト５５受け入れ用として設けられる。この半径方向通路６２の中への工具シャフト５５の組み込みは、同様に、１対の円錐ころ軸受５６によって行われる。前記の実施例の場合と同様に、好ましくはらせん状に分布配置された複数の掘削工具６６を有する工具支持体６５が、各工具シャフト５５の自由端５９に配置される。しかし、前記の実施例とは異なって、工具シャフトの軸線は、工具ドラム５４の軸線Ｈに垂直に位置しておらず、その代わりに、工具シャフト５５の軸線Ｗは角度７４だけ傾斜して延びている。従って、工具支持体６５の周囲の個々の掘削工具６６は、ホルダの軸線Ｈに垂直に回転するのではなく、ドラムの軸線Ｈに対して斜めに、この場合約８５°の角度の位置にある回転の軸線の回りを回転する。工具支持体６６は、前記の実施例と同様にこの場合も粉砕ローラとして構成されている。装置６０においても、工具シャフト５５の回転は、駆動シャフト５３の回転からアングル歯車装置７０によって誘起される。アングル歯車装置７０は、前記の実施例と同様に、工具ドラム５４の歯車受け入れ空間６４内に配置され、工具支持体５１に回転固定して連結される駆動歯車５８と、この駆動歯車とそれぞれ噛み合う動力取り出し歯車５７とを有する。この動力取り出し歯車５７は、個々の工具シャフト５５に回転固定して装着され、遊星歯車として回転する。工具シャフトおよび工具ドラム５４の軸線Ｗ、Ｈ間に角度を設けているので、アングル歯車装置７０は、かさ歯車５８、５７に、対応して傾斜した歯列を有する。角度７４だけ傾斜させた結果として、工具支持体６５上の掘削工具６６の外側の工具列の摩滅が回避または低減される。周囲に分布配置されるすべての工具シャフト５５を角度７４だけ傾斜させることができるが、個々の工具シャフトを、群ごとに異なる角度で傾斜させる構成も可能である。この場合は、特に、工具シャフトの異なる回転速度をも実現するべき時には、２つ以上の駆動歯車を歯車受け入れ空間内に配置することも可能である。
【００２６】
図３は、本発明による装置の主たる利用分野用、すなわち、地下または地上の採掘における岩石、石炭または他の鉱物のアンダカット排出用の装置１１０を示す。第１の実施例の場合と機能的に同一の構成要素には、１００を付け加えた参照記号を付している。駆動シャフト１０３は、機械のブームその他に連結されるドラム支持体１０１の中に組み込まれると共に、工具ドラム１０４に回転固定して連結される。工具ドラム１０４は、周囲に分布配置された複数の半径方向通路１１２を有し、その半径方向通路１１２の中に、それぞれ工具シャフト１０５が、この場合、各工具シャフト１０５の軸線Ｗが回転の軸線または工具ドラム１０４の軸線Ｈに垂直に位置するように配置される。全装置１１０は、この場合も同様に、駆動シャフト１０３に装着される歯車１０３Ｂに連結できるただ１つの回転駆動装置を有しており、個々の工具シャフト１０５の回転はアングル歯車装置１２０によって惹起される。アングル歯車装置１２０は、ドラムの軸線Ｈに同心に配置されかつドラム支持体１０１に固定される１つの共通の中心歯車１０８で全動力取り出し歯車１０７用の中心歯車１０８を有する。動力取り出し歯車１０７は遊星歯車として回転し、工具シャフト１０５の自由端に装着される。しかし、前記の２つの実施例とは異なって、掘削工具が、アンダカット方式で操作される掘削工具１１６から構成される。この場合、この掘削工具１１６は、外側に向けてまたはドラムの軸線Ｈから距離が増大する方向に円錐状に先細化される工具支持体１１５を有する。図示の実施例においては、工具支持体１１５は４つの工具ライン１２１、１２２、１２３、１２４を備えており、各工具ライン１２１〜１２４には１つ以上の掘削工具１１６が装着される。掘削工具１１６は、同様に、単にそのチゼルチップのみによって示されており、この場合、被排出材料１３０を、段付きアンダカット方式で裂開する。異なる工具ライン１２１〜１２４上の掘削工具１１６は、工具支持体１１５におけるその円錐状配置のために、被排出材料を均等に破砕する。この場合、個々の工具ライン１２１〜１２４は、異なる工具ライン１２１〜１２４上の掘削工具１１６がそれぞれ同一サイズの容量を排除するように配置することが望ましい。掘削工具１１６が円錐状の工具支持体１１５上に円錐状に配置されるために、半径方向のさらに外側に位置する掘削ライン上の各工具は、材料をアンダカット解放するための十分な自由空間を有する。図３においては、本発明による装置１１０の作業方向は矢印Ａによって示され、これから、本発明による装置１１０の作業方向Ａがドラムの軸線Ｈに平行であることがよく分かる。装置１１０の被排出材料１３０内への送り動作は、これに対応して、作業方向Ａに垂直に、従ってドラムの軸線Ｈに垂直に行われる。さらに、図３から、個々の掘削工具１１６がドラムの軸線Ｈに対して横方向に回転する、あるいはこの場合垂直に回転することがよく分かる。
【００２７】
図３に示す本発明による装置１６０の全体構成および作動態様は、工具ドラム１０４の端面１０４’の外観図を示す図４からも明らかである。この場合、全体として６個の工具シャフトが工具ドラム１０４の周囲に分布配置されており、各工具シャフトは、その端部に、関連する円錐状または丸い工具支持体１１５を有する。各工具支持体１１５には、３つの工具ラインに分布配置される掘削工具１１６としてのストレートシャンクチゼルが装着される。工具ドラム１０４と、工具シャフトと共回りする工具支持体１１５との回転が重ね合わされるために、各個別掘削工具１１６は、非排出材料１３０内で短い掘削を実行し、異なる工具列に対する掘削表面は三日月形状に延びている。この場合、異なる工具支持体上の同じ掘削列の掘削工具は、次に続く工具支持体１１５の掘削工具１１６が、前方の工具シャフトの掘削工具１１６の位置点とは異なる位置点で材料の排出または材料の弾き出しを実行するように配置される。工具の係合時間が短いことによって、装置１１０に対する負荷力を低く抑え、かつ同時に個々の掘削工具１１６の摩耗を低く抑えながら、大きな掘削出力を得ることができる。装置１１０の作業方向は、ドラムの軸線に平行に図面の中に向いている。
【００２８】
図５は、本発明による装置１６０の第４実施例を示す。工具ドラム１５４と、個々の工具シャフト１５５および共通の駆動歯車１５７の間に挟み込まれたアングル歯車装置１７０とは、原理的に図２の実施例の場合と同じ構成を有しており、図２に関する記述を参照できる。装置１６０の工具シャフト１５５の軸線Ｗは工具ドラム１５４の軸線Ｈに対して傾斜して位置しているが、装置１６０は、この工具シャフト１５５に対する特別な構成を有する。前記の諸実施例のように、工具シャフト１５５は、その軸端１５９と半径方向に内側の軸端１５５’との間において、半径方向の、但しこの場合斜めに位置する半径方向の通路１６２内に、２つの円錐ころ軸受１５６から構成される装着装置によって組み込まれる。シャフト端１５９には工具支持体１６５が好ましくは取り外し可能に装着され、半径方向に内側のシャフト端１５５’には動力取り出し歯車１５７が取り付けられる。しかし、前記の諸実施例とは異なって、周囲に分布配置されるすべての工具シャフト１５５は、その自由端面１５５’’において、ヨーク１８０によって回転可能に支持される。ヨーク１８０は、回転駆動装置に連結される駆動歯車１５３Ｂが配置されるドラムの側全体に、ほぼＵ字形に延びている。その結果、傾けられた掘削工具１６６は、工具ドラム１５４の周囲の外側で、それぞれ最も前に突き出ているその先端において、自由にかつヨーク１８０の干渉を受けることなく被排出材料の中に切り込むことができる。ヨーク１８０は、工具支持体１６５の回りの外側に配置され、ジャーナル１８１を有する。このジャーナル１８１は、工具シャフト１５５の軸線Ｗに平行に延びており、別の円錐ころ軸受１８２を介在させて、工具支持体１６５またはシャフト端部の中に進入している。これに対応する構成は、掘削工具１６６が長い粉砕ローラまたは同類のものから構成される場合に特に有利である。
【００２９】
以上に述べた実施例においては、工具ドラムは、それぞれ、ドラム支持体に片側においてのみ支持されていた。図６Ａおよび６Ｂは、工具ドラム２０４および工具シャフト２０５用の共通の回転駆動装置を備えた、本発明による装置２１０のさらに別の実施例を示す。この場合、工具シャフト２０５はドラムの軸線Ｈに対して垂直に位置しているが、場合によっては傾いている。前記の諸実施例の場合と同様に、歯車２０３Ｂから駆動シャフト２０３に導入される回転は、アングル歯車装置２２０を介して工具シャフト２０５に対応する増速伝動比で伝達できる。図６Ａおよび６Ｂに示される装置２１０においては、端面２０４’を超えて突き出る強力なジャーナル２３３が、歯車２０３Ｂおよび歯車収納部分２１４の反対のドラムの側に形成され、ドラムの軸線Ｈに同心に位置している。これによって、装置２１０が、工具ドラム２０４の両側で、すなわち、一方ではジャーナル２３３を介して、もう一方ではドラム支持体２０１を介して支持される。装置２１０の作業の動きは、図６Ａにおいてドラムの軸線Ｈに平行な矢印Ａによって表現されており、図６Ｂは、周囲に均等に分布配置された全体として６個の工具シャフト２０５を有する装置２１０について、工具ドラム２０４の回転方向Ｒを示している。図６Ｂから、さらに、装置２１０によって、材料が、作業方向において、すなわち図６Ｂにおいて図面の中に向かって、どのように排出されるかを明瞭に見て取ることができる。
【００３０】
図７は本発明による別の装置２６０を示す。この装置２６０は、図６Ｂの実施例と同様に両側で組み込まれる工具ドラム２５４を備えているが、図６Ｂの実施例とは異なって、この場合、６個ではなく、４個のみの、例えば粉砕ローラとして設計された適切な工具支持体２６５を有する工具シャフト２５５が設けられる。それぞれ互いに９０°の角度でずらして配置される工具シャフト２５５の間に、それぞれショベル２７６が取り付けられる。このショベル２７６は工具ドラム２５４の周囲２５４’’を半径方向に超えて突き出ており、このショベル２７６によって、工具支持体２６５上の回転する掘削工具によって岩石２８０内の作業面において解放される特に石炭のような材料を、コンベア（図示なし）に積み込むことができる。装置２６０は、例えばコンベアに沿って移動し、図７の図面に中に動いていく。工具支持体２６５上の掘削工具は、工具シャフト２５５の回転動作と工具ドラム２５４の回転方向Ｒの回転動作との組み合わせによって材料を解放し、さらに、装置２６０は、解放された材料を、スクレーパまたはショベル２７６によって適切な斜面を経てコンベアに搬送する。矢印Ｚで示すように、装置２６０の送りの動きは、工具ドラム２５４の回転軸線Ｈに垂直に生じることになり、図６Ｂの実施例の場合と同様に、工具ドラム２５４を、概略表示されるジャーナル２８３によって両側で保持できる。
【００３１】
図８は、工具ドラム３０４用の駆動装置と工具シャフト３０５用の回転駆動装置とを別個に切り離した装置３１０を示す。装置３１０も、同様に、例えば機械のブームまたは担持アーム３４０に固定されるドラム支持体３０１によって保持される。先行の実施例とは異なって、工具ドラム３０４には、一方の側で軸方向に突き出る中空のドラム延長部分３３５が設けられる。この中空のドラム延長部分３３５は、２つの円錐ころ軸受３１０によって、ドラム支持体３０１のシャフト収納部分３１１の中に回転可能に組み込まれ、これによって、工具ドラム３０４が、シャフト延長部分またはドラム延長部分３３５を介してドラム支持体３０１に回転可能に支持される。ドラム支持体３０１から突き出るドラム延長部分３３５の自由端には、歯列３３７が形成されるかまたは歯車が装着され、その歯列または歯車を介して、シャフトの延長部分３３５従って工具ドラム３０４も、図示されていないドラム駆動装置に接続または連結できる。ドラム延長部分３３５は、その中空のシャフト穿孔３３６によって歯車駆動シャフト３２５用のシャフト収納部分を形成する。歯車駆動シャフト３２５は、Ｘ−配置（正面配列）に配置される円錐ころ軸受３３８によってシャフト穿孔３３６の内部に組み込まれる。また、歯車駆動シャフト３２５のシャフト穿孔３３６から突き出る端部には、歯列３２６が設けられる。この歯車駆動シャフト３２５の歯列３２６は、ドラム駆動装置とは別個の図示されていない歯車駆動装置に連結できる。その結果、工具ドラム３０４の回転速度および工具シャフト３０５の回転速度間の回転速度比を所要のとおりに調整できる。相対的に長い歯車駆動シャフト３２５は、ドラム延長部分３３５の受け入れ穿孔３３６から突き出て歯車受け入れ空間３１４を貫通するその第２端部において、軸受カバー３１９内の第２の円錐ころ軸受３２６によって支持される。軸受カバー３１９は、２つの駆動装置の反対側の工具ドラム３０４の側から工具ドラム３０４にネジ止めされる。その結果、装置３１０においては、歯車収納部分３１４が、作業方向Ａを指向する端面３０４において開放型になっており、そこでは軸受カバー３１９によって閉止される。装置３１０は、工具シャフト３０５を有するが、その工具シャフトＷは、この場合、ドラムの軸線Ｈに対して約８０°の角度で斜めに延びている。歯車３２６から歯車駆動シャフト３２５に導入される回転は、サン歯車の態様で歯車駆動シャフト３２５に回転固定して連結される駆動歯車３０８と、それぞれ各工具シャフト３０５に回転固定して連結される動力取り出し歯車３０７とによって伝達される。この場合、全アングル歯車装置３２０は、図８の装置３１０においては、歯車収納部分３１４内によく保護されて配置される。この場合も同様に、アンダカット方式で操作される円錐状の工具支持体３０５が、工具シャフト３０５の自由シャフト端３０９に、図示の固定ネジによって取り外し可能に装着される。図８の装置３１０においては、作業面において、アンダカット方式でかつできる限り同一の掘削出力で材料を排除するために、個々の掘削工具３１６が３つの工具ライン３２１、３２２、３２３に対して配備される。装置３１０の場合、工具シャフト３���５の交換は、軸受カバー３１９を取り外して、軸受カバー３１９に隣接する駆動歯車３０８を取り外した後、それぞれの動力取り出し歯車３０７を引き抜くことによって実施できる。その場合、動力取り出し歯車３０７および工具シャフト３０５は、歯車収納部分３１４内において自由に取り扱い可能であり、動力取り出し歯車３０７を引き抜き、円錐ころ軸受３０６用の軸受リング３２６を取り外すと、工具シャフト３０５を半径方向通路３１２から外向きに引き出すことができる。
【００３２】
図９の装置３６０の実施例においては、工具ドラム３５４用のドラム駆動装置を工具ドラム３５４の一方の側に配置し、アングル歯車装置３７０用の歯車駆動装置を、軸方向にずらして、工具ドラム３５４のもう一方の側に配置できる。工具シャフト３５５を受入れる複数の半径方向通路３６２が周囲に分布配置された工具ドラム３５４は、比較的短い環状の延長部分３８５を有しており、この延長部分３８５は、第１軸受３５２を介して、ドラム支持体に連結されるあるいはドラム支持体の一部分を形成する軸受外殻３５１Ａ内に組み込まれる。環状の延長部分またはドラムの延長部分３８５は、この場合も、その内側空間をもって、歯車駆動シャフト３７５用のシャフト収納部分３８６を形成する。この歯車駆動シャフト３７５は、その１つの端部がシャフト収納部分３８６から突き出ており、それによって露出する端部に、歯車駆動装置に連結するための歯列３７６が設けられる。装置３６０を支持する第２の回転軸受３５２は、工具ドラム３５４の反対側に配置され、第２の軸受外殻３５１Ｂによって保持される。この第２の軸受外殻３５１Ｂは、同様に、工具支持体またはブームのアームその他に連結できる。環状の延長部分３８５の反対側において、この場合多段に形成された支持延長部分３９０が工具ドラム３５４にネジ止めされ、その自由端に歯列３８７が設けられ、それにドラム駆動装置を連結できる。支持延長部分３９０は、その段の１つと別の軸受３５２とを介して第２の軸受外殻３５１Ｂに支持される。この場合ネジ止めされる軸受フランジを形成する支持延長部分３９０の内側には、１つの凹部３９１が設けられ、その中に、歯車駆動シャフト３７５の第２の自由端が第２の円錐ころ軸受３８８によって支持される。歯車駆動シャフト３７５の回転の工具シャフト３５５への伝達は、この場合も同様に、駆動歯車３５８を有するアングル歯車装置３７０を介して行われる。この場合、工具シャフト３５５の軸線Ｗはドラムの軸線Ｈに垂直に位置しており、また、駆動歯車３５８は歯車駆動シャフト３７５に回転固定して装着され、それぞれの動力取り出し歯車３５７が、その駆動歯車３５８と噛み合う。動力取り出し歯車３５７は、遊星歯車として工具ドラム３５４と共に回転しかつ工具シャフト３５５を駆動する。工具ドラム３５４用の駆動装置と、工具シャフト３５５用の駆動装置とを別個に切り離している結果として、個々の工具カッタの径路曲線を定めることができ、従って解放される材料塊のサイズを所要の寸法に確実に調整できる。材料特性が変化すれば、掘削作業を中断することなく回転速度比を連続的に調整でき、その都度の必要条件に適合させることができる。
【００３３】
図１０に示す装置４１０も、同様に、本発明による掘削動作を遂行するために、工具ドラム４０４の周囲に分布配置される複数の工具シャフト４０５を備えている。この場合、この工具シャフト４０５の軸線Ｗは、工具ドラム４０４の軸線Ｈに対して斜めに位置している。個々の工具シャフト４０５にはアンダカット方式で操作される円錐状の工具支持体４１５が装着され、個々の工具シャフト４０５はそれぞれ軸受ブッシュ４４５の中に配置される。この軸受ブッシュ４４５は、工具ドラム４０４の周囲の端面に複数の固定ネジ４４６によってネジ止めされる。各軸受ブッシュ４４５はカートリッジ方式で交換可能であり、ネジ結合４４６によって、周囲の側からドラムチャンバ４１２の中に差し込まれる。装置４１０は、工具シャフトが垂直に配置される軸受ブッシュを用いることによって、ドラムの軸線Ｈに垂直に位置する工具シャフトを備えた構成に問題なくごく普通に転換できる。各軸受ブッシュ４４５の内部には、工具シャフト４０５が、同様に２つの円錐ころ軸受４０６と軸受リング４２６とシャフトシールリング４１７と共に受入れられ、各工具シャフト４０５の内側の自由シャフト端には、アングル歯車装置４２０のかさ歯車としての動力取り出し歯車４０７が装着される。装置４１０においては、工具ドラム４０４の駆動は、装置４１０の右側のベルトプーリ４２６を介して歯付きベルトによって行われ、工具シャフト４０５の駆動は、装置４１０の左側のベルトプーリ４３７を介して行われる。ドラム駆動用のベルトプーリ４２６は、ハウジング内にカプセル化される第１ハブギヤ装置４９７の駆動側に連結され、ベルトプーリ４３７は第２ハブギヤ装置４９８の駆動側に連結される。ハブギヤ装置は単にそのハウジングのみによって表現されている。工具ドラム４０４駆動用のハブギヤ装置４９７は第１固定フランジ３４０Ａに取り付けられ、駆動歯車４０８用のハブギヤ装置４９８は第２固定フランジ４４０Ｂに取り付けられ、これらの固定フランジを介して、全装置４１０を、例えばフォーク形状のブームアームのような図示されていないドラム支持体に固定することができる。第２ハブギヤ装置４９８の動力取り出し側４９８’は、ネジ４１８によって駆動歯車４０８にネジ止めされ、第１ハブギヤ装置４９７の動力取り出し側４９７’は、ネジ４９９によって工具ドラム４０４にネジ止めされる。図１０の左側の、工具ドラム４０４のドラムリング４０４Ａと、駆動歯車４０８との間に玉軸受４９５が配置され、軸受リング４９４およびシャフトシール４９３によって、土壌汚染に対して保護されながら所定位置に保持される。以上の構成によって、すべての動力取り出し歯車４０７に共通でハブギヤ装置４９８によって駆動される駆動歯車４０８は、同様に駆動される工具ドラム４０４に対して任意の所要の回転速度で回転できる。その結果、工具ドラム４０４および工具シャフト４０５の間の回転速度比は、実際上所要のとおりに調整可能である。両ハブギヤ装置４９７、４９８が嵌め込み式歯車装置として設計され、ドラムの軸線に同心に配置され、かつ工具ドラム４０４の内部空間をほぼ充満するので、装置４１０はきわめて小型高密度の構成を有する。
【００３４】
本発明による装置は、作業方向に直線的に動かすことができ、続いて、送り方向に送りの動きが行われた後、反対方向に戻るように動かすことができる。図１１は、本発明による装置５１０の揺動使用の実施例を示す。この場合、この装置は、工具ドラム５０４の周囲に分布配置される４つの工具シャフト５０５を有する。工具ドラム５０４は、ブーム５９０の２つのブームアーム５９０Ａ、５９０Ｂに両側で保持され、ブーム５９０は回転中心Ｄの回りを旋回できる。旋回の間、工具支持体５１５上の掘削工具５１６が、旋回方向Ｓに材料５３０を排除していく。この場合、工具支持体５１５は工具シャフトの軸線Ｗの回りを回転し、工具ドラム５０４はドラムの軸線Ｈの回りを回転する。常に１つの方向においてのみ材料の排除が可能であるが、代わりの方式として、両方の旋回方向において排除することも可能である。そのため、引き続いてもう一方の旋回方向において作業面５３０で材料を排除するために、１つの旋回が完了した後、ほぼ１つの工具幅の量だけ新しい送りを行うことになる。さらに、より大きな断面から材料を採取するために、ブーム５９０を垂直に可動に構成することが可能であろう。
【００３５】
以上の記述は、添付の特許請求の範囲内に含まれる多くの変形態様を当業者に示唆している。実際上すべての実施例において、垂直に位置する工具シャフトの代わりに、斜めに位置する工具シャフトを用いることもできるしまたその逆も可能であることが認められるであろう。アングル歯車装置の代わりに、それぞれフェース歯車装置を用いることも可能であろう。これは、岩石の破砕中に、工具シャフトの軸線に平行な力が駆動シャフトには全く導入されないという利点を有するであろう。歯車収納部分においては、それぞれ複数の出力シャフトを有するアングル歯車装置を設けることも、あるいは、工具シャフトをカルダンシャフトその他によって駆動することも可能であろう。この装置は、きわめて多様な利用可能分野において、意図される用途に応じて、実際上あらゆる既知の工具とともに使用することができる。好ましい利用分野は、特に、鉱石または石炭採取用の採掘、表土除去用の道路建設、露天掘り、トンネル掘進用のトンネル建設、ピット建設、例えばトレンチ構築用の土木工事、あるいは、床および壁改築用ビル建築である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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