WO1998025006A1 - Device for damping vibrations in part-face cutting machines - Google Patents

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WO1998025006A1
WO1998025006A1 PCT/AT1997/000263 AT9700263W WO9825006A1 WO 1998025006 A1 WO1998025006 A1 WO 1998025006A1 AT 9700263 W AT9700263 W AT 9700263W WO 9825006 A1 WO9825006 A1 WO 9825006A1
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WO
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brake
cantilever arm
disc
arm
designed
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PCT/AT1997/000263
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Inventor
Peter Kogler
Egmont Lammer
Gottfried Siebenhofer
Otto Schetina
Original Assignee
Tamrock Voest-Alpine Bergtechnik Gesellschaft M.B.H.
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C35/00Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/04Safety devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C27/00Machines which completely free the mineral from the seam
    • E21C27/20Mineral freed by means not involving slitting
    • E21C27/24Mineral freed by means not involving slitting by milling means acting on the full working face, i.e. the rotary axis of the tool carrier being substantially parallel to the working face
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C35/00Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/24Remote control specially adapted for machines for slitting or completely freeing the mineral

Definitions

  • the invention relates to a device for damping vibrations of part-cutting machines with a pivotable cantilever arm, on which cutting tools are rotatably mounted.
  • vibration sensors should be arranged as measuring sensors for the tool load, via which the swiveling speed subsequently results and / or the speed of rotation of the tools can be influenced for the purpose of reducing the tool load.
  • a vibration sensor was provided in this known design, the signals of which are connected via control electronics to the swivel drive of the cutting arm, and in particular the controllable valves of a hydraulic swivel drive. In the event of excessive vibrations, the cutting performance of the cutting machine was reduced.
  • DE-PS 34 27 962 From DE-PS 34 27 962 a device has already become known with which the cantilever arm setting device for mining and boring machines could be braced hydraulically. This design is also based on the consideration that part-cut scraping machines, in particular roller cutting machines, are particularly subject to strong vibrations when starting up in hard mineral layers. The shocks and vibrations are transmitted to the cantilever arm via the cutting tools engaging in the material, such vibrations being able to give rise to clear vibrations of the cutting arm due to the elasticity of the pressure cylinder of the actuator for the cantilever arm. To make matters worse here If resonance occurs in the system, such vibrations can have a destructive effect. The measures to be taken from DE-PS 34 27 962 now increase the pressure in the actuating cylinders, but this does not adequately solve the underlying problem of the elasticity of the pressure cylinders.
  • the invention now aims to propose a simple and possibly also retrofitted device, with which an effective damping of vibrations from part-cutting machines can be achieved.
  • the device according to the invention should manage with a minimum of additional parts and should be compact, and furthermore should influence the efficiency and the performance of the swivel drive for the extension arm as little as possible.
  • the device according to the invention essentially consists in that at least one brake and / or between the swivel drive of the cantilever arm and the cantilever arm, a self-locking transmission is switched on between the cantilever arm and the machine frame or the swivel mechanism.
  • At least one brake is now arranged or switched on between the cantilever arm and the machine frame, simple structural components can subsequently be used, with which an effective blockage can be achieved in the respectively desired pivot position.
  • a self-locking gear mechanism is switched on between the swivel drive of the cantilever arm and the cantilever arm, training is immediately created in which the adjustment by the swivel drive is in no way impaired, the reaction forces and in particular those on this actuator without Interposition of the transmission effective vibration forces are absorbed directly by the self-locking transmission.
  • the gearbox thus keeps the load peaks caused by vibrations away from the actual swivel drive. If a brake is used, different, known mechanical brakes come into consideration.
  • the brake is advantageously designed to be releasable or disengageable, and in the case of brakes which work using viscous media, the braking effect only occurs immediately through rapid movement peaks, but not when the brakes are moved slowly.
  • the brake is designed as a disc brake with spring-actuated or hydraulically actuatable brake shoes, the disc or the brake shoes being rigidly supported on the cantilever arm and the other component rigidly supported on the machine frame.
  • a disc brake can, especially if, as corresponds to a preferred further development, the brake disc is formed by disc segments fixed on the side of the cantilever arm, which are encompassed by brake shoes fixed on the machine frame, can be easily retrofitted to the cutter or cantilever arms, so that a subsequent one Retrofitting existing part-cutting machines is possible.
  • the brake is designed as a multi-disc brake
  • disengagement need not necessarily be provided.
  • Such multi-disc brakes are in particular able to dampen movement peaks, especially if they are designed as multi-disc brakes with a viscous medium enclosed between the discs, whereby they slowly pivot the boom arm, as is caused by the pivoting drive of the boom arm will not provide any significant resistance.
  • the brake is adjusted to a maximum braking torque, so that an overload is avoided by the effect of a slip clutch becoming effective.
  • a particularly compact design can be achieved here if the multi-disc brake is arranged coaxially to the swivel axis between the swivel bearing and the extension arm.
  • Another form of mechanical brake which is advantageously designed to be detachable or disengageable, can be achieved in that the brake is designed as a piston rod of a hydraulic actuator for pivoting the cantilever arm or jaw brake.
  • vibrations and load peaks are kept away from the cylinder of the cylinder-piston unit of the swivel drive, so that a vibrating system, and in particular a system vibrating in resonance, cannot be formed.
  • the alternative or additional sensible measure of keeping the swivel drive free of overload by interposing a self-locking gear can be implemented in a simple manner in that the swivel drive is formed by a self-locking spindle drive. In this case, it is sufficient, for example, to connect a gearwheel to the cantilever arm in a rotationally fixed manner, wherein the cantilever arm can be pivoted by rotating the spindle drive with the appropriate gear ratio.
  • a particularly effective control of releasable or detachable brakes is achieved when the training is made such that sensors, such as, for example, are used with the extension arm and / or the machine frame. Vibration sensors or voltage strain gauges, displacement or angle measuring sensors or measuring devices of the cutting current motor are connected, the signals of which are connected via a control logic to the actuators of the controllable components of the brakes.
  • the control logic can block the brakes completely by actuating the controllable components of the brakes, whereas if the vibrations remain to an acceptable extent, the brakes could be released.
  • the control logic can quickly adjust the required braking force.
  • FIG. 1 shows a side view of a first embodiment of a partial cutting cutter with a friction brake
  • FIG. 2 shows a top view of the swiveling mechanism of the cutter according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment with a friction brake formed by a multi-disk brake
  • FIG .4 is a plan view of the swivel mechanism of the design according to FIG. 3
  • FIG. 5 is a schematic side view of a partial cutting cutter with a spindle drive for pivoting the extension arm
  • FIG. 6 is a representation analogous to FIG. 1, in which a control logic for actuating the Friction brake is provided.
  • a partial cutting machine 1 is shown.
  • the partial cutting machine 1 can be moved on a crawler chassis 2 in the longitudinal direction of the line and carries a cantilever arm 3, the swivel mechanism 4 of which is supported on the machine frame 5.
  • the swivel drive is formed in the embodiment according to Fig.l by a hydraulic cylinder piston unit 6, via which the cantilever arm 3 can be pivoted in the direction of the double arrow 7 in the vertical direction.
  • a second pivot axis 8 can also be seen, via which the pivot arm 3 can be pivoted in the horizontal direction.
  • Cutting heads 9 are rotatably mounted on the cutting arm or cantilever arm 3.
  • a friction brake 10 is provided between the swivel mechanism 4 and the cantilever arm 3 and is made up of disk segments 11 and brake shoes 12.
  • the brake shoes 12 encompass the disk segment 11, as can be seen more clearly in FIG.
  • the actuating element for the brake shoes 12 is formed by a hydraulic cylinder piston unit 13, the brake shoes 12 being pressed against the brake disc segments 11 by acting on this hydraulic cylinder piston unit 13. In the event of excessive vibration, the brake shoes 13 are pressed against the disk 12, as a result of which the reaction forces, and in particular the vibration forces, are kept away from the hydraulic actuator 6 for the vertical pivoting of the cantilever arm.
  • the reference numerals of Fig.l have been adopted identically.
  • the disc segments 11 of the disc brake are rigidly connected to the extension arm 3 via a support frame 14, whereas the brake shoes are fixed to an arm 15 connected to the swivel mechanism 4.
  • the arm 15 can in principle be pivoted and pivotally supported on the swivel mechanism 4, provided that the swivel axis 16 of the swivel arm 15 does not coincide with the swivel axis 17 about which the extension arm 3 can be swiveled in the vertical direction.
  • a movable part-cut cutting machine is again shown, the reference numbers relating to the cutting machine itself being chosen to correspond to the reference numbers in FIGS. 1 and 2.
  • the schematically indicated charging device was designated 18.
  • a route conveyor 19 is shown schematically. 3 and 4, the brake is formed by a multi-disc brake 20 arranged coaxially to the pivot axis 17.
  • the multi-disc brake is filled with viscous medium so that impacts and rapid accelerations are effectively braked, whereas when the boom arm is slowly pivoted about its pivot axis 17 under the action of the hydraulic actuating cylinder 6, no significant braking forces are exerted.
  • a braking device indicated schematically at 21, can act directly on the piston rod of the vertical swivel cylinder / piston unit 6, as a result of which effective blocking and braking can be achieved.
  • the brake is now formed by a spindle drive, a spindle 22 acting on the cantilever arm 3 so that it can pivot about a pivot axis 23.
  • the spindle 22 is immersed in a motor 24, which is designed as a threaded motor. Turning the thread turns the spindle in and out of the motor retracted, whereby a height pivoting of the cantilever arm 3 in the sense of the double arrow 7 is made possible.
  • this training can be designed self-locking, so that the reaction forces bwz. Vibrations are kept away from the drive motor 24 and the cantilever arm 3 is stabilized in the respectively selected position.

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Abstract

The invention relates to a device for damping the vibrations of part-face cutting machines (1) comprising a swivelling extension arm (3) with cutting tools (9) rotationally fitted thereon. At least one brake (10) is placed between the swivelling extension arm (3) and the engine frame (5) or swivelling mechanism (4), and/or an autolocking mechanism is placed between the swivel control element (6) of the extension arm (3) and the extension arm (3) itself.

Description

Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen von TeilschnittschrammaschinenDevice for damping vibrations of part-cutting machines
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen von Teilschnittschrammaschinen mit einem schwenkbaren Auslegerarm, an welchem Schrämwerkzeuge rotierbar gelagert sind.The invention relates to a device for damping vibrations of part-cutting machines with a pivotable cantilever arm, on which cutting tools are rotatably mounted.
Beim Abbau von hartem Material werden die Schrämwerkzeuge je nach Vortriebsgeschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit der Schrämköpfe hohen, stoßartigen Belastungen ausgesetzt, und es ist beispielsweise der AT-PS 377 056 bereits zu entnehmen, Erschütterungssensoren als Meßsensoren für die Werkzeugbelastung anzuordnen, über welche in der Folge die Schwenkgeschwindigkeit und/oder die Rotationsgeschwindigkeit der Werkzeuge zum Zwecke der Verringerung der Werkzeugbelastung beeinflußt werden kann. Zu diesem Zweck war bei dieser bekannten Ausbildung ein Erschütterungssensor vorgesehen, dessen Signale über eine Steuerelektronik mit dem Schwenkantrieb des Schrämarmes, und insbesondere den steuerbaren Ventilen eines hydraulischen Schwenkantriebes, verbunden sind. Bei übermäßigen Erschütterungen wurde somit die Abbauleistung der Schrämmaschine reduziert .When hard material is removed, the cutting tools are exposed to high, shock-like loads depending on the speed of advance and the speed of rotation of the cutting heads, and it can already be seen from AT-PS 377 056 that vibration sensors should be arranged as measuring sensors for the tool load, via which the swiveling speed subsequently results and / or the speed of rotation of the tools can be influenced for the purpose of reducing the tool load. For this purpose, a vibration sensor was provided in this known design, the signals of which are connected via control electronics to the swivel drive of the cutting arm, and in particular the controllable valves of a hydraulic swivel drive. In the event of excessive vibrations, the cutting performance of the cutting machine was reduced.
Aus der DE-PS 34 27 962 ist bereits eine Einrichtung bekannt geworden, mit welcher die Auslegerarmstellvorrichtung für Ge- winnungs- und Vortriebsmaschinen hydraulisch verspannt werden konnte. Auch dieser Ausbildung liegt die Überlegung zugrunde, daß Teilschnittschrammaschinen, insbesondere Walzenschrämmaschinen, beim Anfahren in harte Mineralschichten besonders starken Erschütterungen unterworfen sind. Die Erschütterungen und Vibrationen werden über die in das Material eingreifenden Schrämwerkzeuge auf den Auslegerarm übertragen, wobei derartige Er- schütterungen aufgrund der Elastizität des Druckzylinders des Stellantriebes für den Auslegerarm zu deutlichen Schwingungen des Schrämarmes Anlaß geben können. Wenn zu allem Überfluß hier Resonanz im System auftritt, können derartige Vibrationen zerstörende Wirkung haben. Durch die der DE-PS 34 27 962 zu entnehmenden Maßnahmen wird nun der Druck in den Stellzylindern erhöht, wodurch aber das zugrunde liegende Problem der Elastizität der Druckzylinder in nicht ausreichender Weise gelöst wird.From DE-PS 34 27 962 a device has already become known with which the cantilever arm setting device for mining and boring machines could be braced hydraulically. This design is also based on the consideration that part-cut scraping machines, in particular roller cutting machines, are particularly subject to strong vibrations when starting up in hard mineral layers. The shocks and vibrations are transmitted to the cantilever arm via the cutting tools engaging in the material, such vibrations being able to give rise to clear vibrations of the cutting arm due to the elasticity of the pressure cylinder of the actuator for the cantilever arm. To make matters worse here If resonance occurs in the system, such vibrations can have a destructive effect. The measures to be taken from DE-PS 34 27 962 now increase the pressure in the actuating cylinders, but this does not adequately solve the underlying problem of the elasticity of the pressure cylinders.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache und ggf. auch nachträglich nachzurüstende Einrichtung vorzuschlagen, mit wel- eher ein wirkungsvolles Dämpfen von Schwingungen von Teilschnittschrammaschinen gelingt. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll hierbei mit einem Minimum an zusätzlichen Teilen auskommen und kompakt ausgebildet sein können, und weiters die Effizienz und die Leistung des Schwenkantriebes für den Auslegerarm so we- nig wie nur möglich beeinflussen. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Einrichtung im wesentlichen darin, daß zwischen dem Auslegerarm und dem Maschinenrahmen bzw. dem Schwenkwerk wenigstens eine Bremse und/oder zwischen dem Schwenkantrieb des Auslegerarmes und dem Auslegerarm ein selbst- hemmendes Getriebe eingeschaltet ist. Dadurch, daß nun zwischen dem Auslegerarm und dem Maschinenrahmen wenigstens eine Bremse angeordnet bzw. eingeschaltet ist, können nachträglich einfache konstruktive Bauteile eingesetzt werden, mit welchen eine wirkungsvolle Blockade in der jeweilig gewünschten Schwenkposition erzielt werden kann. Dadurch, daß zusätzlich oder alternativ zwischen dem Schwenkantrieb des Auslegerarms und dem Auslegerarm ein selbsthemmendes Getriebe eingeschaltet ist, wird unmittelbar eine Ausbildung geschaffen, bei welcher die Verstellung durch den Schwenkantrieb in keiner Weise beeinträchtigt ist, die Reak- tionskräfte und insbesondere die auf diesen Stellantrieb ohne Zwischenschaltung des Getriebes wirksam werdenden Erschütterungskräfte aber vom selbsthemmenden Getriebe unmittelbar aufgenommen werden. Das Getriebe hält somit die Belastungsspitzen, welche durch Erschütterungen hervorgerufen werden, vom eigentli- chen Schwenkantrieb ab. Im Falle der Verwendung einer Bremse kommen unterschiedliche, bekannte mechanische Bremsen in Betracht. Mit Vorteil ist die Bremse lösbar bzw. auskuppelbar ausgebildet, wobei im Falle von Bremsen, welche unter Verwendung von viskosen Medien arbeiten, die Bremswirkung unmittelbar erst durch rasche Bewegungsspitzen, nicht aber bei einem langsamen Bewegen der Bremsen eintritt.The invention now aims to propose a simple and possibly also retrofitted device, with which an effective damping of vibrations from part-cutting machines can be achieved. The device according to the invention should manage with a minimum of additional parts and should be compact, and furthermore should influence the efficiency and the performance of the swivel drive for the extension arm as little as possible. To achieve this object, the device according to the invention essentially consists in that at least one brake and / or between the swivel drive of the cantilever arm and the cantilever arm, a self-locking transmission is switched on between the cantilever arm and the machine frame or the swivel mechanism. Because at least one brake is now arranged or switched on between the cantilever arm and the machine frame, simple structural components can subsequently be used, with which an effective blockage can be achieved in the respectively desired pivot position. The fact that, additionally or alternatively, a self-locking gear mechanism is switched on between the swivel drive of the cantilever arm and the cantilever arm, training is immediately created in which the adjustment by the swivel drive is in no way impaired, the reaction forces and in particular those on this actuator without Interposition of the transmission effective vibration forces are absorbed directly by the self-locking transmission. The gearbox thus keeps the load peaks caused by vibrations away from the actual swivel drive. If a brake is used, different, known mechanical brakes come into consideration. The brake is advantageously designed to be releasable or disengageable, and in the case of brakes which work using viscous media, the braking effect only occurs immediately through rapid movement peaks, but not when the brakes are moved slowly.
Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung hierbei so getroffen, daß die Bremse als Scheibenbremse mit federbetätigten oder hydraulisch beaufschlagbaren Bremsbacken ausgebildet ist, wobei die Scheibe oder die Bremsbacken starr am Auslegerarm und der jeweils andere Bauteil starr am Maschinenrahmen abgestützt ist. Eine derartige Scheibenbremse kann insbesondere dann, wenn, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, die Bremsscheibe von seitlich am Auslegerarm festgelegten Scheibensegmenten gebildet ist, welche von am Maschinenrahmen festgelegten Bremsbacken umgriffen werden, leicht nachträglich an Schräm- bzw. Auslegerarmen festgelegt werden, sodaß ein nachträgliches Nachrüsten von bestehenden Teilschnittschrammaschinen möglich ist.The design according to the invention is advantageously made such that the brake is designed as a disc brake with spring-actuated or hydraulically actuatable brake shoes, the disc or the brake shoes being rigidly supported on the cantilever arm and the other component rigidly supported on the machine frame. Such a disc brake can, especially if, as corresponds to a preferred further development, the brake disc is formed by disc segments fixed on the side of the cantilever arm, which are encompassed by brake shoes fixed on the machine frame, can be easily retrofitted to the cutter or cantilever arms, so that a subsequent one Retrofitting existing part-cutting machines is possible.
Wenn, wie es einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, die Bremse als Lamellenbremse ausgebildet ist, muß eine Auskuppel- barkeit nicht notwendigerweise vorgesehen sein. Derartige Lamel- lenbremsen sind nämlich insbesondere dann, wenn sie als Lamellenbremsen mit einem zwischen den Lamellen eingeschlossen viskosen Medium ausgebildet sind, in der Lage, Bewegungsspitzen zu dämpfen, wobei sie einer langsamen Verschwenkung des Auslegerarmes, wie sie durch den Schwenkantrieb des Auslegerarmes be- wirkt wird, keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzen. Die Bremse wird dafür auf ein maximales Bremsmoment justiert, sodaß durch Wirksamwerden des Effektes einer Rutschkupplung eine Überlastung vermieden wird. Eine besonders kompakte Bauweise kann hier dadurch erreicht werden, wenn die Lamellenbremse koaxial zur Schwenkachse zwischen Schwenklager und Auslegerarm angeordnet ist. Eine weitere Form der mechanischen Bremse, welche mit Vorteil lösbar bzw. auskuppelbar ausgebildet ist, kann dadurch erzielt werden, daß die Bremse als eine Kolbenstange eines hydraulischen Stellantriebes für die Verschwenkung des Auslegerarmes umgreifende Backen- oder Klauenbremse ausgebildet ist. Auf diese Weise werden Vibrationen und Belastungsspitzen vom Zylinder des Zylinderkolbenaggregates des Schwenkantriebes ferngehalten, sodaß ein schwingendes System, und insbesondere ein in Resonanz schwingendes System, nicht ausgebildet werden kann.If, as is the case in a preferred development, the brake is designed as a multi-disc brake, disengagement need not necessarily be provided. Such multi-disc brakes are in particular able to dampen movement peaks, especially if they are designed as multi-disc brakes with a viscous medium enclosed between the discs, whereby they slowly pivot the boom arm, as is caused by the pivoting drive of the boom arm will not provide any significant resistance. For this purpose, the brake is adjusted to a maximum braking torque, so that an overload is avoided by the effect of a slip clutch becoming effective. A particularly compact design can be achieved here if the multi-disc brake is arranged coaxially to the swivel axis between the swivel bearing and the extension arm. Another form of mechanical brake, which is advantageously designed to be detachable or disengageable, can be achieved in that the brake is designed as a piston rod of a hydraulic actuator for pivoting the cantilever arm or jaw brake. In this way, vibrations and load peaks are kept away from the cylinder of the cylinder-piston unit of the swivel drive, so that a vibrating system, and in particular a system vibrating in resonance, cannot be formed.
Die alternativ oder zusätzlich sinnvolle Maßnahme, den Schwenkantrieb durch Zwischenschaltung eines selbsthemmenden Getriebes von Überlastung frei zu halten, kann in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß der Schwenkantrieb von einem selbst- hemmenden Spindeltrieb gebildet ist. In diesem Falle genügt es beispielsweise, mit dem Auslegerarm ein Zahnrad drehfest zu verbinden, wobei durch Verdrehen des Spindelantriebes unter entsprechender Übersetzung ein Verschwenken des Auslegerarmes gelingt .The alternative or additional sensible measure of keeping the swivel drive free of overload by interposing a self-locking gear can be implemented in a simple manner in that the swivel drive is formed by a self-locking spindle drive. In this case, it is sufficient, for example, to connect a gearwheel to the cantilever arm in a rotationally fixed manner, wherein the cantilever arm can be pivoted by rotating the spindle drive with the appropriate gear ratio.
Eine besonders wirkungsvolle Steuerung von lösbaren bzw. kuppelbaren Bremsen gelingt dann, wenn die Ausbildung so getroffen ist, daß mit dem Auslegerarm und/oder dem Maschinenrahmen Sensoren, wie z.B. Erschütterungssensoren oder aber auch Spannungs-DMS, Weg- oder Winkelmeßsensoren oder Meßeinrichtungen des Schneidstrommotors verbunden sind, deren Signale über eine Steuerlogik mit den Betätigungsgliedern der steuerbaren Bauteile der Bremsen verbunden sind. Bei übermäßigen Erschütterungen kann über die Steuerlogik eine vollständige Blockade der Bremsen durch Betätigung der steuerbaren Bauteile der Bremsen bewirkt werden, wohingegen dann, wenn die Erschütterungen in einem vertretbaren Ausmaß bleiben, die Bremsen freigegeben werden könnten. Die Nachsteuerung der jeweils erforderlichen Bremskraft kann kurzfristig über die Steuerlogik erfolgen.A particularly effective control of releasable or detachable brakes is achieved when the training is made such that sensors, such as, for example, are used with the extension arm and / or the machine frame. Vibration sensors or voltage strain gauges, displacement or angle measuring sensors or measuring devices of the cutting current motor are connected, the signals of which are connected via a control logic to the actuators of the controllable components of the brakes. In the event of excessive vibrations, the control logic can block the brakes completely by actuating the controllable components of the brakes, whereas if the vibrations remain to an acceptable extent, the brakes could be released. The control logic can quickly adjust the required braking force.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l eine Seitenansicht auf eine erste Ausbildung einer Teilschnittschrämmaschine mit einer Reibungsbremse, Fig.2 eine Draufsicht auf das Schwenkwerk der Schrämmaschine nach Fig.l, Fig.3 eine alternative Ausbildung mit einer von ei- ner Lamellenbremse gebildeten Reibungsbremse, Fig.4 eine Draufsicht auf das Schwenkwerk der Ausbildung nach Fig.3, Fig.5 eine schematische Seitenansicht einer Teilschnittschrämmaschine mit einem Spindelantrieb zur Verschwenkung des Auslegerarmes und Fig.6 eine Darstellung analog der Fig.l, bei welcher eine Steu- erlogik zur Betätigung der Reibungsbremse vorgesehen ist.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments schematically illustrated in the drawing. 1 shows a side view of a first embodiment of a partial cutting cutter with a friction brake, FIG. 2 shows a top view of the swiveling mechanism of the cutter according to FIG. 1, FIG. 3 shows an alternative embodiment with a friction brake formed by a multi-disk brake, FIG .4 is a plan view of the swivel mechanism of the design according to FIG. 3, FIG. 5 is a schematic side view of a partial cutting cutter with a spindle drive for pivoting the extension arm, and FIG. 6 is a representation analogous to FIG. 1, in which a control logic for actuating the Friction brake is provided.
In Fig.l ist eine Teilschnittschrämmaschine 1 dargestellt. Die Teilschnittschrämmaschine 1 ist auf einem Raupenfahrwerk 2 in Streckenlängsrichtung verfahrbar und trägt einen Auslegerarm 3, dessen Schwenkwerk 4 am Maschinenrahmen 5 abgestützt ist. Der Schwenkantrieb wird bei der Ausbildung nach Fig.l von einem hydraulischen Zylinderkolbenaggregat 6 gebildet, über welches der Auslegerarm 3 in Richtung des Doppelpfeiles 7 in Höhenrichtung verschwenkbar ist. Zusätzlich zu dieser Höhenverschwenkung ist auch eine zweite Schwenkachse 8 ersichtlich, über welche der Schwenkarm 3 in horizontaler Richtung verschwenkt werden kann.In Fig.l a partial cutting machine 1 is shown. The partial cutting machine 1 can be moved on a crawler chassis 2 in the longitudinal direction of the line and carries a cantilever arm 3, the swivel mechanism 4 of which is supported on the machine frame 5. The swivel drive is formed in the embodiment according to Fig.l by a hydraulic cylinder piston unit 6, via which the cantilever arm 3 can be pivoted in the direction of the double arrow 7 in the vertical direction. In addition to this pivoting height, a second pivot axis 8 can also be seen, via which the pivot arm 3 can be pivoted in the horizontal direction.
Am Schrämarm bzw. Auslegerarm 3 sind Schrämköpfe 9 rotierbar gelagert. Zwischen Schwenkwerk 4 und Auslegerarm 3 ist eine Rei- bungsbremse 10 vorgesehen, welche aus Scheibensegmenten 11 und Bremsbacken 12 aufgebaut ist. Die Bremsbacken 12 umgreifen hierbei das Scheibensegment 11, wie dies deutlicher in Fig.2 ersichtlich ist. Das Betätigungsglied für die Bremsbacken 12 wird von einem hydraulischen Zylinderkolbenaggregat 13 gebildet, wo- bei durch Beaufschlagen dieses hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 13 die Bremsbacken 12 gegen die Bremsscheibensegmente 11 gepreßt werden. Bei übermäßiger Erschütterung werden somit die Bremsbacken 13 gegen die Scheibe 12 gepreßt, wodurch die Reaktionskräfte, und insbesondere die Erschütterungskräfte, vom hydraulischen Stellantrieb 6 für die Vertikalverschwenkung des Auslegerarmes ferngehalten werden. In der Fig.2 wurden die Bezugszeichen der Fig.l identisch übernommen. Die Scheibensegmente 11 der Scheibenbremse sind hierbei über einen Tragrahmen 14 starr mit dem Auslegerarm 3 verbunden, wohingegen die Bremsbacken an einem mit dem Schwenkwerk 4 verbundenen Arm 15 festgelegt sind. Der Arm 15 kann hierbei prinzipiell schwenkbar am Schwenkwerk 4 angelenkt und abgestützt sein, sofern die Schwenkachse 16 des Schwenkarmes 15 nicht mit der Schwenkachse 17, um welche der Auslegerarm 3 in Höhenrichtung verschwenkbar ist, zusammen fällt.Cutting heads 9 are rotatably mounted on the cutting arm or cantilever arm 3. A friction brake 10 is provided between the swivel mechanism 4 and the cantilever arm 3 and is made up of disk segments 11 and brake shoes 12. The brake shoes 12 encompass the disk segment 11, as can be seen more clearly in FIG. The actuating element for the brake shoes 12 is formed by a hydraulic cylinder piston unit 13, the brake shoes 12 being pressed against the brake disc segments 11 by acting on this hydraulic cylinder piston unit 13. In the event of excessive vibration, the brake shoes 13 are pressed against the disk 12, as a result of which the reaction forces, and in particular the vibration forces, are kept away from the hydraulic actuator 6 for the vertical pivoting of the cantilever arm. In Fig.2, the reference numerals of Fig.l have been adopted identically. The disc segments 11 of the disc brake are rigidly connected to the extension arm 3 via a support frame 14, whereas the brake shoes are fixed to an arm 15 connected to the swivel mechanism 4. The arm 15 can in principle be pivoted and pivotally supported on the swivel mechanism 4, provided that the swivel axis 16 of the swivel arm 15 does not coincide with the swivel axis 17 about which the extension arm 3 can be swiveled in the vertical direction.
Bei der Ausbildung nach den Fig.3 und 4 ist wiederum eine verfahrbare Teilschnittschrämmaschine dargestellt, wobei die die Schrämmaschine selbst betreffenden Bezugszeichen mit den Bezugszeichen in den Fig.l und 2 übereinstimmend gewählt wurden. In Übereinstimmung mit der Darstellung in Fig.l wurde die sche- matisch angedeutete Ladeeinrichtung mit 18 bezeichnet. Am Hinterende der Streckenvortriebsmaschine bzw. Schrämmaschine ist schematisch ein Streckenabfördermittel 19 ersichtlich. Die Bremse ist bei der Ausbildung nach den Fig.3 und 4 von einer koaxial zur Schwenkachse 17 angeordneten Lamellenbremse 20 gebildet. Die Lamellenbremse ist mit viskosem Medium gefüllt, sodaß Schläge und rasche Beschleunigungen wirkungsvoll gebremst werden, wohingegen bei langsamem Verschwenken des Auslegerarmes um seine Schwenkachse 17 unter der Wirkung des hydraulischen Stellzylin- ders 6 keine nennenswerten Bremskräfte ausgeübt werden. Zusätz- lieh oder alternativ zu dieser Lamellenbremse 20 kann eine schematisch mit 21 angedeutete Bremseinrichtung unmittelbar an der Kolbenstange des vertikalen Schwenkzylinderkolbenaggregates 6 angreifen, wodurch eine wirkungsvolle Blockade und Bremsung erzielt werden kann.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, a movable part-cut cutting machine is again shown, the reference numbers relating to the cutting machine itself being chosen to correspond to the reference numbers in FIGS. 1 and 2. In accordance with the illustration in FIG. 1, the schematically indicated charging device was designated 18. At the rear end of the tunnel boring machine or cutting machine, a route conveyor 19 is shown schematically. 3 and 4, the brake is formed by a multi-disc brake 20 arranged coaxially to the pivot axis 17. The multi-disc brake is filled with viscous medium so that impacts and rapid accelerations are effectively braked, whereas when the boom arm is slowly pivoted about its pivot axis 17 under the action of the hydraulic actuating cylinder 6, no significant braking forces are exerted. In addition or as an alternative to this multi-disc brake 20, a braking device, indicated schematically at 21, can act directly on the piston rod of the vertical swivel cylinder / piston unit 6, as a result of which effective blocking and braking can be achieved.
Bei der Ausbildung nach Fig.5 sind die gleichbleibenden Bauteile der Teilschnittschrämmaschine 1 wiederum mit gleichen Be- zugszeichen bezeichnet. Hier ist nun die Bremse von einem Spindelantrieb gebildet, wobei eine Spindel 22 um eine Schwenkachse 23 schwenkbar am Auslegerarm 3 angreift. Die Spindel 22 taucht in einen Motor 24 ein, welcher als Gewindemotor ausgebildet ist. Durch Verdrehen des Gewindes wird die Spindel im Motor aus- und eingefahren, wodurch eine Höhenverschwenkung des Auslegerarmes 3 im Sinne des- Doppelpfeiles 7 ermöglicht wird. Durch Wahl einer geeigneten Gewindesteigung für das Spindelgetrieße kann diese Ausbildung selbsthemmend ausgebildet sein, sodaß die Reaktionskräfte bwz . Vibrationen vom Antriebsmotor 24 ferngehalten werden und der Auslegerarm 3 in der jeweils gewählten Position stabilisiert wird.In the embodiment according to FIG. 5, the constituent components of the section cutting machine 1 are again identified by the same reference symbols. Here, the brake is now formed by a spindle drive, a spindle 22 acting on the cantilever arm 3 so that it can pivot about a pivot axis 23. The spindle 22 is immersed in a motor 24, which is designed as a threaded motor. Turning the thread turns the spindle in and out of the motor retracted, whereby a height pivoting of the cantilever arm 3 in the sense of the double arrow 7 is made possible. By choosing a suitable thread pitch for the spindle gear this training can be designed self-locking, so that the reaction forces bwz. Vibrations are kept away from the drive motor 24 and the cantilever arm 3 is stabilized in the respectively selected position.
Bei der Darstellung nach Fig.6 wurde wiederum eine Ausbildung gewählt, wie sie bereits in Fig.l dargestellt ist. Zusätzlich sind nun am Auslegerarm 3 Beschleunigungssensoren oder Dehnungsmeßstreifen angeordnet. Weiters kann über eine geeignete Sensorik auch der für den Drehantrieb des Schrämkopfes 9 erforderliche Motorstrom oder die Winkelstellung des Schneidarmes überwacht werden. Die jeweils gemessenen Parameter werden einer Steuerlogik 25 zur Verfügung gestellt. Die Steuerlogik ist als frei programmierbares Schaltwerk ausgebildet. In Abhängigkeit von den Signalen der Meßsensoren wird nun unmittelbar auf die Betätigungsglieder der Bremse, und im besonderen auf den hydrau- lischen Stellantrieb 13 der Bremsbacken 12 für die Scheibenbremse 10 eingewirkt. Die Steuerleitungen für die Betätigung der Bremszylinder sind hierbei mit 26 bezeichnet, wohingegen die Signalleitungen zwischen den Meßsensoren und der Steuerlogik mit 27 bezeichnet sind. Dadurch ist es möglich, daß kontrollierte Drehbewegungen des Armes durchgeführt werden können und die Bremse nur bei Auftreten von unkontrollierten Schwingungen aktiviert wird. In the illustration according to FIG. 6, a design was again chosen, as is already shown in FIG. 1. In addition, 3 acceleration sensors or strain gauges are now arranged on the extension arm. AND the 9 required motor current for rotating the cutting head or the angular position of the cutting arm can be monitored by a suitable sensor. The respectively measured parameters are made available to a control logic 25. The control logic is designed as a freely programmable switching mechanism. Depending on the signals from the measuring sensors, the actuators of the brake, and in particular the hydraulic actuator 13 of the brake shoes 12 for the disc brake 10, are acted upon directly. The control lines for the actuation of the brake cylinders are designated 26 here, whereas the signal lines between the measurement sensors and the control logic are designated 27. This makes it possible that controlled rotary movements of the arm can be carried out and the brake is only activated when uncontrolled vibrations occur.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen von Teilschnittschrammaschinen (1) mit einem schwenkbaren Auslegerarm (3), an welchem Schrämwerkzeuge (9) rotierbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslegerarm (3) und dem Maschinenrahmen (5) bzw. dem Schwenkwerk (4) wenigstens eine Bremse (10) und/oder zwischen dem Schwenkantrieb des Auslegerarmes (3) und dem Auslegerarm (3) ein selbsthemmendes Getriebe eingeschaltet ist.1. Device for damping vibrations of part-cutting machines (1) with a pivotable cantilever arm (3) on which cutting tools (9) are rotatably mounted, characterized in that between the cantilever arm (3) and the machine frame (5) or the swivel mechanism (4) at least one brake (10) and / or between the swivel drive of the cantilever arm (3) and the cantilever arm (3) a self-locking gear is switched on.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (10) lösbar bzw. auskuppelbar ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the brake (10) is detachable or disengageable.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (10) als Scheibenbremse mit hydraulisch beaufschlagbaren Bremsbacken (12) ausgebildet ist, wobei die Scheibe oder die Bremsbacken (12) starr am Auslegerarm (3) und der jeweils andere Bauteil starr am Maschinenrahmen (5) abgestützt ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the brake (10) is designed as a disc brake with hydraulic brake shoes (12), the disc or the brake shoes (12) rigid on the cantilever arm (3) and the other component is rigidly supported on the machine frame (5).
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe von seitlich am Auslegerarm festgelegten Scheibensegmenten (11) gebildet ist, welche von am Maschinenrahmen (5) festgelegten Bremsbacken (12) umgriffen werde .4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the brake disc is formed by disc segments (11) which are fixed on the side of the cantilever arm and which are gripped by brake shoes (12) fixed on the machine frame (5).
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (10) als Lamellenbremse (20) ausge- bildet ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the brake (10) is designed as a multi-disc brake (20).
6 . Einrichtung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenbremse ( 20 ) koaxial zur Schwenkachse ( 17 ) zwischen Schwenklager und Auslegerarm (3) angeordnet ist . 6. Device according to claim 4, characterized in that the multi-disc brake (20) is arranged coaxially to the pivot axis (17) between the pivot bearing and the extension arm (3).
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenbremse (20) als Viskose-Schwingungsdämpfer ausgebildet ist.7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the multi-disc brake (20) is designed as a viscous vibration damper.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (10) als eine Kolbenstange eines hydraulischen Stellantriebes (6) für die Verschwenkung des Auslegerarmes (3) umgreifende Backen- oder Klauenbremse ausgebildet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the brake (10) is designed as a piston rod of a hydraulic actuator (6) for pivoting the cantilever arm (3) encompassing jaw or claw brake.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb von einem selbsthemmenden Spindeltrieb (22) gebildet ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the swivel drive is formed by a self-locking spindle drive (22).
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Auslegerarm (3) und/oder dem Maschinenrahmen (5) Erschütterungssensoren verbunden sind, deren Signale über eine Steuerlogik (25) mit den Betätigungsgliedern der steuerbaren Bauteile der Bremsen verbunden sind. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that with the extension arm (3) and / or the machine frame (5) vibration sensors are connected, the signals of which are connected via a control logic (25) to the actuators of the controllable components of the brakes are.
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