Procedimiento y dispositivo para el trabajado de fresado de materiales.

Dispositivo para el trabajado de fresado y/o perforación de materiales,

especialmente para el desmonte de roca,minerales o carbón, que comprende un tambor de útiles (4) que está montado en un soporte de tambor (1) conposibilidad de girar alrededor de un eje (H) del tambor y en el que están montados de manera accionable a rotaciónvarios árboles de útiles (5) que llevan útiles de trabajado (16) en los extremos (9) de los mismos sobresalientes deltambor de útiles (4), siendo accionables al menos dos de los árboles de útiles (5) por un accionamiento de engranajecomún que presenta unas ruedas dentadas accionadas (7) dispuestas solidariamente en rotación en los árboles deútiles (5) y un elemento de accionamiento común (8) que coopera con las ruedas dentadas accionadas (7), siendogiratorios el elemento de accionamiento (8) y el tambor de útiles (4) uno con relación a otro, caracterizado porquelos ejes (W) de los árboles de útiles (5) son transversales al eje (H) del tambor.

Procedimiento y dispositivo para el trabajado de fresado de materiales.

La invención concierne a un dispositivo para el trabajado de fresado y/o perforación de materiales, especialmente para el desmonte de roca, minerales o carbón, que comprende un tambor de útiles montado de manera giratoria en un soporte del tambor alrededor de un eje del tambor y en el que están montados de manera accionable a rotación varios árboles de útiles que llevan útiles de trabajado en sus extremos sobresalientes del tambor de útiles, siendo accionables al menos dos de los árboles de útiles por un accionamiento de engranaje común que presenta ruedas dentadas accionadas dispuestas solidariamente en rotación en los árboles de útiles y un elemento de accionamiento común que coopera con las ruedas dentadas de accionamiento, siendo giratorios el elemento de accionamiento y el tambor de útiles uno con relación a otro. La invención concierne también a un procedimiento para el fresado o desmonte de materiales, tales como, especialmente, roca, carbón o similares, y al empleo de un dispositivo de esta clase, así como al empleo del procedimiento.

Para el desmonte de materiales duros, tales como roca, mineral y otros productos de extracción en la minería subterránea o a cielo abierto, pero también para el trabajado de fresado de componentes de asfalto o de hormigón en la construcción de carreteras o en la construcción en altura y similares, son conocidos un gran número de sistemas de fresado que están provistos de tambores o discos rotativamente accionados en los que están instalados útiles de fresado con distribución uniforme, tales como, por ejemplo, cinceles de vástago redondo. En las cargadoras rozadoras de rodillos utilizadas en la minería subterránea se arranca roca o carbón por medio de rodillos rozadores que cortan el material a extraer con un corte completo, de modo que aproximadamente la mitad de todos los útiles de trabajado dispuestos en el perímetro del tambor están acoplados al mismo tiempo con el frente de explotación. A causa de los tiempos de contacto relativamente largos entre los útiles de trabajado y el material a arrancar es alto el propio desgaste de útiles de trabajado provistos de puntas de metal duro, especialmente en caso de que deban arrancarse materiales duros. Además, a causa del gran número de útiles de trabajado individuales que están acoplados al mismo tiempo con el material a arrancar es relativamente pequeña la fuerza de apriete remanente para cada útil, por lo que se tiene que ejercer sobre el dispositivo una fuerza de avance relativamente grande en la dirección de avance o en la dirección de trabajo para arrancar materiales duros.

Para aumentar la capacidad de extracción de dispositivos destinados especialmente al desmonte de roca dura, los inventores han desarrollando dispositivos que trabajan con superposición de impactos para lograr un alto impulso de desprendimiento para desmontar los minerales, la roca dura o el hormigón. En los dispositivos que trabajan con superposición de impactos, el montaje de los distintos elementos del dispositivo y también la carga de ruido plantean problemas que en parte son considerables.

Asimismo, los inventores han desarrollado el dispositivo conocido por el documento WO2006/079536 A1 ya publicado, que sirve de base al preámbulo de la reivindicación 1 y en el que, con fuerzas de apriete reducidas, se pueden conseguir largos tiempos de duración de los útiles incluso en el trabajado de materiales duros. El principio de trabajo del dispositivo conocido por el documento WO2006/079536 A1 se basa en disponer varios husillos de útiles excéntricamente alrededor de un eje de un tambor de husillos o de útiles de tal manera que los ejes de los husillos de útiles estén situados paralelamente o, en todo caso, con una ligera inclinación con respecto al eje de giro del tambor de útiles. Todos los husillos de útiles están montados en el tambor de útiles de tal manera que los útiles de trabajado, distribuidos por el perímetro, se encuentren delante del lado frontal del tambor de útiles. En funcionamiento, se superpone a una rotación del tambor de útiles una rotación de cada husillo de útiles. Debido a la superposición de los movimientos de giro del tambor de útiles y de los husillos de útiles se puede conseguir que solamente un número relativamente pequeño de útiles de trabajado estén acoplados operativamente al mismo tiempo con el material a fresar o a desmontar, de lo que resulta una fuerza grande de desprendimiento para cada útil de trabajado individual. En funcionamiento, el dispositivo de trabajado conocido se mueve transversalmente al eje de rotación del tambor de útiles y, por tanto, se mueve también transversalmente al eje de rotación de cada árbol de útiles individual. Con el dispositivo conocido se consiguen excelentes tiempos de duración de los útiles incluso con materiales duros y alta potencia de desmonte. Sin embargo, cuando se desmontan materiales en superficies cerradas, pero también cuando se agrandan taladros sacatestigos o similares, es en parte problemática y en parte no es posible la introducción del útil dentro del material a desmontar debido a un movimiento de aproximación del dispositivo. Asimismo, el arranque de materiales en una superficie grande requiere un considerable diámetro del tambor de útiles, de lo que resulta un peso total relativamente alto del dispositivo.

El cometido de la invención consiste en crear un dispositivo que esté en condiciones de desmontar rentablemente también roca u otros materiales de altas resistencias, junto con una alta capacidad de desmonte y una superficie de desmonte grande. El dispositivo deberá garantizar una alta seguridad de funcionamiento, deberá poder utilizarse en los más diferentes sectores de utilización y deberá evitar los inconvenientes expuestos del dispositivo conocido.

Para resolver estos problemas se propone un dispositivo con las características de la reivindicación 1. Según la invención, se ha previsto que los ejes de los árboles de útiles estén dispuestos transversalmente al eje del tambor. Por tanto, en contraste con el dispositivo conocido por el documento WO2006/079536 A1, se elige una disposición de los árboles de útiles giratorios conjuntamente con el tambor de útiles, en la que los ejes de los distintos

árboles de útiles ya no están dispuestos en dirección sustancialmente paralela al eje del tambor de útiles, sino transversalmente a este eje. Debido a la orientación significativamente modificada de los ejes de los árboles de útiles, los útiles de trabajado ya no están situados ahora en el lado frontal del tambor de útiles, sino que el fresado o el desmonte tiene lugar radialmente por fuera del perímetro del tambor de útiles. Debido a la orientación modificada de los árboles de útiles se origina una superposición fundamentalmente diferente del movimiento de giro del tambor de útiles y de la rotación del árbol de útiles. No obstante, en el dispositivo según la invención se puede lograr también un acoplamiento corto, compacto y a manera de impulso de los distintos útiles de trabajado con la roca que se debe desmontar, por lo que se conservan las ventajas del dispositivo conocido, especialmente una fuerza muy grande de desprendimiento, incluso con una reducida fuerza de apriete disponible del tambor de útiles.

Según una ejecución ventajosa, los ejes de los árboles de útiles están dispuestos perpendicularmente al eje del tambor. Como alternativa a esto, los ejes de los árboles de útiles pueden estar dispuestos también en forma acodada con respecto al eje del tambor, ascendiendo el ángulo del acodamiento a al menos 45º y siendo preferiblemente mayor que aproximadamente 80º. En principio, sería posible también que los ejes de uno o de algunos árboles de útiles estén dispuestos perpendicularmente al eje del tambor y que al mismo tiempo los ejes de otros árboles de útiles estén dispuestos con un acodamiento igual o diferente con respecto al eje del tambor. En el dispositivo según la invención es de importancia especial el que, en contraste con el estado de la técnica, se realiza en funcionamiento un movimiento de trabajo del dispositivo paralelamente al eje del tambor y/o se efectúa un movimiento de aproximación del dispositivo perpendicularmente al eje del tambor con una magnitud igual a la profundidad de corte para el siguiente proceso de desmonte. En la solución según la invención todos los útiles de trabajado están dispuestos aquí de preferencia radialmente por fuera del tambor de útiles, en especial radialmente por fuera del perímetro del tambor de útiles, y en funcionamiento se desmonta el material en forma de hoz por fuera del perímetro del tambor de útiles. Debido al movimiento... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el trabajado de fresado y/o perforación de materiales, especialmente para el desmonte de roca, minerales o carbón, que comprende un tambor de útiles (4) que está montado en un soporte de tambor (1) con posibilidad de girar alrededor de un eje (H) del tambor y en el que están montados de manera accionable a rotación varios árboles de útiles (5) que llevan útiles de trabajado (16) en los extremos (9) de los mismos sobresalientes del tambor de útiles (4) , siendo accionables al menos dos de los árboles de útiles (5) por un accionamiento de engranaje común que presenta unas ruedas dentadas accionadas (7) dispuestas solidariamente en rotación en los árboles de útiles (5) y un elemento de accionamiento común (8) que coopera con las ruedas dentadas accionadas (7) , siendo giratorios el elemento de accionamiento (8) y el tambor de útiles (4) uno con relación a otro, caracterizado porque los ejes (W) de los árboles de útiles (5) son transversales al eje (H) del tambor.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los ejes (W) de los árboles de útiles (5; 105; 205; 355) son perpendiculares al eje (H) del tambor.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los ejes (W) de los árboles de útiles (55; 155; 305; 405) están dispuestos en posición acodada con respecto al eje (H) del tambor, siendo el ángulo (74) del acodamiento preferiblemente mayor que alrededor de 80º.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, en funcionamiento, se efectúan un movimiento de trabajo (A) paralelamente al eje (H) del tambor y/o un movimiento de aproximación (Z) perpendicularmente al eje (H) del tambor.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque todos los útiles de trabajado (16; 66; 116; 166; 216; 316) se encuentran radialmente por fuera del tambor de útiles (4) y, en funcionamiento, desmontan material en forma de hoz.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, en funcionamiento, los útiles de trabajado giran transversalmente al eje (H) del tambor debido al movimiento de giro del tambor de útiles (4) y desmontan el material por fuera del perímetro (4'') del tambor de útiles (4) .

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tambor de útiles (4; 54; 104; 154; 204) y al menos una parte de los árboles de útiles tienen un accionamiento de giro común, presentando preferiblemente el accionamiento de giro un árbol de accionamiento (3; 53; 103; 153; 203) unido solidariamente en rotación con el tambor de útiles (4; 54; 104; 154; 204) , montado en el soporte (1) del tambor y accionable por medio de un dispositivo de accionamiento y una o al menos una rueda dentada de accionamiento (8; 58; 108; 158; 208) fijada solidariamente en rotación al soporte del tambor, la cual actúa como elemento de accionamiento y engrana con las ruedas dentadas accionadas (7; 57; 107; 157; 207) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la rueda dentada de accionamiento (8; 58; 108; 158) y las ruedas dentadas accionadas correspondientes (7; 57, 107; 157) forman un engranaje angular (20, 70; 120, 170) con ruedas planetarias que está constituido por ruedas cónicas dentadas, o porque la rueda dentada de accionamiento y las ruedas dentadas accionadas correspondientes forman un engranaje de rueda de corona constituido por una rueda de corona dentada y unas ruedas dentadas cilíndricas actuantes como ruedas dentadas accionadas.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el tambor de útiles (204; 504) está apoyado a ambos lados de los árboles de útiles (205) en un portaútiles, estando formado preferiblemente en el lado del tambor de útiles (204) opuesto al dispositivo de accionamiento un muñón (233) o un cojinete para sujetar el tambor de útiles (204) en dos lados.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tambor de útiles (304; 354; 404) presenta un accionamiento de tambor que está desacoplado de un accionamiento de engranaje para el elemento de accionamiento (308; 358; 408) .

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el accionamiento del tambor y/o el accionamiento del engranaje están constituidos por accionamientos regulables.

12. Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el tambor de útiles (304) está provisto de un alojamiento de árbol axialmente volado (335) en el que está apoyado de manera giratoria un árbol de accionamiento

(325) del engranaje que está unido solidariamente en rotación con la rueda dentada de accionamiento (308) y que sobresale por ambos lados de un taladro (336) del alojamiento del árbol.

13. Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el accionamiento del tambor está dispuesto o es acoplable en un lado del tambor de útiles (354; 404) y el accionamiento del engranaje está dispuesto o es acoplable, en posición axialmente decalada, en el lado opuesto del tambor de útiles (354; 404) .

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque el tambor de útiles (354) está provisto, en el lado opuesto, de una prolongación anular axialmente volada (385) con un alojamiento de árbol (386) en el que está apoyado de manera giratoria un árbol de accionamiento (375) del engranaje que está unido solidariamente en rotación con la rueda dentada de accionamiento (358) y que sobresale por ambos lados de un taladro del alojamiento (386) del árbol, y dicho tambor de útiles presenta en el otro lado una prolongación de soporte (390) en la que puede disponerse o acoplarse el accionamiento del tambor.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque el árbol de accionamiento (375) del engranaje está montado de manera giratoria por medio de un primer cojinete (388) del alojamiento de árbol de la prolongación anular y por medio de un segundo cojinete (388) de la prolongación de soporte (390) , estando constituida preferiblemente la prolongación de soporte (390) por una brida de soporte atornillada con el tambor de útiles.

16. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque el tambor de útiles (404) está unido solidariamente en rotación con el lado accionado de un primer engranaje de cubo (497) y la rueda dentada de accionamiento (408) está unida solidariamente en rotación con el lado accionado de un segundo engranaje de cubo (498) , estando dispuestos ambos engranajes de cubo en un alojamiento central, estando configurados preferiblemente los engranajes de cubo (497, 498) como engranajes embutidos con etapas de engranaje preferiblemente encapsuladas, y pudiendo fijarse o estando fijadas al soporte del tambor las bridas de fijación de ambos engranajes de cubo.

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque la rueda dentada de accionamiento (308; 358; 408) y las ruedas dentadas accionadas (307; 357; 407) están configuradas como ruedas cónicas de un engranaje angular con ruedas planetarias o porque la rueda dentada de accionamiento está configurada como una rueda de corona y las ruedas dentadas accionadas están configuradas como ruedas dentadas cilíndricas -que engranan con dicha rueda de corona- de un engranaje de rueda de corona con ruedas planetarias.

18. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque las ruedas dentadas accionadas de todos los árboles de útiles (5) están engranadas con una única rueda dentada de accionamiento común (8) .

19. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque los árboles de útiles (5) están dispuestos en el tambor de útiles (4) con distribución uniforme por el perímetro de éste y/o porque cada útil de trabajado (16) dispuesto en un árbol de útiles (5) está dispuesto decalado en una cuantía angular o a cierta distancia del árbol de accionamiento con relación a la disposición de un útil de trabajado (16) de un árbol de útiles (5) situado delante o detrás en la dirección periférica del tambor.

20. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque los útiles de trabajado (116; 316) de preferiblemente todo los árboles de útiles están constituidos por cinceles de rodillo o cinceles de vástago redondo que, para el desmonte de roca, carbón o minerales por destalonado en varias capas, están dispuestos en portaútiles (115; 315; 415) o extremos de los árboles de útiles que se estrechan hacia fuera, estrechándose preferiblemente los portaútiles (315; 415) o los extremos de los árboles de útiles en forma cónica, en forma de arco o en forma escalonada.

21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque los útiles de trabajado en cada árbol de útiles están dispuestos en hileras de filos (121-124) sobre círculos primitivos con diámetros diferentes, eligiéndose preferiblemente la distancia entre dos hileras de filos de tal modo que todas las hileras de filos desmonten superficies de corte de forma de hoz con aproximadamente el mismo tamaño.

22. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque los útiles de trabajado de uno

o varios de los árboles de útiles consisten sustancialmente en rodillos de fresado (15; 65; 165) , siendo preferiblemente cilíndricos los rodillos de fresado o bien estrechándose estos cónicamente hacia la roca trabajada o similar.

23. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque los útiles de trabajado de árboles de útiles consecutivos en la dirección periférica del tambor de útiles están dispuestos en posiciones desfasadas entre ellas.

24. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque los árboles de útiles (155) están apoyados de manera giratoria en su extremo radialmente exterior por medio de un estribo (180) con muñones

(181) que está fijado al tambor de útiles, o porque el tambor de útiles (254) está provisto, entre árboles de útiles contiguos, de rascadores o palas (276) que se extienden en dirección radial.

25. Procedimiento para fresar o desmontar roca o similares empleando un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, en el que la velocidad de rotación de los árboles de útiles (5; 105; 155; 205; 305; 355; 405) , la velocidad de rotación del tambor de útiles (4; 54, 104; 154; 204; 304; 404; 504) , la velocidad de avance del dispositivo paralelamente al eje del tambor y/o la posición angular de los útiles de trabajado (16; 116; 316)

dispuestos en los distintos árboles de útiles con relación a la posición angular de los útiles de trabajado de los árboles de útiles situados delante o detrás en dirección periférica son ajustadas de modo que un útil de trabajado de un árbol de útiles subsiguiente no se hinque en el mismo sitio de hincado en la roca o similar que un útil de trabajado de un árbol de útiles precedente.

26. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado porque, en funcionamiento, solamente unos pocos útiles de trabajado se encuentran al mismo tiempo acoplados con el material que se debe fresar o desmontar.

27. Uso de un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24 y/o del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 25 ó 26 para el arranque de productos de extracción minerales tales como carbón, roca mineral

o similares o para el trabajado de superficies u obras de construcción hormigonadas o asfaltadas.