工作面钻机中的钻头更换的制作方法

1.本发明涉及通常在工作面钻机中的自动钻头更换，并且特别地，涉及钻头更换定位器、钻头进给器、钻头库、钻机中的实现方式、钻头更换器以及用于钻头更换的方法。


背景技术：

2.为了保持钻头在岩石中钻进时的功能、即不失去钻头的锋利度，应当在钻头磨损之前替换钻头。
3.如今，当要替换钻头时，操作者可以离开钻机以手动更换钻头。然后停止钻进，并且操作者将处于暴露于机器和环境危险、比如落石和湿滑表面的位置。已经提出了自动或半自动的钻头更换器，但是迄今为止所见的钻头更换器解决方案似乎在技术上过于复杂、暴露于与机器或岩石环境碰撞的风险、缺乏耐用性、如上面所指示的需要人类操作者的大量交互、或者在钻头更换操作中在成本和运行时间损失方面效率低下。
4.钻头的磨损特性根据待钻进的岩石的类型和钻进机器的类型而变化。当为隧道的建设而钻进时，需要执行大量的钻头更换。因此，在其中可以获得显著的时间节省以及与上面提及的问题相关的其他优点。
5.在文献gb 1 357 715、se 378 877b、wo 2009/156574 a1、wo 2009/156575a1和ep 3 415 709a1中已经提出了在岩石钻进的一般领域中的钻头更换部件或解决方案。这些似乎都没有为上面提及的问题提供解决方案或完全令人满意的解决方案。


技术实现要素：

6.通常，本发明解决或减轻了上面所指示的问题。这是通过提供钻头更换来实现的，在钻头更换中，操作者不必离开钻机来更换钻头。因此，操作者可以在进行更换钻头的同时使用钻机的其他钻梁继续钻进。避免了在更换钻头时操作者处于钻机车辆前方的危险工作环境。本发明的钻头更换器可以设计成装载有用于完成在隧道建设——从钻机接近工作面到从钻机工作面撤出(例如在钻进和爆破隧道建设中)——中整个工作面所需的所有钻进所需的许多钻头。人类操作者将不需要离开钻机的保护性操作者舱。
7.部件的非常细长的设计以及部件与进给梁并排且平行的安装是本发明的重要方面，并且通过防止部件物理暴露于周围环境和钻机本身的其他部分而提供了优点。部件都位于进给梁的前端部的后方或优选地远位于进给梁的前端部的后方(除了位于用于与钻杆相互作用的纵向突出位置)也有利地保持部件进一步远离物理暴露。
8.尽管本发明主要涉及用于在工作面钻机中进行钻头更换的完整解决方案，但是解决方案中所包括的部件和子方法经由不同的接合部相互作用，这也促使本发明通过其部件和子方法或者部件和子方法的组合来限定。具体地，本发明涉及以下内容。
9.本发明涉及一种以可移动的方式安装在构造成用于岩石钻进的钻机的一部分的进给梁上的钻头更换定位器，以可移动的方式安装在进给梁上的所述钻头更换定位器包括：进给梁，进给梁具有在前端部处构造成朝向待钻进的岩石转动的钻杆支承轴承、在与前
端部相反的后端部处的钻进机器、以及在前端部与后端部之间延伸的纵向轴线；钻杆支承轴承，钻杆支承轴承具有钻进机器侧和与钻进机器侧相反的钻头侧；钻头保持器，该钻头保持器具有钻头保持器轴线并且构造成保持钻头与钻头保持器轴线对准；定位器臂，该定位器臂在其第一端部处联接至钻头保持器；纵向运动机构，该纵向运动机构具有平行于纵向轴线的与进给梁并排定向的纵向运动轴线；纵向运动机构在定位器臂的第一端部的远端联接至定位器臂的第二端部；纵向运动机构构造成通过定位器臂使钻头保持器在缩回的纵向位置与突出的纵向位置之间移动，在缩回的纵向位置中，钻头保持器沿从前端部朝向后端部的方向至少部分地纵向缩回到钻头侧的后方，在突出的纵向位置中，钻头保持器沿从后端部朝向前端部的方向整体地纵向突出到钻头侧的前方；横向运动机构，该横向运动机构联接至定位器臂并且构造成使钻头保持器在钻头进给器位置与钻杆位置之间横向于纵向轴线移动，在钻头进给器位置中，钻头保持器构造成与钻头进给器相互作用，在钻杆位置中，钻头保持器构造成与钻杆支承轴承纵向对准。
10.本发明的钻头更换器的紧凑性以及保持待使用的新钻头的高容量(根据数目要求，可以沿着进给梁的侧部的大部分的长度)是优点。这导致了本发明的最显著的益处，即通过消除在钻头更换过程中同时在待钻进的工作面处对进给梁处的手动参与的需要而保护了人类操作者。就实现本发明的优点而言，还参考了具有钻头进给器和钻头库的组合。
11.可选地，钻头更换定位器包括集成在单个钻头保持器运动机构中的纵向运动机构和横向运动机构。
12.可选地，钻头更换定位器包括横向运动机构，该横向运动机构构造成提供钻头保持器围绕与纵向运动轴线对准的旋转运动轴线的横向运动。
13.可选地，钻头更换定位器包括纵向运动轴线并且钻头进给器位置位于进给梁的相对侧处。
14.钻头更换定位器有效地利用了进给梁侧面和下方的可用空间，其中，仅扁平金属结构件在缩回时与进给梁的底部非常紧密地配合。该结构件通过其钻头保持器到达进给梁的相对侧，在相对侧处，将使用过的钻头更换成新钻头。钻头更换定位器在进给梁处和进给梁周围具有小的“占用空间”并且钻头更换定位器仅占据小体积。
15.本发明还涉及一种安装在构造成用于岩石钻进的钻机的一部分的进给梁上的钻头进给器，安装在进给梁上的所述钻头进给器包括：进给梁，进给梁具有在前端部处构造成朝向待钻进的岩石转动的钻杆支承轴承、在与前端部相反的后端部处的钻进机器、以及在前端部与后端部之间延伸的纵向轴线；钻杆支承轴承，钻杆支承轴承具有钻进机器侧和与钻进机器侧相反的钻头侧；钻头夹持器，该钻头夹持器构造成在进给梁的一侧在钻头侧的纵向后方的位置沿从前端部朝向后端部的方向夹持和释放钻头更换定位器的钻头保持器中的钻头。
16.可选地，钻头进给器包括根据上述的钻头更换定位器，其中，钻头进给器位置位于进给梁的所述一侧。
17.本发明还涉及一种安装在构造成用于岩石钻进的钻机的一部分的进给梁上的钻头库，安装在进给梁上的所述钻头库包括：进给梁，进给梁具有在前端部处构造成朝向待钻进的岩石转动的钻杆支承轴承、在与前端部相反的后端部处的钻进机器、以及在前端部与后端部之间延伸的纵向轴线；钻杆支承轴承，钻杆支承轴承具有钻进机器侧和与钻进机器
侧相反的钻头侧；钻头库构造成将多个钻头保持在钻头库内侧并且在进给梁的一侧将钻头沿从前端部朝向后端部的方向经由钻头侧的纵向后方的位置进给至钻头更换定位器的钻头保持器；钻头库构造成保持多个钻头与纵向轴线平行；钻头库构造成将多个钻头朝向钻头进给器位置输送。
18.可选地，钻头库包括承载机构，该承载机构构造成使多个钻头平行于纵向轴线移动。
19.可选地，钻头库包括根据上述的钻头更换定位器和钻头保持器。
20.本发明还涉及一种钻岩钻机，该钻岩钻机在其至少一个钻臂上承载进给梁和以下各者中的至少一者：根据上述的钻头更换定位器；根据上述的钻头进给器；根据上述的钻头库。
21.此外，本发明是一种安装在构造成用于岩石钻进的钻机的一部分的进给梁上的钻头更换器，所述钻头更换器安装在进给梁上，包括：以可移动的方式安装在根据上述的进给梁上的钻头更换定位器；安装在根据上述的进给梁上的钻头进给器；以及可选地，安装在根据上述的进给梁上的钻头库。
22.本文中所公开的本发明的方法或子方法方面构成了对现有技术、例如在用于钻头更换的稳健过程中的实质性贡献。
附图说明
23.图1示出了根据本发明的用于岩石钻进、此处是在地下岩石隧道环境中用于岩石钻进的钻机，该钻机配备有各自具有钻头更换器(未明确示出)的两个进给梁。
24.图2示出了根据本发明的具有安装在其上的钻头更换器的一个进给梁的前端部的顶部-前方-右侧立体图，并且还旨在解释钻头更换定位器的组合的纵向运动机构和横向运动机构的操作原理。
25.图3示出了根据本发明的具有安装在其上的钻头更换器的一个进给梁的前端部的右侧平面图，并且还旨在解释钻头更换定位器的组合的纵向运动机构和横向运动机构的操作原理，其中，钻头更换定位器的钻头保持器处于其纵向缩回位置。
26.图4示出了根据本发明的具有安装在其上的钻头更换器的一个进给梁的前端部的右侧平面图，并且还旨在解释钻头更换定位器的组合的纵向运动机构和横向运动机构的操作原理，其中，钻头更换定位器的钻头保持器处于其纵向突出位置。
27.图5示出了根据本发明的具有安装在其上的钻头更换器的一个进给梁的前端部的正视图，其中，钻头更换器处于缩回的纵向位置，在缩回的纵向位置中，将从钻头进给器接收新钻头或者使用过的钻头将释放至钻头进给器。
28.图6示出了根据本发明的具有安装在其上的钻头更换器的一个进给梁的前端部的正视图，其中，钻头更换器处于突出的纵向位置，在突出的纵向位置中，钻头将被旋拧到钻杆上或从钻杆上旋拧下。
29.图7示出了根据本发明的具有安装在其上的钻头更换器的一个进给梁的前端部的顶部-前方-左侧立体图，并且还旨在解释钻头更换定位器、钻头进给器和钻头库的操作原理。
30.图8a和图8b示出了根据本发明的分别以释放构型和夹持构型安装在进给梁的侧
部上的钻头进给器的平面侧视图，并且还旨在指示操作原理。
31.图9a至图9i以平面横截面侧视图示出了根据本发明的以不同的操作构型安装在进给梁的侧部上以用于将新钻头输送至钻头进给器位置以及将使用过的钻头从钻头进给器位置输送至排出开口的钻头进给器和钻头库的组合，并且还旨在指示操作原理。
32.图10是在钻岩钻机的情况下操作钻头更换定位器的方法的流程图，其中，使用过的钻头被从钻杆移除。
33.图11是在钻岩钻机的情况下操作钻头更换定位器的方法的流程图，其中，新钻头被提供给钻杆。
34.图12是在钻岩钻机的情况下操作钻头更换器的方法的流程图，其中，钻头更换器具有与钻头更换定位器相互作用的钻头进给器和钻头库。
35.总之，本文中公开的是一种位于构造成用于岩石钻进的钻机的一部分的进给梁上的自动钻头更换器，其中，钻头更换器是长形的并且沿着进给梁的相对的第一侧和第二侧安装。钻头更换器具有以可移动的方式位于第一侧上并通过进给梁下方的定位器臂到达第二侧的钻头更换定位器以及安装在进给梁的第二侧上的钻头进给器和钻头库的组合。钻头更换定位器能够利用单个纵向运动轴线和旋转运动轴线从第二侧上的钻头进给器位置摆动至突出位置，在该突出位置处，钻头更换定位器与钻杆相互作用以更换钻头。公开了一种如此配备的钻头和相关的方法方面。
具体实施方式
36.附图图示了本发明的实施方式。图1示出了将要钻入地下隧道中的岩石的工作面的工作面钻机1。钻机1承载有两个吊臂2、3，吊臂2、3各自具有承载钻头更换器6的进给梁4、5。
37.如图2至图9中所示的，每个钻头更换器具有三个主要部件：钻头更换定位器7、钻头进给器8以及安装在进给梁4的前端部10处的钻头库9。
38.图2和图3示出了前端部10的右侧以及以可移动的方式安装至进给梁4的钻头更换定位器7的一部分。钻头更换定位器7具有定位器臂11，该定位器臂11在进给梁4的下方延伸至相反侧(在该上下文中为左侧)，在该相反侧处，该定位器臂11在钻头进给器位置承载钻头保持器12。
39.钻头更换定位器7以可移动的方式安装在进给梁4上，进给梁4构造成用于岩石钻进的钻机1的一部分。钻头更换定位器7以可移动的方式安装在进给梁4上并且包括：进给梁4，该进给梁4具有在前端部10处构造成朝向待钻进的岩石转动的钻杆支承轴承13、在与前端部10相反的后端部15处的钻进机器14、以及在前端部10与后端部15之间延伸的纵向轴线16；钻杆支承轴承13，钻杆支承轴承13具有钻进机器侧17和与钻进机器侧17相反的钻头侧18；钻头保持器12，该钻头保持器12具有钻头保持器轴线19并且构造成保持钻头与保持器轴线19对准；定位器臂11，该定位器臂11在其第一端部21处联接至钻头保持器12；纵向运动机构22，该纵向运动机构22具有平行于纵向轴线16与进给梁4并排定向的纵向运动轴线23；纵向运动机构22在定位器臂11的第一端部21的远端联接至定位器臂11的第二端部24；纵向运动机构22构造成通过定位器臂11使钻头保持器12在缩回的纵向位置25与突出的纵向位置26之间移动，在缩回的纵向位置25中，钻头保持器12沿从前端部10朝向后端部15的方向
至少部分地纵向缩回到钻头侧18的后方，在突出的纵向位置26中，钻头保持器12沿从后端部15朝向前端部10的方向整体地纵向突出到钻头侧18的前方；横向运动机构27，该横向运动机构27联接至定位器臂11并且构造成使钻头保持器12横向于纵向轴线16在钻头进给器位置与钻杆位置之间移动，在钻头进给器位置中，钻头保持器12构造成与钻头进给器8相互作用，在钻杆位置中，钻头保持器12构造成与钻杆支承轴承13纵向对准。
40.纵向运动机构22和横向运动机构27集成在单个钻头保持器运动机构28中，该钻头保持器运动机构28由位于可滑动的外金属管30内侧的固定安装的内金属管29制成，可滑动的外金属管30通过液压缸操作以用于进行纵向运动。外金属管30在一个端部处承载定位器臂11，该定位器臂11在进给梁4的下方延伸至相反侧，在该相反侧处，定位器臂11在钻头更换定位器缩回时承载位于钻头进给器位置的钻头保持器12。外金属管30具有与导引销32相互作用的长形导引槽31，该导引销32相对于梁4被固定。布置有用于使外金属管纵向滑动、同时还由于导引槽31与导引销32之间的相互作用而引起旋转的机构。因此，定位器臂11使钻头保持器12在钻头进给器位置与钻杆位置之间移动。因此，横向运动机构27提供了钻头保持器12围绕与纵向运动轴线对准的旋转运动轴线的横向运动。如所解释的，纵向运动轴线23和钻头进给器位置7定位在进给梁4的相对侧处。
41.图7至图9示出了安装在构造成用于岩石钻进的钻机1的一部分的进给梁4上的钻头进给器8，安装在进给梁4上的所述钻头进给器8包括：进给梁4，该进给梁4具有在前端部10处构造成朝向待钻进的岩石转动的钻杆支承轴承13、在与前端部10相反的后端部15处的钻进机器14以及在前端部10与后端部15之间延伸的纵向轴线16；钻杆支承轴承13，钻杆支承轴承13具有钻进机器侧17和与其相反的钻头侧18；钻头夹持器33，该钻头夹持器33构造成在进给梁4的一侧在钻头侧18的纵向后方的位置沿从前端部10朝向后端部15的方向夹持和释放钻头更换定位器7的钻头保持器12中的钻头。
42.特别地，图8a和图8b示出了钻头进给器8的细节。还设置有活塞杆34，该活塞杆34在其第一端部处具有用于液压流体的中央通道35、用于液压流体的出口36、附接至活塞杆34的液压活塞37、扩张室38，所有这些配合以拉动或释放活塞杆34。活塞杆34在其第二端部处具有带有两个斜面夹爪40a和40b的扩张器头部39，斜面夹爪40a和40b的相对位置能够借助于拉动或释放活塞杆34来改变，在夹爪40a与夹爪40b之间定位有扩张器元件41a和41b，扩张器元件41a和41b被倾斜以匹配夹爪40a和40b，并且通过两个橡胶o形环42a和42b柔性地保持在一起。当活塞杆34被释放时，夹爪以及扩张器元件41a和41b形成将使扩张器头部39配装在钻头的内螺纹内侧的基本光滑的筒形形状(图8b)。当活塞杆34被拉动时，扩张器元件将呈现将使扩张器头部29紧紧地夹持钻头的内螺纹的扩张构型(图8a)。活塞杆34通过与扩张器头部39相邻的密封件43离开扩张室38。扩张室38由液压缸44形成，液压缸44在与密封件43相反的端部处具有盖45。钻头夹持器33通常由夹爪、扩张器元件和o形环形成。
43.钻头进给器8包括钻头更换定位器7，其中，钻头进给器位置位于进给梁4的所述一侧(相关附图中的进给梁的左侧)。
44.图7和图9还示出了安装在构造成用于岩石钻进的钻机1的一部分的进给梁4上的钻头库，安装在进给梁4上的所述钻头库9包括：进给梁4，该进给梁4在前端部10处具有构造成朝向待钻进的岩石转动的钻杆支承轴承13、在与前端部10相反的后端部15处的钻进机器14以及在前端部10与后端部15之间延伸的纵向轴线16；钻杆支承轴承13，钻杆支承轴承13
具有钻进机器侧17和与其相反的钻头侧18；钻头库9，该钻头库9构造成将多个新钻头46a和46b(在图9中示出了一个或两个)保持在钻头库9内侧的接收位置47a至47c(有利地总共七个或更多个)并且在进给梁4的一侧将钻头46a沿从前端部10朝向后端部15的方向经由钻头侧18的纵向后方的位置进给至钻头更换定位器7的钻头保持器12；钻头库构造成保持多个钻头46a和46b平行于纵向轴线16；钻头库9构造成将多个钻头46a和46b朝向钻头进给器位置输送。
45.钻头库9包括：承载机构48，该承载机构48包括具有承载销50以使新钻头46a和46b移动的链环49，所述承载机构48构造成使多个钻头46a和46b平行于纵向轴线16移动并且最终向下移动到可由钻头进给器8到达的库架51上，钻头进给器8将夹持位于库架51上的钻头，如本文中所描述的。
46.钻头库9与钻头更换定位器7和钻头更换定位器7的钻头保持器12相互作用。
47.因此，图1至图9图示了钻岩钻机1及其部件。钻机在其至少一个钻臂上承载进给梁4和以下部件中的至少一者：钻头更换定位器7；钻头进给器8；钻头库9。
48.图2至图9示出了安装在构造成用于岩石钻进的钻机1的一部分的进给梁4上的钻头更换器6，安装在进给梁4上的所述钻头更换器6包括：钻头更换定位器7，该钻头更换定位器7以可移动的方式安装在进给梁4上；钻头进给器8，该钻头进给器8安装在进给梁4上。
49.图2至图9还示出了钻头更换器6，该钻头更换器6包括安装在进给梁4上的钻头库9。
50.图9a至图9i示出了钻头进给器8和钻头库9的组合的细节，钻头进给器8和钻头库9两者并排且紧密地安装在进给梁4上，其中，钻头进给器8和钻头库9的主纵向尺寸与纵向轴线16平行。钻头库9具有装载开口52(在图7中描绘)，新钻头46a和46b将由操作者通过该装载开口52一个接一个地引入，或者可能经由保持若干新钻头的筒形件(未示出)引入。钻头库9被设计为大致筒形的封围件53(包括装载开口52)，以用于预期的钻头尺寸、比如最大外径为50mm。筒形封围件53在其底部具有链环49，该链环49水平地(当进给梁4处于水平时，如在本说明书中通常假设的那样)围绕链轮54a和54b环绕，所述链轮54a和54b中的一者联接至步进马达55。链环49具有竖向地安装在其上的承载销50(距彼此的距离大于预期钻头的最大长度)，以使新钻头朝向转移开口56移动，从而使新钻头落在库架51上(有利地，经由作为中间步骤的钻头进给器的顶部，以避免新钻头错位的风险)。钻头库还具有用于将使用过的钻头排出到容器(未示出)中的排出开口57，该容器位于排出开口57下方。
51.上文对位于钻头库9中的新钻头下方的钻头进给器8的组成进行了描述。液压缸44或液压缸44的延伸部形成钻头进给器轴58，该钻头进给器轴58可以操作成沿钻头保持器12的方向在1/4延伸位置、2/4延伸位置、3/4延伸位置和4/4延伸位置处延伸(平行于纵向轴线16)。钻头进给器轴58在进给器轴导引件59中滑动并且具有用以使钻头进给器轴58运动的致动器(未示出)。
52.在可能和有动机的情况下，本文中所公开的用于钻头更换的所有部件以及钻头将以常规的方式受到保护，以免受到环境中的固体或流体的污染或受到由待执行的钻进产生的污染。根据稳固性可能需要，还假设在设计中包括针对振动或物理冲击的常规保护。
53.进一步参照图10的流程图，本发明可以表示为一种用于在钻岩钻机1中进行钻头更换的方法，该钻岩钻机1在其至少一个钻臂2上承载根据前述的进给梁4和钻头更换定位
器7，所述方法包括针对钻头更换定位器7的用以移除和处理使用过的钻头的以下步骤：
[0054]-在步骤1001中，使钻杆20缩回，以为处于其突出的纵向位置26的钻头保持器12腾出空间；
[0055]-在步骤1002中，将钻头保持器12(当为空时)从其缩回的纵向位置25纵向和横向地移动至其突出的纵向位置26；
[0056]-在步骤1003中，通过推进钻杆而将使用过的钻头插入到钻头保持器12中，以将使用过的钻头定位在钻头保持器12中；
[0057]-在步骤1004中，将钻杆20从使用过的钻头上拧下并缩回，从而将钻杆20留在钻头保持器12中；
[0058]-在步骤1005中，使钻头保持器12(现在保持使用过的钻头)从其突出的纵向位置26纵向和横向地移动至其缩回的纵向位置25。
[0059]
一旦钻头保持器12将使用过的钻头保持在钻头保持器12的缩回的纵向位置25中，钻头保持器12就可以与钻头进给器8相互作用以处理使用过的钻头，如将在下面关于图12进一步描述的。
[0060]
进一步参照图11的流程图，本发明可以表示为一种用于在钻岩钻机1中进行钻头更换的方法，该钻岩钻机1在其至少一个钻臂2上承载根据前述的进给梁4和钻头更换定位器7，所述方法包括针对钻头更换定位器7的用以接纳新钻头并将其移动至钻杆20以及将新钻头释放至钻杆20的以下步骤：
[0061]-在步骤1101中，当钻头保持器12处于其缩回的纵向位置25时，在钻头保持器12中接纳来自钻头进给器8的新钻头；
[0062]-在步骤1102中，使钻头保持器12(当保持所接纳的新钻头时)从其缩回的纵向位置25纵向和横向地移动至其突出的纵向位置26，同时确保钻杆20已经为处于其突出的纵向位置26的钻头保持器12腾出空间；
[0063]-在步骤1103中，推进钻杆20并将钻杆20旋拧到由钻头保持器12保持的新钻头中；
[0064]-在步骤1104中，将钻杆20和新钻头从钻头保持器7缩回；
[0065]-在步骤1105中，使钻头保持器12(现在是空的)从其突出的纵向位置26纵向和横向地移动至其缩回的纵向位置25。
[0066]
下面将对钻头保持器12与钻头进给器8的相互作用进行进一步描述。
[0067]
如图9a至图9i中所示出的，并且进一步参照图12的流程图，本发明可以表示为一种用于在钻岩钻机1中进行钻头更换的方法，该钻岩钻机1在其所述至少一个钻臂上承载根据前述的进给梁和钻头进给器8以及钻头库9，所述方法包括：
[0068]-作为起点，在步骤1201处(也参见图9a)，用新(或翻新的)钻头装载钻头库9，其中，钻头进给器8通常(但不一定)处于3/4延伸位置；
[0069]-在步骤1202处(也参见图9b)，钻头进给器8在4/4延伸位置经由其扩张器头部39从钻头保持器12(处于其缩回的纵向位置25)夹持使用过的钻头60；
[0070]-在步骤1203处(也参见图9c)，钻头进给器8在2/4延伸位置经由其扩张器头部39将使用过的钻头60移动至排出开口57上方的位置；
[0071]-在步骤1204处(也参见图9d)，钻头进给器8在1/4延伸位置将其扩张器头部39从使用过的钻头60中抽出，以使使用过的钻头60通过排出口57掉落；
[0072]-在步骤1205处(也参见图9e)，使钻头进给器8在3/4延伸位置移动，以接纳新钻头46a；
[0073]-在步骤1206处(也参见图9f)，在钻头进给器轴58的顶部上接纳新钻头46a，其中，钻头进给器8通常(但不一定)处于3/4延伸位置；
[0074]-在步骤1207处(也参见图9g)，钻头进给器8在2/4延伸位置被抽出，以让新钻头46a掉落在钻头库架51上；
[0075]-在步骤1208处(也参见图9h)，钻头进给器8在3/4延伸位置经由其扩张器头部39从钻头库架51夹持新钻头46a，并且在4/4延伸位置将新钻头46a移动到钻头保持器12(处于其缩回的纵向位置25)中；
[0076]-在步骤1209处(也参见图9i)，钻头进给器8释放新钻头46a，并撤回到3/4延伸位置。
[0077]
上面关于钻头进给器8和钻头库9所描述的方法步骤可以分成分别由钻头进给器8和钻头库9独立执行的子步骤，因为在钻头进给器8与钻头库9之间存在功能接合部，在该功能接合部处，钻头库9释放并且钻头进给器8接纳每个新钻头。
[0078]
附图标记列表
[0079]
工作面钻机1
[0080]
钻臂2、3
[0081]
进给梁4、5
[0082]
钻头更换器6
[0083]
钻头更换定位器7
[0084]
钻头进给器8
[0085]
钻头库9
[0086]
进给梁的前端部10
[0087]
定位器臂11
[0088]
钻头保持器12
[0089]
钻杆支承轴承13
[0090]
钻进机器14
[0091]
进给梁的后端部15
[0092]
进给梁的纵向轴线16
[0093]
钻杆支承件的钻进机器侧17
[0094]
钻杆支承件的钻头侧18
[0095]
钻头保持器轴线19
[0096]
钻杆20
[0097]
定位器臂11的第一端部21
[0098]
纵向运动机构22
[0099]
纵向运动机构的纵向运动轴线23
[0100]
定位器臂11的第二端部24
[0101]
钻头保持器12的缩回的纵向位置25(也被称为用以表示接合部的位置的钻头进给器位置，在该位置中，钻头将在钻头更换定位器与钻头进给器之间转移)
[0102]
钻头保持器12的突出的纵向位置26(也被称为用以表示接合部的位置的钻杆位置，在该位置中，钻头将在钻头更换定位器与钻杆之间转移)钻头更换定位器7的横向运动机构27
[0103]
集成的单个钻头保持器运动机构28
[0104]
内金属管29
[0105]
外金属管30
[0106]
长形导引槽31
[0107]
导引销32
[0108]
钻头夹持器33
[0109]
活塞杆34
[0110]
活塞杆34的中央通道35
[0111]
用于液压流体的活塞杆的出口36
[0112]
液压活塞37
[0113]
扩张室38
[0114]
扩张器头部39
[0115]
彼此相对的斜面夹爪40a和40b
[0116]
斜面夹爪之间的扩张器元件41a和41b保持扩张器元件的橡胶o形环42a和42b活塞杆的延伸出扩张室的密封件43液压活塞在其中行进的液压缸44液压缸的朝向活塞杆的第一端部的盖45新钻头46a和46b
[0117]
用于库中的新钻头的接纳位置47a至47c承载机构48
[0118]
承载机构的链环49
[0119]
链环的承载销50
[0120]
库架51(大致封围的空间)
[0121]
库的装载开口52
[0122]
筒形封围件53
[0123]
链轮54a和54b
[0124]
步进马达55
[0125]
转移开口56
[0126]
排出开口57
[0127]
钻头进给器轴58
[0128]
钻头进给器轴导引件59
[0129]
使用过的钻头60
[0130]
其中，“平行”在本文中意指基本上平行。
[0131]
其中，“并排”在本文中意指靠近某物，或者在靠近某物的一条线中延伸。

技术特征：
1.一种被配置成更换钻头的系统，其中，所述系统能够连接至钻机(1)的进给梁(4)，所述进给梁(4)具有纵向轴线(16)；其中，所述系统包括：钻头更换器单元(6)，所述钻头更换器单元(6)构造成使所述钻头移动，以及钻头库(9)，所述钻头库(9)构造成存储多个钻头，使得所述多个钻头在所述钻头库(9)内对准成至少一排；并且其中，所述钻头库(9)在所述系统连接至所述进给梁(4)时沿着所述进给梁(4)的所述纵向轴线(16)与所述进给梁(4)在纵向上并排布置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述钻头库(9)包括承载机构(48)，所述承载机构(48)构造成使所述多个钻头在所述钻头库(9)内沿着所述钻头库(9)的纵向轴线移动。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述钻头更换器单元(6)包括：钻头更换定位器(7)，以及钻头进给器(8)，所述钻头进给器(8)构造成在所述钻头库(9)与所述钻头更换定位器(7)之间转移所述钻头，和/或从所述钻头更换定位器(7)移除所述钻头。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述钻头更换定位器(7)包括：钻头保持器(12)，以及运动机构(28)，所述运动机构(28)构造成使所述钻头保持器(12)在下述位置之间移动：第一位置(25)，在所述第一位置(25)处，所述钻头将在所述钻头更换定位器(7)的所述钻头保持器(12)与所述钻头进给器(8)之间被转移，与第二位置(26)，在所述第二位置(26)处，所述钻头将在所述钻头更换定位器(7)的所述钻头保持器(12)与钻杆之间被转移。5.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述钻头保持器(12)处于所述第一位置(5)时，所述钻头保持器(12)和所述运动机构(28)沿着所述进给梁(4)的所述纵向轴线(16)布置在所述进给梁(4)的相对侧处。6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述运动机构(28)包括具有与所述进给梁(4)的所述纵向轴线(16)并排的纵向运动轴线(23)的纵向运动机构(22)、横向运动机构(27)以及构造成将所述纵向运动机构(22)与所述横向运动机构(27)集成在一起的导引机构。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述导引机构构造成围绕并沿着所述纵向运动机构(22)的所述纵向运动轴线(23)导引所述横向运动机构(27)。8.根据权利要求3至7中的任一项所述的系统，其中，所述钻头进给器(8)包括构造成夹持和释放所述钻头的钻头夹持器(33)。9.根据权利要求4至8中的任一项所述的系统，其中，所述钻头库(9)和所述运动机构(28)沿着所述进给梁(4)的所述纵向轴线(16)布置在所述进给梁(4)的相对侧处。10.一种钻机(1)，所述钻机(1)包括具有纵向轴线(16)的至少一个进给梁(4)、布置在所述至少一个进给梁(4)的前端部(10)处的钻杆支承轴承(13)以及根据前述权利要求中的任一项所述的系统。11.根据权利要求10所述的钻机(1)，其中，所述钻机(1)是工作面钻机。12.一种由根据权利要求10或11所述的钻机(1)执行的用于更换钻头的方法，其中，所
述方法包括以下步骤：在所述钻头更换器单元(6)与所述钻头库(9)之间转移钻头，在钻杆与所述钻头更换器单元(6)之间转移所述钻头，在所述钻头更换器单元(6)内转移所述钻头，以及使所述钻头在所述钻头库(9)内沿着所述钻头库(9)的纵向轴线移动。13.根据权利要求12所述的由根据权利要求10或11所述的钻机(1)执行的方法，所述钻机(1)包括根据权利要求3至9中的任一项所述的系统，其中，在所述钻头更换器单元(6)内转移所述钻头的步骤包括在所述钻头更换定位器(7)与所述钻头进给器(8)之间转移所述钻头的步骤。14.根据权利要求13所述的由根据权利要求10或11所述的钻机(1)执行的方法，所述钻机(1)包括根据权利要求4至9中的任一项所述的系统，其中，在所述钻头更换定位器(7)与所述钻头进给器(8)之间转移所述钻头的步骤包括将所述钻头保持器(12)移动至所述第一位置(25)的步骤。15.根据权利要求12所述的由根据权利要求10或11所述的钻机(1)执行的方法，所述钻机(1)包括根据权利要求4至9中的任一项所述的系统，其中，在所述钻杆与所述钻头更换器单元(6)之间转移所述钻头的步骤包括将所述钻头保持器(12)移动至所述第二位置(26)的步骤。

技术总结
本文中公开的是一种位于构造成用于岩石钻进的钻机的一部分的进给梁上的自动钻头更换器，其中，钻头更换器是长形的并且沿着进给梁的相对的第一侧和第二侧安装。钻头更换器具有以可移动的方式位于第一侧上并通过进给梁下方的定位器臂到达第二侧的钻头更换定位器以及安装在进给梁的第二侧的钻头进给器和钻头库的组合。钻头更换定位器能够利用单个纵向运动轴线和旋转运动轴线从第二侧上的钻头进给器位置摆动至突出位置，在该突出位置处，钻头更换定位器与钻杆相互作用以更换钻头。公开了一种如此配备的钻机和相关的方法方面。了一种如此配备的钻机和相关的方法方面。了一种如此配备的钻机和相关的方法方面。


技术研发人员：贡纳尔
受保护的技术使用者：安百拓凿岩有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/8/21