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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz von Teilschnittschrämmaschinen gegen Überlastung, wobei die Teilschnittschrämmaschine an einem schwenkbaren Auslegerarm rotierbar gelagerte Schrämwerkzeuge, insbesondere Schrämwalzen aufweist und die Schrämwerkzeuge sowie der Schrämarm mit gesonderten Antrieben verbunden sind.
Teilschnittschrämmaschinen weisen an ihren zumindest um zwei Achsen schwenkbaren Auslegerarmen in der Regel entweder Schrämköpfe oder Schrämwalzen auf. Im Fall von Schrämköpfen sind derartige Schrämköpfe zumeist auf eine bestimmte Schwenkgeschwindigkeit des Schrämarmes ausgelegt um bei vorgegebener Würfeldruckfestigkeit des abzubauenden Gesteines ein korrektes Schnittbild zu erhalten. Eine Abweichung der Schwenkgeschwindigkeit von der Schwenkgeschwindigkeit, für welche die Auslegung der Anordnung der Meissel am Schrämkopf getroffen wird, kann zu schweren Erschütterungen führen, welche zum Bruch von Teilen und insbesondere von Meisseln führen können.
Derartige unzulässige Erschütterungen wurden gemäss dem Vorschlag in der DE 33 43 372 Al von einem Erschütterungssensor erfasst und dessen Signale ausgewertet wurden und für die Regelung des Antriebes der Schrämgeschwindigkeit herangezogen wurden.
Unzulässige Belastungen und Überlastungen sind aber vor allen Dingen bei Walzenschrämmaschinen von besonderer Bedeutung und derartige Belastungen können von Erschütterungssensoren nicht korrekt erfasst werden. Bei Walzenschrämmaschinen ist am freien Ende des Schrämarmes eine relativ breite Walze rotierbar gelagert, wobei bei einem Schwenken des Auslegerarmes bzw.
Schrämarmes um eine im wesentlichen vertikale Achse die Schneidkräfte über einen grossen Hebelarm auf den Schräm- oder Auslegerarm einwirken. Beim Abbau von Materialien kommt es häufig vor, dass Teilbereiche mit geringerer Härte bzw. geringerer Zähigkeit bzw. hoher Sprödigkeit durchfahren, in welchen auch grosse Schwenkwinkel des Schrämarmes noch nicht zu unzulässigen Belastungen führten, da das Material ohne weiteres geschnitten oder gebrochen werden kann. Wenn jedoch in bestimmten Schwenkstellungen auf Material einer höheren Würfeldruckfestigkeit einge-
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wirkt wird, kommt es zu unzulässigen Belastungen, welche zu schweren Beschädigungen der Maschine führen können.
Für die Überwachung unzulässiger Betriebszustände bei Walzenschrämmaschinen wurde bisher vorgeschlagen, Überwachungseinrichtungen zu verwenden, bei welchen die Temperatur des Flüssigkeitskreislaufes der hydraulischen Winde die Temperatur bestimmter Lagerstellen, die das Kühlwasserkreislaufes oder aber auch der Druck überwacht wurde. Derartige Überwachungseinrichtungen sind beispielsweise in der DE OS 29 17 054 beschrieben. Den DE OS 31 00 116 und 31 06 348 sind spezielle Schneidwerkzeuge zu entnehmen, mit welcher eine Schneidcharakteristik des jeweiligen Gesteines oder Minerals während des Schneidens des Schneidwerkzeuges abgetastet werden kann.
Derartige Einrichtungen sind relativ aufwendig, da sie unmittelbar im Bereich der mit dem Schnittdruck beaufschlagten Meissel angeordnet werden müssen und die Lagerstellen für die Verschwenkung der Meissel sind entsprechend hohen Verschleiss ausgesetzt.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere für Teilschnittschrämmaschinen mit breiten Schrämwalzen, zu schaffen, mit welcher in einfacher und sicherer Weise unzulässige Betriebszustände und eine mögliche Überlastung erfasst wird, sodass die Gefahr von bleibenden Verformungen von Teilen des Antriebes oder sogar des Auslegerarmes selbst mit Sicherheit vermieden werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe besonders einfache und betriebssichere Ausbildung der eingangs genannten Einrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass am schwenkbaren Auslegerarm wenigstensjein Dehnungs-bzw. Verformungsmesssensor angeordnet ist, dessen Signale einer Auswerteschaltung zugeführt sind und dass die Au8werteschaltung über Steuerleitungen wenigstens mit den Antrieben des Schrämarmes und des Schrämwerkzeuges verbunden ist. Dadurch, dass am schwenkbaren Ausleger-
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kräfte, wie sie insbesondere bei exzentrischer Belastung und bei Maschinen mit breiten Schrämwalzen beim Verschwenken des Auslegerarmes beobachtet werden, in besonders einfacher und siche-
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rer Weise erfassen und eine entsprechende Steuerung bzw.
Regelung des Antriebes des Schrämarmes bzw. des Schrämwerkzeug bewerkstelligen. Mit der Anordnung des Sensors am Auslegerarm können Überlastungen von Bauteilen, wie z. B. Lagerungen, Schlitten oder Gleitführungen, welche insbesondere bei hohen exzentrischen Belastungen gefährdet sind, durch die entsprechende Steuerung bzw. Regelung des Antriebes des Schrämarmes bzw. des Schrämwerkzeuges vermieden werden.
In besonders vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemässe Ausbildung so weiter gebildet, dass die Auswerteschaltung zusätzlich mit dem Fahrwerksantrieb, insbesondere Raupenfahrwerksantrieb einer verfahrbaren Teilschnittschrämmaschine, verbunden ist. Bei Walzenschrämmaschinen sind unterschiedliche Betriebszustände exakt definiert, bei welcher jeweils nur ein Teil der verschiedenen Antriebe gleichzeitig mit Energie versorgt wird.
Je nach Betriebszustand lassen sich mit der erfindungsgemässen Einrichtung besonders einfach die erforderlichen Steuer- bzw.
Regelmassnahmen einleiten.
Eine besonders sichere Erfassung von unzulässigen Kräften und damit eine sichere Erfassung einer möglichen Überlastung lässt sich dadurch erzielen, dass der Sensor in oder an einer Gehäusewand des Auslegerarmes angeordnet ist.
Um den unterschiedlichen Betriebszuständen von Walzenschrämmaschinen vollständig und optimal Rechnung tragen zu können, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass die Antriebe der Teilschnittschrämmaschine über Meldeleitungen für den Betrieb des jeweiligen Antriebes mit der Auswerteschaltung verbunden sind. Auf diese Weise stehen der Auswerteschaltung alle notwendigen Informationen zur Verfügung, um tatsächlich diejenigen Antriebe zu beeinflussen, mit welchen bei geringster Verringerung der Schneid- oder Brechleistung die mögliche Überlastung sicher vermieden werden kann. Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass in der Auswerteschaltung der über die Meldeleitung signalisierte Betrieb eines Antriebes zur Steuerung des jeweils zur Vermeidung einer Überlast anzusteuernden Antriebes ausgewertet ist.
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Mit Vorteil wird hiebei für unterschiedliche Betriebszustände so vorgegangen, dass die Auswerteschaltung beim Einbruchsschrämen Steuersignale für den Antrieb des Schrämmotors und den Verschiebeantrieb, insbesondere den hydraulischen Verschiebezylinder für die Lagerung der Schwenkachse einer Walzenschrämmaschine generiert oder dass die Auswerteschaltung beim Schrämen einer Walzenschrämeinrichtung in vertikaler Richtung (Shearing) Steuersignale für den Antrieb des Schrämmotors und den Schwenkzylinder für die Höhenverschwenkung des Auslegerarmes generiert oder dass beim Schneiden von Kurven zusätzlich zu den Steuersignalen für den Schrämmotor und den Vertikalschwenkzylinder Steuersignale für den Raupenfahrwerksantrieb generiert werden. Diese gesonderten Betriebszustände, wie beispielsweise das Einbruchschrämen, das sog.
Shearing, oder das Kurvenschneiden können auf diese Weise mit geringen Korrekturen sicher beherrscht werden ohne dass es zu einer Überlastung kommen kann.
Eine besonders sichere Erfassung und entsprechend ungestörte Signale der Dehnungs- bzw. Verformungsmesssensoren lassen sich dadurch gewinnen, dass der oder die Sensoren am Auslegerarm näher der Schwenkachse des Auslegerarmes und vorzugsweise in dem der Schwenkachse benachbarten Drittel der Länge des als Kastenprofilrahmen ausgebildeten Auslegerarmes angeordnet sind. In besonders einfacher Weise ist hiebei die Ausbildung so getroffen, dass die Verformungssensoren als auf einem dünnwandigen Träger festgelegte Dehnungsmesssensoren bzw. Dehnungsmessstreifen ausgebildet sind und die Trägerplatte an der Aussenseite des Auslegerarmes festgelegt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten AusfQhrungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Walzenschrämmaschine in einer Seitenansicht mit einer schematisch angedeuteten Auswerteschaltung, Fig. 2 eine Ansicht des Auslegerarmes einer Walzenschrämmaschine in einer perspektivischen Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2, welcher eine erste Ausbildung eines Dehnungsmesssensors zeigt und Fig. 4 eine zu Fig. 3 alternative Ausbildung eines Dehnungsmesssensors.
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In Fig. 1 ist eine Walzenschrämmaschine 1 dargestellt, welche auf einem Raupenfahrwerk 2 verfahrbar ist, wobei der Raupenfahrwerksantrieb mit 3 bezeichnet ist.
Ein Auslegerarm 4 ist dabei an einem Schlitten 5 um eine im wesentlichen horizontale Achse 6 in Höhenrichtung verschwenkbar gelagert. Der Schwenkantrieb für diese vertikale Verschwenkung um die Verschwenkachse 6 ist mit 7 bezeichnet und von einem hydraulischen Zylinderkolbenaggregat gebildet, welches gelenkig am Schrämarm 4 angelenkt. Der Schrämarm 4 trägt rotierbar gelagerte Schrämwalzen 9. Als Schrämantrieb 10 für die Schrämwalzen 9 ist dabei ein im Auslegerarm 4 angeordneter Schrämmotor vorgesehen. Der Schlitten 5 ist über einen Verschiebeantrieb 11, welcher als Zylinderkolbenaggregat ausgebildet ist, in Richtung des Doppelpfeiles 12 verschiebbar. Am Maschinenrahmen 13 sind weiters eine Ladevorrichtung 14 sowie eine Abfördereinrichtung 15 vorgesehen. Am Auslegerarm 4 ist weiters ein Dehnungs- bzw.
Verformungmesssensor 16, mit welchem sich die auf den Auslegerarm 4 wirksamen Verformungskräfte, wie sie insbesondere bei exzentrischer Belastung auftreten, erfasst werden können.
Der Verformungssensor 16 ist über eine Signalleitung 17 mit einer Auswerteschaltung 18 verbunden. Mit dieser Auswerteschaltung 18 sind jeweils über Meldeleitungen 19 der Raupenfahrwerksantrieb 3, der Schwenkantrieb 7 für den Auslegerarm 4 der Verschiebeantrieb 11 sowie der Schrämantrieb 10 für die Schrämwalzen 9 verbunden. Über diese Meldeleitungen 19 werden der Auswerteschaltung beim Betrieb der jeweiligen Antriebe 3,7, 10 und 11 Signale zugeführt. In der Auswerteschaltung 18 werden die über die Signalleitung 17 zugeführten Signale des Dehnungs-bzw.
Verformungsmesssensors 16 zusammen mit den über die Meldeleitungen 19 zugeführten Signale über den Betriebszustand des Raupenfahrwerkantriebes 3, des Schwenkantriebes 7 des Verschiebeantriebes 11 bzw. über den Schrämantrieb 10 verarbeitet und Steuersignale generiert, welche den jeweiligen Antrieben 3,7, 10 bzw. 11 über Steuerleitungen 20 zugeführt werden. Es lassen sich damit in einfacher Weise Steuer-bzw. Regelmassnahmen zur vermeidung einer Überlastung der jeweiligen Antriebe 3,7, 10 bzw. 11 der Schrämmaschine 1 je nach Betriebszustand treffen.
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In Fig. 2 ist der Auslegerarm 4 der in der Fig. 1 beschriebenen Schrämmaschine in einer perspektivischen Draufsicht näher dargestellt. Der Auslegerarm 4 weist dabei Lageraugen 21 auf, an welchen der Auslegerarm 4 am Schlitten 5 der in der Fig. 1 gezeigten Schrämmaschine 1 um eine Achse 6 schwenkbar gelagert ist. Der Auslegerarm 4 weist weiters Laschen 22 auf, an welchen die in der Fig. 2 nicht näher dargestellten Schwenkantriebe gelenkig befestigt werden können. An der Oberseite des als Kastenprofil ausgebildeten Auslegerarmes 4 ist der Verformungsbzw. Dehnungsmesssensor 16, von welchem Signalleitungen 17 ausgehen, befestigt.
Fig. 3 stellt einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig.
2 dar und zeigt eine Ausbildung des Sensors 16. In eine Bohrung 23 der Oberseite des als Kastenprofil ausgebildeten Auslegerarmes 4 ist dabei ein Bolzen 24 mit vier am Umfang angeordneten Dehnungsmessstreifen 25, welche zusammen mit dem Bolzen 24 den Sensor 16 bilden, eingepresst. Insgesamt ergibt sich durch die in Fig. 3 gezeigte Ausbildung des Sensors 16 eine kompakte Einheit, welche in einfacher Weise von herabfallenden Material geschützt werden kann.
In Fig. 4 ist eine alternative Ausbildung des Dehnungsbzw. Verformungsmesssensors 16 gezeigt. Auf einem dünnwandigen Blech 26, welches wiederum an der Oberseite des als Kastenprofil ausgebildeten Auslegerarmes 4 befestigt ist, sind hier Dehnungsmessstreifen 27 in Form einer Brückenschaltung angeordnet, welche wiederum mit der Signalleitung 17 verbunden ist. Auch mit dieser Sensoranordnung lässt sich die Dehnung des Auslegerarmes 4 als Schwellwert für die Begrenzung der Kräfte, welche an kritischen Bauteilen, wie Lagerungen, Gleitführungen oder Schlitten der Walzenschrämmaschine angreifen, heranziehen, womit in einfacher Weise eine Überlastung dieser Bauteile ausgeschlossen werden kann.