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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine für den Abbau von Gestein mit nach dem Hinterschneideprinzip arbeitenden Disken- bzw. Rollenwerkzeugen, welche an einem schwenkbaren Auslegerarm der Maschine rotierbar gelagert sind, mit einem die Werkzeuge tragenden Kopf, dessen Rotationsachse im wesentlichen in Richtung der Achse des Auslegerarmes verläuft, wobei die Rotationsachse des die Werkzeuge tragenden Kopfes am Maschinenrahmen um eine die Achse des Auslegerarmes kreuzende Achse schwenkbar gelagert ist und in Vortriebsrichtung vor der quer zur Vortriebsrichtung angeordneten Schwenkachse des Auslegerarmes verläuft und das Schwenklager des Auslegerarmes an einem in Längsrichtung des Maschinenrahmens verschieblichen Schlitten angeordnet ist.
Aus der DE 39 05 737 A 1 ist bereits ein Verfahren zum Bohren von Stollen, Tunneln, Kavernen od. dgl. und insbesondere von Bogenprofilen bekannt geworden, bei weichem eine Maschine zum Einsatz gelangt, deren Bohrköpfe an einem in alle Richtungen gelenkig und bewegbar angeordneten Arm festgelegt sind und Hinterschneidwerkzeuge aufweisen. Derartige Hinterschneidwerkzeuge erlauben insbesondere bei hartem Gestein die Schneidleistung durch einen wesentlich höheren Anteil an gebrochenem Material zu erhöhen, wobei mit derartigen nach dem Hinterschneideprinzip arbeitenden Werkzeugen auf Grund der grobstückigen abgetragenen Teile nicht nur schneller und rationeller, sondern auch mit wesentlich geringerer Staubentwicklung ein Vortrieb bzw. ein Abbau gelingt.
Insbesondere bei Gesteinen höherer Härte und höherem Quarzgehalt ist ein derartiges Brechen unter Anwendung von nach dem Hinterschneide-Prinzip arbeitenden Werkzeugen in aller Regel wirtschaftlicher als ein konventionelles Schrämen, bei welchem das Material lediglich geschnitten wird. Hinterschneidend abtragende Rollen- oder Fräsbohrwerkzeuge, bei welchen von der Mitte eines Stollens, Tunnels oder Schachtes aus ohne Vorbohrloch von innen nach aussen schichtweise ein Abtrag vorgenommen wird, sind auch in der DE 41 42 800 A1 beschrieben. Bei dieser Einrichtung wird von innen nach aussen hinterschneidend radial Schicht für Schicht abgetragen, wobei die Werkzeuge an einem rotierend angetriebenen Bohrkopf befestigt sind.
Für das Auffahren niedriger Flöze wurden bereits niedrig bauende Einrichtungen bekannt, welche mit Fräsköpfen ausgestattet und in der Regel über einen eigenen Antrieb verfügen. Mit derartig bekannten Einrichtungen, welche auch als "Narrow Reef Miner" bezeichnet werden, wurde aber in der Regel das Material geschnitten.
Aus der älteren österreichischen Anmeldung A 1107/2000 ist eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine des eingangs genannten Typs bereits bekannt geworden, mit welcher besonders niedrige Flöze unter Verwendung des Hinterschneid-Prinzipes effizient und wirtschaftlich abgebaut werden können und mit welcher es auch möglich sein sollte, hartes Material im FlözStreckenverlauf auch ferngesteuert abzubauen. Die aus dieser älteren Anmeldung bekannt gewordene Ausbildung soll nun gemäss der vorliegenden Erfindung dahingehend weiter verbessert werden, dass die Vortriebsmaschine während des Schneidens besser stabilisiert werden kann und bei besonders unregelmässigem Flöz-Verlauf in besserer Weise nachgeführt werden kann.
Insbesonders soll die Manövrierbarkeit der Maschine und die exakte Anstellung der Schneidebene verbessert werden und gleichzeitig verhindert werden, dass bei starken Erschütterungen durch brüchige Firste die eingestellte Orientierung nicht exakt eingehalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemässe Ausbildung im Wesentlichen darin, dass der Maschinenrahmen über eine Mehrzahl von Stempeln zwischen Sohle und Firste verspannbar ist, wobei zu beiden Seiten der Längsmittelebene des Maschinenrahmens Stempel angeordnet sind, dass am Schlitten im Bereich der Schwenkachse des Schwenkwerkes wenigstens ein Stempel zur Firste und zur Sohle anstellbar angeordnet ist und dass die Schwenkzylinder für die Verschwenkung des Auslegerarmes V-förmig verlaufend, in der Draufsicht innerhalb der Stützstempel, angeordnet sind.
Dadurch, dass an Stelle der bei der älteren Maschine vorgesehenen Firstkappen, welche im Wesentlichen parallel zur Längsmittelebene des Maschinenrahmens ausgefahren werden konnten, nun eine Mehrzahl von Stempeln vorgesehen ist, deren Abstand vorzugsweise von der Längsmittelebene mit zunehmendem Abstand von der Schwenkachse abnimmt, wird eine kurze Bauweise des Rahmens erzielt, mit welcher bei eingefahrenen Stempeln die Manövrierbarkeit und Kurvengängigkeit der Vortriebs- und Gewinnungsmaschine wesentlich erhöht wird und gleichzeitig eine bessere Verteilung der in die Sohle bzw. die Firste eingeleiteten Kräfte erfolgen kann. Geringe Hubverstellungen der hinteren Abstützvorrichtungen reichen aus, um die Vortriebsmaschine in ihrer Lage zu positionieren.
Mit Vorteil ist zu diesem Zweck die Ausbil-
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dung so getroffen, dass zu beiden Seiten der Längsmittelebene des Maschinenrahmens eine ungerade Anzahl von drei oder mehr Stempeln angeordnet ist, wobei jeweils eine Anzahl der Stempel zur Firste anstellbar ist, welche Anzahl grösser ist als die Anzahl der zur Sohle ausfahrbaren Stempel, wobei durch den Umstand, dass eine ungerade Anzahl von Stempeln vorgesehen ist und jeweils eine grössere Anzahl derartiger Stempel zur Firste anstellbar ist, auch die Stabilität bei brüchiger Firste, weiche in aller Regel zu Positionsverschiebungen führen kann, wesentlich verbessert wird. Bevorzugt sind die Stempel in Längsrichtung symmetrisch angeordnet, sodass ohne weitere Steuermassnahmen eine gleichmässige Ansteuerung der parallel geschalteten Stempel gegeben ist.
Zuerst erfolgt das Ausfahren des Stempels an die Sohle, wobei nach Ausfahren der beiden Stempel an die Firste eine gleichmässige Verspannung ohne Lageveränderung der Vortriebsmaschine gegeben ist.
Eine Verbesserung der Stabilisierung während des Schneidbetriebs lässt sich erfindungsgemäss dadurch verwirklichen, dass im Bereich der Schwenkachse des Schwenkwerkes wenigstens ein Stempel zur Firste und zur Sohle anstellbar angeordnet ist. Ein derartiger, am verfahrbaren Schlittenteil im vorderen Bereich und insbesondere in der vertikalen Schwenkachse des Auslegerarms angeordneter zusätzlicher Stützstempel führt zu einer gesonderten vertikalen Abstützung gegen die Firste und Sohle im unmittelbaren Schneidbereich, wobei diese Abstützung erst nach dem Einbruchvorgang, welcher üblicherweise etwa 60 mm beträgt, aktiviert wird und den Auslegerarm während des weiteren Schneidvorgangs in vertikaler Richtung stabilisiert.
Die seitlich V-förmig am ortsfesten Rahmen der Vortriebsmaschine angeordneten Stempeleinheiten, von denen bei einer Gesamtzahl von sechs Stempeleinheiten jeweils vier Abstützeinrichtungen an die Firste und zwei Abstützeinrichtungen an die Sohle angepresst werden, ermöglichen eine Vergrösserung der Anpressfläche und eine geringere Belastung der Firste, wobei die Stützwirkung auch bei ausgefahrenem Schlitten zum Rahmen unverändert erhalten bleibt. Mit einer derartigen Mehrzahl von Stempeleinheiten lässt sich die Positionierung der Maschine auch exakter steuern, wobei eine exakte Positionierung der Maschine vor Beginn des Einbruch-Schrämvorganges in besonders einfacher Weise dadurch gelingt, dass am dem Schwenklager abgewandten Hinterende des Schlittens zwei Spreizfüsse schwenkbar und gesondert gegen die Sohle anpressbar angeordnet sind.
Während bei der bekannten Einrichtung im hinteren Bereich der Maschine lediglich ein zusätzlicher Stützstempel vorgesehen war, führt die nunmehrige Anordnung von zwei Spreizfüssen dazu, dass die Maschine auch um ihre Maschinen-Längsachse gekippt stabilisiert werden kann und in die jeweilig geneigte Position verbracht werden kann. Eine optimale Anpassung an das Flözgestein kann hiebei dadurch erzielt werden, dass die Schwenkachsen der Spreizfüsse in einem quer zur MaschinenLängsachse verschieblichen Träger gelagert sind.
Wie bereits bei der ursprünglichen Maschine ist am verschiebbaren Schlitten eine Laderampe angeordnet, wobei am Auslegerarm entsprechende Räumeinrichtungen mitgenommen wurden. Zur Verbesserung des Ladevorganges ist die erfindungsgemässe Ausbildung nunmehr so getroffen, dass der Auslegerarm zur Ladeschurre weisende Klappen trägt, welche gegen einen Anschlag verschwenkbar sind und in ihrer gegen den Anschlag verschwenkten Lage Material zur Abfördereinrichtung schieben und dass eine weitere gesondert vom Auslegerarm verschwenkbare Schaufel zum Räumen der Sohle vorgesehen ist, deren Schwenkweg sich über einen Zentriwinkel von kleiner 900 ausgehend von der der Einbruchsstellung gegenüberliegenden Seite des Maschinenrahmens erstreckt.
Der gesonderte Laderäumer, der in der Schwenkachse des Auslegers drehend gelagert sein kann, kann beispielsweise über einen Zentriwinkel-Bereich von etwa 450 jeweils wirksam werden und auf diese Weise seitlich hereingebrochenes bzw. geschnittenes Material in eine Position verbringen, aus welcher die am Auslegerarm schwenkbar angelenkten Klappen eine sichere Abförderung zum seitlich angeordneten Abförderer ermöglichen.
Um die Manövrierbarkeit und Kurvengängigkeit der erfindungsgemässen Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine weiter zu verbessern, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass am dem Schwenklager abgewandten Hinterende des Schlittens eine um eine im Wesentlichen vertikale Schwenkachse schwenkbare Energie-Versorgungseinheit angeordnet ist. Gemeinsam mit den in der Projektion auf die Sohle im Wesentlichen V-förmig angeordneten seitlichen Stempeleinheiten und der schwenkbaren Energie-Versorgungseinheit lassen sich enge Kurvenradien auch bei länger bauenden Maschinen durchfahren, sodass die exakte Positionierung und leichte Manövrierbarkeit weiter vereinfacht wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Maschine, Figur 2 eine erste perspektivische Ansicht und Figur 3 eine zweite perspektivische Ansicht der erfindungsgemässen Maschine.
In Fig. 1 ist ein Maschinenrahmen 1 dargestellt, an welchem ein Schlitten 2 in Richtung des Doppelpfeiles 3 längs verschieblich gelagert ist. Am Schlitten 2 ist am Hinterende ein WiderlagerBock angeordnet, an welchem Schwenkzylinder 4 und 5 für eine Verschwenkung eines Schwenkwerkes 6 um eine die Vortriebsrichtung 10 kreuzende Schwenkachse 7 abgestützt sind. Der Schlitten besteht aus dem hinteren Widerlager-Bock und einem vorderen Lagerbock 33 mit dem Schwenklager 6 und den beiden Führungsstangen 34. Die Verschiebung des Schlittens gegenüber dem Rahmen erfolgt mit dem Zylinderkolben-Aggregat 35. Am Schwenklager 6 ist ein Auslegerarm 8 festgelegt, dessen Achse 20 ebenso wie die Bohrkopfachse 9 des Schneidkopfes 13 in Vortriebsrichtung 10 vor der Schwenkachse 7 des Schwenkwerkes 6 liegt. Der Ausleger kann jedoch auch gekröpft bzw. geknickt ausgebildet sein.
Durch die Ausrichtung der Bohrkopfachse wird sichergestellt, dass beim Verschwenken des Schwenkwerkes 6 in Richtung des Doppelpfeiles 11 über den gesamten Schwenkwinkel von etwa 1200 ein entsprechender Freischneidwinkel a der Schneiddisken 12 eines Schneidkopfes 13 gewährleistet ist. Am vorderen Ende des Schlittens 2, welcher der Ortsbrust benachbart ist, ist eine schwimmend gelagerte Ladeschurre 14 ersichtlich, über welche Material in Richtung des Pfeiles 11 und 15 auf eine Abfördereinrichtung 16 geschoben werden kann. Die Räumschaufel 30 ist um die Achse 7 schwenkbar angeordnet und wird durch den Schwenkzylinder 32 um einen Schwenkbereich von etwa 450 betätigt.
Am Maschinenrahmen 1 ist nun eine Mehrzahl von Stempeln 17, 18, 19 zwischen Sohle und Firste verspannbar angeordnet, wobei die Stempel 17, 18, 19 zu beiden Seiten der Längsmittelebene 21 des Maschinenrahmens 1 in kurzem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der Abstand von der Längsmittelebene 21 mit zunehmendem Abstand von der Schwenkachse 7 abnimmt. Hierbei sind die Stempel 17 und 19 gegen die Firste und der Stempel 18 gegen die Sohle verspannbar. Ein weiterer Stempel 22 ist im Bereich der Schwenkachse 7 des Schwenkwerkes 6 angeordnet, um das Schwenkwerk bzw. den Auslegerarm während des Schneidvorganges in vertikaler Richtung zu stabilisieren.
Am Hinterende des Schlittens 2 sind zwei Spreizfüsse 23, 24 schwenkbar und gesondert gegen die Sohle anpressbar angeordnet. Die Spreizfüsse 23, 24 werden mittels Hydraulikzylinder 25, 26 angestellt, wobei der die Schwenkachsen der Spreizfüsse tragende Träger quer zur Maschinenlängsachse mittels eines hydraulischen Zylinderkolben-Aggregates 27 in einer entsprechenden Führung seitlich verschoben werden kann, sodass bei ausgefahrenen Spreizen 23, 24 der Schlitten und damit der Maschinenrahmen 1 seitlich verschoben werden kann sofern die Stützstempel 17, 18, 19 eingefahren sind. Durch unterschiedliche Anstellung der Spreizen 23,24 gelingt darüber hinaus eine Verschwenkung der Maschine um ihre Längsachse.
Am Hinterende des Schlittens 2 ist weiters eine Energie-Versorgungseinheit 28 angehängt, welche um eine im Wesentlichen vertikale Schwenkachse schwenkbar ist. Die entsprechende Einstellung des Schwenkwinkels wird mit Hilfe des hydraulischen Zylinderkolben-Aggregates 29 vorgenommen.
Wie bereits erwähnt sind am Auslegerarm 8 entsprechende Räumeinrichtungen 14 angeordnet, wobei nun eine weitere, gesondert vom Auslegerarm 8 schwenkbare Schaufel 30 zum Räumen der Sohle vorgesehen ist. Die Schaufel 30 kann seitlich hineingebrochenes bzw. geschnittenes Material in eine Position verbringen, aus welcher die am Auslegerarm 8 angelenkten Räumklappen 31 eine sichere Abförderung zum seitlich angeordneten Abförderer 16 ermöglichen.
In die Figuren 2 und 3, weiche perspektivische Ansichten der Ausbildung nach Fig. 1 darstellen, sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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