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Die Erfindung betrifft eine Kohlengewinnungsanlage gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine typische Strebausrüstung einer Kohlengewinnungsanlage zur schälenden Kohlengewinnung umfasst einen Strebförderer mit Haupt- und Hilfsantrieb, Streckenübergabe und Abspannung, eine Hobelanlage mit Vorschubeinrichtung und den Strebausbau. Die überwiegend eingesetzten Hobelbauarten kann man in zwei Kategorien unterteilen, nämlich Kohlenhobel mit bodenseitiger Schwertplatte und mit versatzseitiger Zwangsführung der Hobelkette in einer Hobelkettenführung sowie Kohlenhobel ohne Schwert und mit kohlenstoßseitiger Zwangsführung der Hobelkette. Die vorliegende Erfindung betrifft Kohlenhobel mit Schwert bzw. Schwertplatte, sogenannte Schwerthobel.
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Als Strebförderer kommt ein Kettenkratzerförderer zum Einsatz. Dieser dient in erster Linie dem Abtransport der hereingewonnen Kohle, ist aber gleichzeitig auch das Koppelglied zwischen dem Strebausbau, der als rückwärtiges Widerlager und zur Abstützung des Strebraums dient und der Gewinnungseinrichtung. Eine entscheidende Anforderung an den Strebförderer ist eine ausreichende Förderkapazität, da die gesamte im Streb gewonnene Kohle einschließlich von sonstigem Haufwerk über den Kettenkratzerförderer abtransportiert werden muss.
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Schwerhobel werden im untertägigen Steinkohlebergbau bevorzugt zur Gewinnung von geringmächtigen Flözen eingesetzt. Ein solcher Schwerthobel gehört beispielsweise durch die
DE 42 33 839 C2 zum Stand der Technik. Der Hobelkörper des Schwerthobels ist mit Meißeln besetzt und bewegt sich entlang der Kohlenfront am Kettenkratzerförderer. Die Schwertplatte greift unter dem Kettenkratzerförderer hindurch und ist in einer versatzseitig an dem Kettenkratzerförderer angebauten Hobelkettenführung mit der Hobelkette verbunden. Die Hobelkette überträgt die notwendige Energie zum Lösen und Laden der Kohle von den Hobelantrieben auf den Schwerthobel.
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Die
DE 43 16 908 C2 beschreibt einen Schwerthobel mit einem Hobelkörper, an dem bezogen auf die jeweilige Zugrichtung ein vorlaufender und ein nachlaufender Schneidschuh angelenkt sind. Für jede Schneidrichtung gibt es einen gelenkig gelagerten und mit Meißeln besetzten Schneidschuh, der die Kohle im unteren Teil des Flözes schneidet.
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Die gelöste Kohle muss vom Schwerthobel in den Kettenkratzerförderer geladen werden. Dazu wird die Kohle vom Liegenden aufgenommen, über die Fördererkante gehoben und seitlich in den aus Förderrinnen gebildeten Rinnenstrang des Kettenkratzerförderers gedrückt. Das Anheben der Kohle erfolgt durch die Schneidschuhe.
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Der Schwerthobel bewegt sich gegenüber dem Kettenkratzerförderer relativ schnell. Übliche Hobelgeschwindigkeiten liegen zwischen 1,5 bis 3 m/s. In Folge dessen kommt es zu einer Mehrfachbeladung des Förderers. Hierbei werden mehrere Lagen Kohle übereinander auf den Förderer geschichtet. Entsprechend hoch baut sich die Beladung bzw. das Fördergut auf dem Kettenkratzerförderer auf.
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Nach der ersten Beladung des Förderers wird das Beladen für die folgenden Beladungsschichten zunehmend schwerer. Die Kohle bzw. das Fördergut wird vom Schwerthobel nur bis auf die Höhe des Seitenprofils des Kettenförderers gehoben. Da sich bei der Mehrfachbeladung dort bereits Fördergut auf gleicher Höhe befindet, wird der Ladestrom gebremst. Die erforderliche Aufhäufung auf dem Förderer kann nur durch Verdrängung mit nachschiebendem Fördergut erreicht werden. Dies ist jedoch in der Regel unvollständig. Der Ladevorgang ist entsprechend uneffektiv und Kohle bleibt in der Hobelgasse am Kohlenstoß zurück.
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Dieses Problem wird durch die Bewegung der Förderrinne bzw. des Rinnenstrangs beim Durchgang des Schwerthobels verstärkt. Beim Durchgang des Schwerhobels wird die Förderrinne durch die Schwertplatte angehoben. Nach Durchgang des Hobels senkt sich die Förderrinne wieder auf das Liegende ab. In der Praxis ist festzustellen, dass dabei Kohle zurück in die Hobelgasse rutscht, da die Kohle nicht weit genug auf dem Förderer geladen werden konnte. Auf diese Weise entlädt sich der Kettenkratzerförderer wieder teilweise. Als Folge davon muss der Schwerthobel regelmäßig eine sogenannte Räumfahrt durchführen um die Kohle aus der Hobelgasse zu entfernen. Hierdurch wird die Gewinnung vorübergehend unterbrochen und die Produktion sinkt.
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Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit einer Kohlenhobelanlage mit einem Schwerthobel zu verbessern sowie die Beladungseffektivität und Förderkapazität des Strebförderers zu steigern.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Kohlenhobel gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3.
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Die erfindungsgemäße Kohlengewinnungsanlage umfasst einen Schwerthobel sowie einen Kettenkratzerförderer. Der Kettenkratzerförderer weist einen aus aneinander gekuppelten Förderrinnen gebildeten Rinnenstrang auf. Jede Förderrinne besitzt zwei Seitenprofile, die durch ein dazwischen eingegliedertes Bodenblech verbunden sind. Der Schwerhobel weist einen Hobelkörper auf. Für jede Schneidrichtung gibt es einen am Hobelkörper gelenkig gelagerten, mit Meißeln besetzten Schneidschuh, der die Kohle im unteren Teil des Flözes schneidet und gleichzeitig in den Förderer lädt.
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Erfindungsgemäß ist kohlenstoßseitig am Seitenprofil der Förderrinne ein Erhöhungsprofil angeordnet, wobei das Erhöhungsprofil mit seiner Oberkante die Oberkante des Seitenprofils um ein Maß x überragt. Durch das kohlenstoßseitig angebaute Erhöhungsprofil wird der Füllquerschnitt der Förderrinnen vergrößert und gleichzeitig die Ladekante erhöht. Die Anordnung der Meißel an den Schneidschuhen bildet eine Laderampe für das Fördergut, welche eine durchschnittliche Steigung zwischen 40° und 50° aufweist. Über die Laderampe wird das Fördergut bis zur Oberkante des Erhöhungsprofils geleitet und fällt von dort in den Kettenkratzerförderer.
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Der Steigungswinkel der Laderampe wird gemessen zwischen einer Geraden von der Spitze des unteren Meißels und der Spitze des oberen Meißels im Schneidschuh sowie dem Liegenden bzw. einer sich parallel zur Längserstreckung der Förderunterkante erstreckenden Horizontalen.
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Die Erfindung kehrt damit ab von einer in der Praxis vorherrschenden Meinung. Bisher herrscht in der Praxis der Gedanke vor, dass beim Einsatz eines Schwerthobels die Förderrinne kohlenstoßseitig eine möglichst niedrige Profilhöhe haben sollte, um das Laden des Fördergutes zu erleichtern. Die Erfindung verlässt diesen Weg und sieht kohlenstoßseitig ein Erhöhungsprofil am Kettenkratzerförderer vor.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Kohle über die Oberkante des Erhöhungsprofils anzuheben, um sie anschließend von oben in den Kettenkratzerförderer rutschen zu lassen. Um das zu erreichen, wird die Ladekante auf der Kohlenstoßseite durch das Erhöhungsprofil deutlich höher ausgelegt, als an dem im Stand der Technik bekannten konventionellen Fördererprofil. Die Höhe des Fördertrums vom Bodenblech bis zur Oberkante des Erhöhungsprofils erhöht sich um mindestens 30%. Durch die hohe Ladekante muss der Schwerhobel mit seinem Schneidschuh die Kohle höher anheben, bis sie über die Ladekante in den Kettenkratzerförderer fällt. Auf diese Weise wird eine Mehrfachbeladung möglich, da die Kohle nicht mehr verdrängt werden muss, sondern von oben auf den Kettenkratzerförderer aufgeladen wird.
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Der Schneidschuh des Hobels muss für diese Hubarbeit erfindungsgemäß flach ansteigend gestaltet sein. Hierzu bildet die Anordnung der Meißel im Schneidschuh eine Laderampe mit einem durchschnittlichen Steigen zwischen 40° und 50°. Vorzugsweise liegt die durchschnittliche Steigung im Bereich zwischen 43° und 48°. Diese ermöglicht ein Aufgleiten der Kohle am Schneidschuh über die Laderampe bis zur Ladekante mit relativ geringer Kraft. Der Schwerthobel kann die Kohle leicht mit seinem Schneidschuh anheben. Entsprechend effektiv ist die Beladung.
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Die Kohle wird durch das Erhöhungsprofil im Kettenkratzerförderer gehalten, wodurch der Transport- bzw. Förderquerschnitt des Kettenkratzerförderers vergrößert wird. Die geladene Kohle wird vollständig aufgenommen und abtransportiert.
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Besonders bevorzugt beträgt das Maß, um den die Ladekante durch das Erhöhungsprofil erhöht ist, mindestens 40 mm, vorzugsweise zwischen 50 mm und 100 mm, insbesondere ist das Maß zwischen 60 mm und 80 mm bemessen.
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Die Förderrinne hat eine Trumhöhe gemessen vom Bodenblech der Förderrinne bis zur Oberkante des Seitenprofils. Das Erhöhungsprofil hat eine Trumhöhe gemessen vom Bodenblech bis zur Oberkante des Erhöhungsprofils. Im Rahmen der Erfindung liegt das Verhältnis der Trumhöhe der Förderrinne zur Trumhöhe des Erhöhungsprofils zwischen 1:1,5 bis 1,85, vorzugsweise zwischen 1:1,55 bis 1,7. Bei einem für die Praxis geplanten Ausführungsbeispiel mit einer Trumhöhe der Förderrinne von 122 mm wurde die Ladekante (Oberkante des Erhöhungsprofils) um 75 mm erhöht. Folglich hat das Erhöhungsprofil eine Trumhöhe von 197 mm. Hieraus ergibt sich ein Verhältnis der Trumhöhe der Förderrinne zur Trumhöhe des Erhöhungsprofils von 1,614. Dementsprechend ergibt sich eine Fördertrumerhöhung von circa 61%. In Folge dessen kann der Füllquerschnitt und die Förderkapazität deutlich erhöht werden.
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Die Erfindung erfüllt die gestellten Anforderungen in besonderer Weise:
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– Die Beladung der Förderrinne des Kettenkratzerförderers erfolgt von oben. Die Kohle verteilt sich so besser über die ganze Breite des Förderers. Bis zu drei Lagen der Beladung können leichter aufeinander geschichtet werden. Ein seitliches Verdrängen des geladenen Fördergutes ist nicht mehr erforderlich. Die Beladung bleibt vollständig und so gut wie keine Kohle bleibt zurück.
- – Nach Durchgang des Schwerthobels senkt sich die Förderrinne wieder auf das Liegende ab. Die hohe Ladekante am Erhöhungsprofil verhindert nun das Abrutschen der Kohle zurück in die Hobelgasse. Die Förderleistung ist deutlich gesteigert.
- – Bisher notwendige Räumfahrten können entfallen. Die Voraussetzung für eine konstante Produktion ist geschaffen.
- – Hinter der hohen Ladekante des Erhöhungsprofils kann nun auch eine materialstärkere, höhere Rinne mit einer Profilhöhe von mehr als 260 mm verwendet werden.
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Das Erhöhungsprofil führt den Ladestrom auf eine größere Höhe, von der aus der Förderer von oben und nicht von der Seite beladen wird. Eine Mehrfachbeladung wird dadurch ermöglicht. Gleichzeitig führt die hohe Ladekante auch zur Vergrößerung des Förderquerschnitts und verhindert ein seitliches Entladen der Kohle längs des Kettenkratzerförderers. Durch die Erhöhung des Kettenkratzerförderers auf der Kohlenstoßseite durch das Erhöhungsprofil kehrt die Erfindung ab von dem bislang in der Fachwelt vorherrschenden Beladungskonzept.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt durch einen Streb mit einer Strebausrüstung und einer Kohlenhobelanlage nach dem Stand der Technik beim Durchgang des Schwerthobels;
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2 die Darstellung entsprechend der 1 nach Durchgang des Schwerhobels;
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3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kohlenhobelanlage beim Durchgang des Schwerthobels;
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4 den Querschnitt durch den Streb entsprechend der 3 mit Darstellung der Beladungssituation des Kettenkratzerförderers nach Durchgang des Schwerthobels;
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5 eine Ansicht auf den Schwerthobel einer erfindungsgemäßen Kohlenhobelanlage von der Kohlenstoßseite her;
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6 den Schneidschuh eines Schwerthobels und
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7 einen Querschnitt durch den Kettenkratzerförderer einer erfindungsgemäßen Kohlenhobelanlage.
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Die 1 bis 4 zeigen typische Komponenten einer Strebausrüstung mit einer Kohlengewinnungsanlage.
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Der Strebraum wird durch einen Schildausbau 1 offen gehalten. Die Kohlengewinnungsanlage umfasst einen Schwerthobel 2, der an einem Kettenkratzerförderer 3 geführt ist und mit seiner Schwertplatte 4 den Kettenkratzerförderer 3 untergreift. Versatzseitig des Kettenkratzerförderers 3 ist eine Hobelkettenführung 5 montiert. Die Hobelkettenführung 5 weist zwei übereinanderliegende Kettenkanäle 6, 7 auf (siehe auch 7) für die Hobelkette 8. Die Schwertplatte 4 greift mit Anschlagkloben 9 in den unteren Kettenkanal 6 und ist hier mit der Hobelkette 8 verbunden.
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Der Kettenkratzerförderer 3 weist einen aus aneinander gekuppelten Förderrinnen 10 gebildeten Rinnenstrang auf, wobei jede Förderrinne 10 zwei sigmaförmige Seitenprofile 11, 12 mit einem dazwischen eingegliederten Bodenblech 13 besitzt (siehe insbesondere 7).
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Der Schwerthobel 2 weist einen Hobelkörper 14 auf, an welchem in Fahrtrichtung (Pfeil HR) des Schwerhobels 2 ein vorlaufender Schneidschuh 15 und ein nachlaufender Schneidschuh 16 gelenkig jeweils um eine Schwenkachse 17 bewegbar angelenkt sind. Die Schneidschuhe 15, 16 sind mit Meißeln 18, 19, 20 besetzt. Ein Schneidschuh 15, 16 ist in der 6 gesondert dargestellt.
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Die vom Schwerthobel 2 gelöste Kohle muss in den Kettenkratzerförderer 3 geladen werden. Dazu wird die Kohle vom Liegenden L aufgenommen und nach dem Stand der Technik, wie in den 1 und 2 dargestellt, über die Oberkante 21 des kohlenstoßseitigen Seitenprofils 11 gehoben. Hier wird die Kohle dann seitlich in den Kettenkratzerförderer 3 hinübergedrückt (1, Pfeil P1).
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Üblicherweise fährt der Schwerthobel 2 schneller als der Kettenkratzerförderer 3. Mithin ist die Hobelgeschwindigkeit höher als die Förderergeschwindigkeit. Insbesondere beim sogenannten Überholverfahren fährt der Hobel 2 zwei- oder dreimal so schnell wie der Kettenkratzerförderer 3. Demzufolge ergibt sich eine Mehrfachbeladung des Förderers 3, bei der mehrere Lagen Fördergut übereinander geschichtet werden. Entsprechend hoch baut sich die Beladung auf dem Kettenkratzerförderer 3 auf. Dies ist in der 1 ersichtlich. Die 1 verdeutlicht auch, dass das Beladen des Förderers mit zunehmender Schichtanzahl bzw. Beladungshöhe immer schwerer wird, da die Kohle vom Schwerthobel 2 nur bis zur Oberkante 21 des Seitenprofils 11 gehoben wird. Ab dort wird der Ladestrom gebremst, da sich im Kettenkratzerförderer 3 bereits Fördergut auf gleicher Höhe befindet. Mit zunehmender Beladung ist es erforderlich, dass die aufzuladende bzw. nachschiebende Kohle, die bereits im Kettenkratzerförderer 3 befindliche Kohle verdrängt. Dies ist jedoch in der Regel nur unvollständig möglich. Der Ladevorgang bleibt unvollständig, so dass Kohle in der Hobelgasse zurückbleibt. Zudem ist festzustellen, dass nach Durchgang des Schwerthobels 2 sich die Förderrinne 10 wieder in Richtung auf den Kohlenstoß K auf das Liegende L absenkt. Dabei rutscht Kohle, wie in der 2 durch den Pfeil P2 verdeutlicht, zurück in die Hobelgasse, da die Kohle zuvor nicht weit genug auf den Kettenkratzerförderer 3 geladen wurde. Mithin entlädt sich der Kettenkratzerförderer 3 teilweise wieder.
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Bei der erfindungsgemäßen Kohlenhobelanlage, wie anhand der 3 bis 7 ersichtlich, ist kohlenstoßseitig am Seitenprofil 11 der Förderrinne 10 ein Erhöhungsprofil 22 angeordnet. Das Erhöhungsprofil 22 wird vom Hobelkörper 14 des Schwerthobels 2 umgriffen, so dass der Schwerthobel 2 am Erhöhungsprofil 22 geführt wird.
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Das Erhöhungsprofil 22 ist höher als das Seitenprofil 11 der Förderrinne 10. Man erkennt, dass das Erhöhungsprofil 22 mit seiner Oberkante 23 die Oberkante 21 des Seitenprofils 11 um ein Maß x überragt. Das Maß x beträgt mindestens 40 mm, vorzugsweise liegt das Maß zwischen 50 mm und 100 mm. Als besonders vorteilhaft wird ein Maß x in der Größenordnung von 60 mm bis 80 mm angesehen.
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Wie insbesondere die 7 zeigt, besitzt die Förderrinne 10 eine Trumhöhe T1 gemessen vom Bodenblech 13 der Förderrinne 10 bis zur Oberkante 21 des Seitenprofils 11. Das Erhöhungsprofil 21 besitzt eine Trumhöhe T2 gemessen vom Bodenblech 13 bis zur Oberkante 23 des Erhöhungsprofils 22. Im Rahmen der Erfindung ist das Verhältnis der Trumhöhe T1 der Förderrinne 10 zur Trumhöhe T2 des Erhöhungsprofils 22 zwischen 1:1,5 bis 1,85, vorzugsweise zwischen 1:1,55 bis 1:7 bemessen. Bei einer praktischen Ausführungsform beträgt die Trumhöhe T1 der Förderrinne 122 mm. Das Erhöhungsprofil 22 überragt das Seitenprofil 11 um ein Maß x von 75 mm, mithin ist die Trumhöhe T2 des Erhöhungsprofils 22 197 mm. Hieraus ergibt sich ein Verhältnis der Trumhöhe T1 zur Trumhöhe T2 von 1,61.
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Der jeweils in Fahrtrichtung HR des Hobels vordere Schneidschuh 16 bzw. 17 des Schwerthobels 2 hebt die am Kohlenstoß gelöste Kohle aus der Hobelgasse an. Hierzu sind die Meißel 18, 19, 20 im Schneidschuh 16, 17 so angeordnet, dass sie eine Laderampe 23 bilden, über welche die Kohle entlang des Schneidschuhs 15, 16 bis zur Oberkante 22 des Erhöhungsprofils 21 aufgleiten kann bzw. aufgeschoben wird. Die durchschnittliche Steigung der durch die Meißelanordnung im Schneidschuh 16, 17 gebildete Laderampe 23 weist einen Steigungswinkel α zwischen 40° und 50° auf.
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Anhand der 3 und 6 ist zu erkennen, dass der durchschnittliche Steigungswinkel α der Laderampe 24 gemessen wird zwischen einer Geraden, die von der Spitze des unteren Meißels 17 zur Spitze des oberen Meißels 19 gelegt wird und dem Liegenden L.
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Der Pfeil P3 in der 3 verdeutlicht, dass die Kohle über die Oberkante 23 des Erhöhungsprofils 22 angehoben wird. Dies ist auch in der 5 ersichtlich (Pfeil P4). Die Kohle wird dann von oben in den Kettenkratzerförderer 3 überführt und verteilt sich über die Breite der Förderrinne 10 und in Längsrichtung des Kettenkratzerförderers 3 beim Abtransport.
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Durch das Zusammenwirken des Erhöhungsprofils 22 und der im Schneidschuh 15, 16 ausgebildeten Laderampe 24 erfolgt eine effiziente Beladung des Kettenkratzerförderers 3. Die Kohle wird von oben in den Kettenkratzerförderer 3 überführt und durch das Erhöhungsprofil 22 im Kettenkratzerförderer 3 gehalten. Die Kohle verteilt sich über die gesamte Breite der Förderrinne 10. Eine hohe Förderkapazität ist gewährleistet. Der Schwerthobel 2 kann zwei- oder dreimal so schnell wie der Kettenkratzerförderer 3 fahren. Bei einer dreifachen Hobelgeschwindigkeit ergibt sich ein konstanter Abtransport mit einer dreifachen Beladung des Kettenkratzerförderers 3. Insgesamt wird so die Leistungsfähigkeit der gesamten Kohlenhobelanlage gesteigert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schildausbau
- 2
- Schwerthobel
- 3
- Kettenkratzerförderer
- 4
- Schwertplatte
- 5
- Hobelkettenführung
- 6
- Kettenkanal
- 7
- Kettenkanal
- 8
- Hobelkette
- 9
- Anschlagkloben
- 10
- Förderrinne
- 11
- Seitenprofil v. 10
- 12
- Seitenprofil v. 10
- 13
- Bodenblech
- 14
- Hobelkörper
- 15
- Schneidschuh
- 16
- Schneidschuh
- 17
- Schwenkachse
- 18
- Meißel
- 19
- Meißel
- 20
- Meißel
- 21
- Oberkante v. 11
- 22
- Erhöhungsprofil
- 23
- Oberkante v. 22
- 24
- Laderampe
- HR
- Fahrtrichtung Hobel
- P1
- Pfeil
- P2
- Pfeil
- P3
- Pfeil
- P4
- Pfeil
- T1
- Trumhöhe v. 10
- T2
- Trumhöhe v. 22
- L
- Liegendes
- K
- Kohlenstoß
- x
- Maß
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4233839 C2 [0004]
- DE 4316908 C2 [0005]
