DE102012107484A1

DE102012107484A1 - Mobile Bergbaumaschine zum Auffahren vonTunnels, Strecken oder Schächten, insbesondere in Hartgestein

Info

Publication number: DE102012107484A1
Application number: DE201210107484
Authority: DE
Inventors: Oliver Kortmann; Joachim Raschka; Christian Schreiter
Original assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Bergbaumaschine insbesondere zum Auffahren von Tunnels in Hartgestein u.dgl, mit einem verfahrbaren Maschinengrundrahmen (2), mit wenigstens einer um eine Trommelachse rotierbaren Werkzeugtrommel mit mehreren Lösewerkzeugen, mit einem Drehantrieb für die Werkzeugtrommel, mit einer Auslegereinrichtung, an der die Werkzeugtrommel rotierbar gelagert ist, mit einer Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Auslegereinrichtung, mit einer Kippeinrichtung zum Kippen der Auslegereinrichtung, mit einem an der Frontseite der Bergbaumaschine angeordneten Ladetisch (20) mit einer auf dem Ladetisch angeordneten Ladeeinrichtung (50A) und mit einem Mittelförderer (10), der sich bis zur Hinterseite der Bergbaumaschine erstreckt. Um den Materialabtransport und die Betriebsweise der Maschine zu verbessern, ist dem Ladetisch (20) eine zweite Ladeeinrichtung (50B) zugeordnet ist, die ein Paar von seitlich des Ladetisches schwenkbar angeordneten Ladescheren (22) umfasst, die unabhängig voneinander bewegbar sind, und dass der Ladetisch (20) zusammen mit beiden Ladeeinrichtungen (50A, 50B) anhebbar und absenkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Bergbaumaschine insbesondere zum Auffahren von Tunnels, Strecken oder Schächten in Hartgestein und dgl., mit einem verfahrbaren Maschinengrundrahmen, mit wenigstens einer um eine Trommelachse rotierbaren Werkzeugtrommel, die mit mehreren umfangsversetzt am Umfang der Werkzeugtrommel angeordneten Lösewerkzeugen versehen ist, mit einem Drehantrieb für die Werkzeugtrommel, mit einer Auslegereinrichtung, an der die Werkzeugtrommel rotierbar gelagert ist, mit einer Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Auslegereinrichtung relativ zum Maschinengrundrahmen, mit einer Kippeinrichtung zum Kippen der Auslegereinrichtung, mit einem an der Frontseite der Bergbaumaschine angeordneten Ladetisch und mit einem Mittelförderer, der sich vom Ladetisch bis zur Rückseite der Bergbaumaschine erstreckt.
Im Tunnelbergbau sind seit Langem bewegliche (mobile) Bergbaumaschinen bekannt, mit denen insbesondere auch in Hartgestein ein Tunnelschacht vorgetrieben werden kann. Entsprechende Tunnelbohrmaschinen, die an der Frontseite eines Maschinenrahmens ein Schneidrad als Werkzeugtrommel mit am Umfang des Schneidrades angeordneten Schneiddisken aufweisen, sind beispielsweise aus der US 4,548,442 oder US 5,234,257 bekannt.
Aus der WO 2010/050 872 A1 ist eine Bergbaumaschine sowohl zum Auffahren von Tunnels als auch allgemein für die Bergbaugewinnung bekannt, die wie die anderen bekannten Tunnelbohrmaschinen mit einer um eine Trommelachse rotierenden Werkzeugtrommel arbeitet, an dessen Umfang eine Vielzahl radial nach außen gerichteter, verteilt angeordneter Lösewerkzeuge in Form von Schneiddisken angeordnet sind.
Mittels eines Auslegerarmes, an dessen vorderem Ende die Werkzeugtrommel gelagert ist, und einer Schwenkeinrichtung, mit welcher der Auslegerarm relativ zum verfahrbaren Maschinengrundrahmen verschwenkt werden kann, erfolgt der Materialabtrag an der Abbaufront bzw. der Ortsbrust vor dem Schneidkopf durch Hin- und Herschwenken des Schneidkopfes. Bei der aus der WO 2010/050 872 A1 bekannten mobilen Bergbaumaschine können sich die Schneiddisken in ihrer Aufhängung frei drehen, wobei die Schneiddisken derart verteilt über den Umfang der Werkzeugtrommel angeordnet sind, dass die Drehachsen einiger Schneiddisken parallel zur Drehachse der Werkzeugtrommel stehen und die Drehachsen anderer Schneiddisken schräg zur Drehachse der Werkzeugtrommel stehen. Durch die verteilte Anordnung einer Vielzahl von Schneiddisken soll bei jeder Schwenkbewegung mit jeder Schneiddisk nur partiell Material abgetragen werden, um hierdurch die Beanspruchung der einzelnen Schneiddisken und insofern den Verschleiß der Lösewerkzeuge am Schneidrad gering zu halten. Die Schwenkachse für die Schwenkbewegung steht im Wesentlichen senkrecht zumindest auf das Fahrwerk des Maschinengrundrahmens und über einen Kippzylinder kann der Auslegerarm angehoben oder abgesenkt werden, um mit dem Schneidrad in unterschiedlichen Höhen oder Bänken Material abzubauen. Gemäß einer Ausgestaltung erfolgt die Schwenkbewegung der Werkzeugtrommel entlang einer Bogenfläche, die am vorderen Ende des Auslegerarmes ausgebildet ist.
Neben dem Auffahren von Tunnels mit im Prinzip passiv schneidenden Schneiddisken sind aus der US 2010/0 001 574 A1 oder der US 7,631,942 B2 der Anmelderin auch fräsend bzw. bohrend arbeitende Bergbaumaschinen mit an einer drehbaren Trommel angeordneten, selbst drehenden Lösewerkzeugen bekannt. Die eigentlichen Lösewerkzeuge an diesen Bergbaumaschinen bestehen aus einzelnen Meißelspitzen, die mit meist hoher Rotationsgeschwindigkeit um die Drehachse eines Werkzeugträgers rotieren, wobei an einem Werkzeugträger jeweils mehrere Werkzeugmeißel angeordnet sind und zugleich durch Rotation der Werkzeugtrommel jeweils nur einzelnen Meißel eines Werkzeugträgers kurzfristig Kontakt mit dem abzubauenden Gestein haben. Da bei diesen Bergbaumaschinen jeweils nur einige wenige Meißelspitzen oder nur eine einzige Meißelspitze in Kontakt mit dem abzubauenden Gestein stehen, ist eine relativ niedrige Anpresskraft erforderlich, obwohl gleichwohl eine hohe Lösekraft erzielt werden kann.
Bei zahlreichen Bergbaumaschinen, wie beispielhaft die WO 97/37104 zeigt, ist an deren Frontseite ein Ladetisch angeordnet, über den abgebautes Material über eine mittig der Bergbaumaschine verlegte Fördereinrichtung auf hinter der Bergbaumaschine verlegte Transportbänder od.dgl abgeworfen werden kann. Bei diesen Ladetischen ist es auch bekannt, Ladeeinrichtungen wie beispielsweise Ladefinger vorzusehen, über die Gesteinsbrocken, die durch das Vorwärtsschieben der Bergbaumaschine auf den Ladetisch geschoben werden, in die Fördereinrichtung hineingeräumt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mobile Bergbaumaschine zu schaffen, mit der das Auffahren bzw. der Vortrieb von Tunnels, Strecken oder Schächten auch in Hartgestein mit hoher Abbauleistung und bei vorteilhaftem Abtransport des abgetragenen Materials bewirkt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer mobilen Bergbaumaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Ladetisch zusätzlich zu der ersten Ladeeinrichtung eine separate zweite Ladeeinrichtung zugeordnet ist, die ein Paar von seitlich des Ladetisches schwenkbar angeordneten Ladescheren umfasst, die unabhängig voneinander bewegbar sind, und dass der Ladetisch zusammen mit beiden Ladeeinrichtungen anhebbar und absenkbar ist. Durch das Vorsehen einer zweiten Ladeeinrichtung mit seitlich des Ladetisches unabhängig voneinander schwenkbar angeordneten Ladescheren ist es möglich, sämtliches Haufwerk, welches sich auf der Sohle des Tunnels oder Schachtes ansammelt, selbst dann auf den Ladetisch zu schieben, wenn mit der schwenkbaren Werkzeugtrommel ein Schacht oder Tunnel aufgefahren wird, dessen Breite und Durchmesser erheblich breiter ist als die eigentliche Breite der Werkzeugmaschine. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Werkzeugtrommel an einer relativ langen Auslegereinrichtung angeordnet ist und mit aktivierten Lösewerkzeugen, d.h. Lösewerkzeugen, die selbst zur Erhöhung des Löseimpulses am Gestein in Bewegung gesetzt werden, versehen ist, um Material an der Ortsbrust abzutragen wird, da dann mit den Ladescheren zum Einen eine zusätzliche Abstützung auf der der Werkzeugtrommel gegenüberliegenden Seite der Bergbaumaschine erreicht werden kann und zugleich mit der Ladeschere der Zwischenraum auf der der aktuellen Position der Werkzeugtrommel zugewandten Seite bodennah zwischen Bergbaumaschine und seitlichem Tunnelstoß abgedichtet werden kann. Hierdurch wird erreicht, dass selbst bei aktivierten Werkzeugen Material nicht außerhalb des Wirkbereichs der zweiten Ladeeinrichtung gelangt und insofern nachträglich mit höherem Aufwand weggeräumt werden müsste. Da zugleich der Ladetisch zusammen mit beiden Ladeeinrichtungen angehoben bzw. abgesenkt werden kann, kann zum Einen mit dem Ladetisch auch dann eine Abstützfunktion erreicht werden, wenn mit den Werkzeugtrommeln nahe der Tunnelfirste Material abgetragen wird, und zugleich verbessert insbesondere das Anheben des Ladetisches die Vorwärtsfahrt der Bergbaumaschine.
Insbesondere vorteilhaft ist, wenn der Ladetisch kippbar um eine erste Kippachse am Maschinengrundrahmen befestigt ist. Ausgehend von einer Grundstellung, in der die Front- bzw. Unterkante des Ladetisches im Wesentlichen planparallel mit der Unterseite eines Fahrwerks liegt, sollte der Ladetisch bezogen auf diese Grundstellung um einige Grad, wie beispielsweise 4°–6° nach unten absenkbar und um etwa das Doppelte nach oben anhebbar sein. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Ladescheren schwenkbar an Schwenkkonsolen gelagert sind, die kippbar um zweite Kippachsen am Ladetisch befestigt sind. Die (erste) Kippachse für den Ladetisch verläuft hierbei vorzugsweise quer zur Längsmittelachse der Bergbaumaschine und die (zweiten) Kippachsen für die beiden Schwenkkonsolen liegen vorzugsweise jeweils rechtwinklig zur ersten Kippachse. Auch diese Maßnahme verbessert insbesondere die Fahrt der Bergbaumaschine bei angehobenem Ladetisch und die Abstützfunktion der Bergbaumaschine mittels der Ladescheren. Die zweiten Kippachsen können jeweils auch quer zur ersten Kippachse stehen, ohne parallel zur Längsmittelebene der Bergbaumaschine bzw. exakt rechtwinklig zur ersten Kippachse ausgerichtet zu liegen.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist der Ladetisch seitlich einer Aussparung für das vorderer Umlenkende des Mittelförderers mit Zylinderanschlägen für Hebezylinder zum Kippen des Ladetisches um die erste Kippachse versehen. Die Hebezylinder können dann relativ vorteilhaft zwischen dem Maschinengrundrahmen und dem Ladetisch im Wesentlichen parallel zum Mittelförderer und seitlich des Mittelförderers verlaufend angeordnet werden, um den Ladetisch entsprechend anzuheben oder abzusenken. Weiter vorzugsweise ist der Ladetisch als Laderampe ausgebildet, die von einer Frontkante des Ladetisches zur Aussparung für den Mittelförderer rampenartig ansteigt, wobei die Ladescheren vorzugsweise eine Höhe aufweisen, die die Oberseite des Ladetisches einschließlich der hierauf angeordneten ersten Ladeeinrichtungen zumindest partiell überragt. Das partielle Überragen kann ggf. auch mittels Erhöhungsblechen an den Ladescheren erreicht werden.
Zwischen dem Ladetisch und den Schwenkkonsolen sind vorzugsweise Hydraulikzylinder zum Kippen der Schwenkkonsolen und der an diesen schwenkbar aufgehängten Ladescheren um die zweiten Kippachsen angeordnet. Da Material, welches auf den Ladetisch durch die Ladeeinrichtungen und/oder durch die Vorwärtsfahrt geschoben wird, an den Mittelförderer übergeben werden soll, ist ein entsprechender Ladetisch im Regelfall mit einer vertikal aufragenden Rückwand versehen, die beispielsweise von geeigneten Blechen gebildet werden kann. Besonders vorteilhaft ist dann, wenn die Hydraulikzylinder hinter der Rückwand des Ladetisches positioniert sind und dort ggf. auch in Abkastungen angeordnet sind, so dass weder Haufwerk noch herabfallende Gesteinsbrocken die Bewegung der Hydraulikzylinder und damit die Bewegung der Ladescheren behindern kann. Damit die Ladescheren, insbesondere zusätzlich zu ihrer Kippbarkeit, auch als Räumschilde benutzt werden können und mit den Ladescheren auch große Gesteinsbrocken, die sich seitlich des Ladetisches ansammeln, auf diesen geschoben werden können, sind die Ladescheren bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung jeweils mittels eines Schwenkzylinders betätigbar, der seitlich eines Fahrwerks für den Maschinengrundrahmen an einem Gelenkanschlag am Maschinengrundrahmen einerseits und einem Gelenkanschlag an einer Hinterseite der Ladescheren andererseits angelenkt ist. Um trotz der Schwenkzylinder als Betätigungsorgane die Kippbarkeit mittels der Schwenkkonsolen und Hydraulikzylinder zu gewährleisten, stehen die Gelenkachsen der Gelenkanschläge eines Schwenkzylinders vorzugsweise rechtwinklig zueinander.
Mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Ladescheren wird vorrangig Material auf den Ladetisch geschoben, welches sich seitlich des Ladetisches ansammelt, wenn die Werkzeugtrommel mittels der Auslegereinrichtung und der Schwenkeinrichtung wahlweise zum einen Tunnelstoß oder zum anderen Tunnel- bzw. Schachtstoß unter Materialabtrag an der Orstbrust verschwenkt wird. Für das Weiterschieben der entsprechend auf den Ladetisch geschobenen Materialbrocken zum Mittelförderer hin dient dann die erste Ladeeinrichtung, die insbesondere aus Ladefingern bestehen kann, die schwenkbar an der Oberseite des Ladetisches angeordnet sind und einerseits unabhängig voneinander und andererseits auch unabhängig von den Ladescheren betätigbar sind. Die Schwenkantriebe für die Ladefinger können wiederum vorzugsweise aus Schwenkzylindern bestehen, die besonders vorteilhaft an einer Unterseite des Ladetisches, vorzugsweise in einem Hohlraum, und damit wiederum bestens geschützt gegenüber herabfallenden oder herumliegenden Gesteinsbrocken angeordnet sein können. Die Schwenkzylinder für die Ladefinger können mit Kurbelstangen zusammenwirken, die drehfest mit den Bewegungsachsen der Ladefinger verbunden sind. Damit sich hinter den Ladefingern kein Gestein ansammeln kann, welches eine Bewegung der Ladefinger behindert, ist insbesondere vorteilhaft, wenn diese nach hinten abgeschrägte und sich verjüngende Deckseiten aufweisen, da dann auch bei der Rückwärtsbewegung der Ladefinger dahinterliegendes Material aufgrund der Abschrägung der Deckseiten angehoben und, insbesondere in Zusammenwirkung mit der Rückwand des Ladetisches, nach vorne vor den Ladefinger geschoben wird, um dann bei dem nächsten Vorwärtsschwenk eines Ladefingers zum Mittelförderer hin bewegt zu werden.
Um mit den kippbar um zweite Kippachsen angeordneten Ladescheren im Wesentlichen unabhängig von der Schwenkstellung des Ladetisches Material auf den Ladetisch bewegen zu können, sind gemäß einer Ausführungsvariante am Ladetisch im Wirkbereich der Ladescheren Ladeklappen angeordnet, die kippbeweglich am Ladetisch befestigt sind und vorzugsweise den Seitenbereich des Ladetisches bilden. Die Befestigung der entsprechenden Ladeklappen erfolgt vorzugsweise über Klappscharniere dergestalt, dass sie aufgrund ihrer Gewichtskraft bei angehobenem Ladetisch nach unten kippen und bei Absenken des Ladetisches allmählich wieder angehoben werden, bis sie maximal fluchtend mit den weiteren Bereichen, insbesondere Rampenbereichen des Ladetisches und der Unterseite der Frontkante des Ladetisches liegen. Das Kippen der Ladeklappen erfolgt mithin vorzugsweise passiv ohne separate Antriebsorgane.
Wie weiter oben bereits erläutert ist ein entsprechender Ladetisch mit seitlichen Ladescheren insbesondere vorteilhaft, wenn die Bergbaumaschine mit aktivierten Werkzeugen versehen ist. Entsprechende aktivierte Werkzeuge können insbesondere aus Lösewerkzeugen bestehen, die rotierbare Werkzeugträger mit mehreren am Trägerkopf der Werkzeugträger angeordneten Werkzeugmeißeln, insbesondere Rundschaftmeißeln aufweisen, wie dies grundsätzlich in der US 2010/001574 A1 der Anmelderin beschrieben ist, auf die ergänzend verwiesen wird. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn am Tragarm zwei Werkzeugtrommeln gelagert sind, wobei vorzugsweise die Werkzeugträger an der ersten Werkzeugtrommel gegenläufig zu den Werkzeugträgern einer zweiten Werkzeugtrommel rotierbar antreibbar oder angetrieben sind, und/oder wobei die Rotationsachsen der Werkzeugträger an der ersten Werkzeugtrommel und die Rotationsachsen der Werkzeugträger an der zweiten Werkzeugtrommel schräg zur zugehörigen Trommelachse stehen und die Rotationsachsen der Werkzeugträgern der ersten Werkzeugtrommel um einen Winkel 90 ° + α schräg zur Trommelachse und die Rotationsachsen der Werkzeugträger an der zweiten Werkzeugtrommel um einen Winkel 90 ° – α schräg zur Trommelachse stehen. Durch die Schrägstellung der Rotationsachsen der Werkzeugträger kann ein Freiwinkel erreicht werden, der dafür sorgt, dass die Rundschaftmeißeln an den rotieren Werkzeugträgern nur an einer bestimmten Stelle des Umlaufs in Kontakt mit dem abzutragenden Material an der Ortsbrust geraten und insofern mit den entsprechenden Meißeln an den Werkzeugträgern ein hoher Löseimpuls im Gestein bei niedrigem erforderlichem Anpressdruck für Werkzeugtrommeln erzielt wird. Der Winkel α liegt vorzugsweise zwischen etwa 3° und 9°.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Bergbaumaschine ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Bergbaumaschine gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung mit erfindungsgemäßem Ladetisch in Seitenansicht;
2 die Bergbaumaschine aus 1 in Draufsicht;
3 eine Detailansicht des unteren Bereiches der Bergbaumaschine mit Fahrwerk, Mittelförderer und Ladetisch in perspektivischer Ansicht;
4 den Ladetisch, demontiert von der Bergbaumaschine;
5 eine Draufsicht auf den Ladetisch nach 4; und
6 eine Ansicht auf die Unterseite des Ladetisches bei teilweise demontierten Bodenblechen.
In den 1 und 2 ist insgesamt mit Bezugszeichen 1 eine mobile Bergbaumaschine insbesondere zum Auffahren bzw. Vortreiben von Tunnels, Strecken oder Schächten im Gebirge, insbesondere in Hartgestein bezeichnet. Die Bergbaumaschine 1 weist, wie an sich bekannt, einen Maschinengrundrahmen 2 auf, an dem sich ein Fahrstand, Motoren sowie diversen Antrieben und Arbeitsgeräte, die hier zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind, abstützen. Die Bergbaumaschine 1 kann mittels eines mit dem Maschinengrundrahmen 2 verbundenen Raupenfahrwerks 3 verfahren werden. Sämtliche Antriebseinrichtungen wie beispielsweise auch ein Antriebsmotor für das Raupenfahrwerk 3 stützen sich am bzw. auf dem Maschinenrahmen 2 ab.
Der Materialabtrag an einer Ortsbrust zwischen zwei seitlichen Tunnelstößen, der Sohle und der Firste eines Tunnels erfolgt mittels Lösewerkzeugen 4, die umfangsversetzt an einem Paar von Werkzeugtrommeln 5 angeordnet sind. Beide Werkzeugtrommeln 5 sind drehbar antreibbar am Tragarm 11 einer Auslegereinrichtung 6 gelagert, an welchem hier auch ein Antriebsmotor 7 zum Antreiben des Paares von Werkzeugtrommeln 5 gelagert ist. Der Drehantrieb der Werkzeugtrommeln 5 erfolgt mittels eines Getriebezugs (nicht dargestellt) im Innern des Tragarms 11 der Auslegereinrichtung 6. Der Tragarm ist hier daher als Hohlkasten zur Aufnahme des Getriebezuges zum Antreiben beider Werkzeugtrommeln 5 ausgebildet. Die Auslegereinrichtung 6 wiederum stützt sich am Maschinengrundrahmen 2 mittelbar über eine Schlitteneinrichtung 8 ab, über welche die Auslegereinrichtung 6 relativ zum Maschinengrundrahmen 2 nach vorne geschoben oder zurückgezogen werden kann, ohne dass das Raupenfahrwerk 3 betätigt wird. Die Auslegereinrichtung 6 umfasst einerseits eine Schwenkbasis 9, die schwenkbar um eine in 2 angedeutete Schwenkachse S auf der Schlitteneinrichtung 8 angeordnet ist, sowie den Tragarm 11. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwischen dem Tragarm 11 und der Schwenkbasis 9 zwei Lenkerkonsolen 12, 13 angeordnet, die über Lenkerarme 14 verbunden sind. Mittels des zwischen beiden Lenkerkonsolen 12, 13 schräge verlaufenden Zylinders können die Lenkerkonsolen relativ zueinander verstellt werden. Die hintere Lenkerkonsole 12 ist schwenkbeweglich an der Schwenkbasis 9 befestigt und die vordere Lenkerkonsole 13 stützt den Tragarm 11 ab. Zwischen der Lenkerkonsole 13 und dem Tragarm 11 sind Kippzylinder 15 angeordnet, um den Tragarm 11 der Auslegereinrichtung 6 zwischen Sohle und Firste des aufzufahrenden Tunnels kippen zu können und mit den Werkzeugtrommeln 5 in unterschiedlichen Höhen Material an der Ortsbrust abtragen zu können. Die Werkzeugtrommeln 5 wiederum arbeiten hier mit aktivierten Lösewerkzeugen 4, die aus mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Werkzeugträgern 16 bestehen. Jeder der Werkzeugträger kann um eine Achse rotieren, die im Wesentlichen quer auf die Trommelachse T der Werkzeugtrommeln 5 steht. An einem Trägerkopf jedes Werkzeugträgers 16 sind eine Vielzahl von Meißeln, insbesondere Rundschaftmeißeln angeordnet, die für den eigentlichen Löseprozess und das Abtragen des abzubauenden Materials sorgen. Die Rotation der Werkzeugträger kann von der Rotation der Werkzeugtrommel abgeleitet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel stehen die Rotationsachsen sämtlicher Werkzeugträger schief zur Trommelachse T und mit der einen der beiden Werkzeugtrommeln 5 wird nur in die eine Schwenkrichtung und mit der anderen Werkzeugtrommel 5 jeweils nur in der anderen Schwenkrichtung Material abgetragen. Die Werkzeugträger 16 an der einen Werkzeugtrommel können besonders vorteilhaft gegenläufig zu den Werkzeugträgern an der anderen Werkzeugtrommel 5 rotieren und auch die Schrägstellung erfolgt vorzugsweise X-förmig. Die Auslegereinrichtung und Werkzeugtrommeln mit einer entsprechenden Ausgestaltung bilden den Gegenstand der nicht vorveröffentlichten internationalen Patentanmeldung PCT/IB2012/052057 der Anmelderin, auf deren Offenbarungsgehalt ergänzend Bezug genommen wird.
Wie die 1 und 2 gut erkennen lassen, können die Werkzeugtrommeln 5 am Tragarm 11 der Auslegereinrichtung 6 seitlich relativ weit über das Raupenfahrwerk 3 hinaus an einen Tunnelstoß herangeschwenkt werden. Da die Werkzeugtrommeln 5 vorzugsweise mit aktivierten Lösewerkzeugen 4 arbeiten, ist an der Frontseite der Bergbaumaschine 1 bzw. des Maschinengrundrahmens 2 ein Ladetisch 20 angeordnet, der gemäß der vorliegenden Erfindung einerseits mit einer ersten, auf dem Ladetisch 20 angeordneten und hier von zwei Greiferfingern 21 gebildeten Ladeeinrichtung 50A versehen ist, wobei mit dieser ersten Ladeeinrichtung 50A, also hier den Ladefingern 21, Gesteinsbrocken und Material, welches sich auf dem Ladetisch 20 befindet, an einen Mittenförderer 10 übergeben werden kann, der mittig des Fahrwerks 3 und der gesamten Bergbaumaschine 1 innerhalb dieser verlegt ist. Mit dem Mittelförderer 10 kann das hereingewonnene Material dann an der Rückseite der Bergbaumaschine 1 auf Fördererbänder, Flurförderwagen o. dgl. abgeworfen werden. Zusätzlich zu der von den Ladefingern 21 gebildeten ersten Ladeeinrichtung 50A ist die erfindungsgemäße Bergbaumaschine 1 mit einer zweiten Ladeeinrichtung 50B versehen, die aus zwei Ladescheren 22 besteht, wobei jede Ladeschere 22 seitlich des Ladetisches 20 angeordnet ist und am Ladetisch 20 schwenkbar gelagert ist. Wie bereits 2 gut erkennen lässt, können die beiden Ladescheren 22 unabhängig voneinander verschwenkt werden und das Verschwenken der Ladescheren 22 erfolgt mittels Schwenkzylindern 23, die mit ihren hinteren Enden an einem Gelenkanschlag 24 am Maschinengrundrahmen 2 seitlich des Raupenbandes des Raupenfahrwerks 3 angeordnet sind und mit ihren vorderen Gelenkanschlägen 25 unmittelbar an den Ladescheren 22 im Abstand von deren Schwenkgelenk angelenkt sind. Durch Ein- und Ausfahren der Schwenkzylinder 23, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind, können die Ladescheren 22 zwischen einer ersten Grenzstellung, in der sie eingeschwenkt sind und mit ihrer Ladeschaufelfläche 26 im Wesentlichen parallel zur Umfangskante des Ladetisches 21 liegen, wie in 2 im unteren Bereich gezeigt, und einer zweiten Grenzstellung, in der sie um hier 110° bezogen auf die Grundstellung zurückverschwenkt wurden, bewegt werden. In der zurückverschwenkten bzw. ausgeschwenkten Stellung können die Ladescheren 22 den Raum zwischen einem seitlichen Tunnelstoß und der Bergbaumaschine 1 abdichten und sie können eine zusätzliche, weit auskragende Abstützung für die Bergbaumaschine auch dann bilden, wenn sich die Werkzeugtrommeln 5 an der Auslegereinrichtung 6 auf derselben Seite befinden. Diese Schwenkstellung der Ladescheren 22 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mit den aktivierten Lösewerkzeugen 4 Material an der Ortsbrust mit hoher Geschwindigkeit gelöst wird, da dieses Material dann während mit den Ladescheren aufgefangen und während des Rückschwenks des Tragarms 11 und der Auslegereinrichtung 6 auf den Ladetisch 20 geschoben und unter Zuhilfenahme der Ladefinger 21 an den Mittelförderer 10 übergeben werden kann, ohne dass eine Bewegung der Bergbaumaschine 1 selbst erforderlich ist.
Um den komplexen Anforderungen beim Materialabtrag an der Ortsbrust mittels aktivierter Lösewerkzeuge 4 und drehbarer Werkzeugtrommel 5 zu genügen, sind die Ladescheren 22 nicht nur unabhängig voneinander und unabhängig von den Ladefingern 21 betätigbar, sondern auch derart am Ladetisch 20 gelagert, dass der Ladetisch 20 zusammen mit den Ladescheren 22 relativ zum Maschinengrundrahmen 2 verschwenkt werden kann und bezogen auf eine Mittelstellung sowohl geringfügig nach unten abgesenkt als auch nach oben angehoben werden kann. Es wird nun zuerst Bezug genommen auf die 3, in der das Raupenfahrwerk 3, der Maschinengrundrahmen 2 und der Ladetisch 20 nebst beiden Ladeeinrichtungen 50A, 50B ohne die die Werkzeugtrommeln tragenden Aufbauten und Einrichtungen dargestellt sind. In der Darstellung gemäß 3 ist der Ladetisch 20 gegenüber der Sohle eines voranzutreibenden Tunnels und insofern gegenüber der Unterseite des Raupenfahrwerks 3 geringfügig nach oben verschwenkt. Die beiden Ladescheren 22 sind jeweils vollständig ausgeschwenkt und die beiden Ladefinger 21 befinden sich in der Grundstellung. Aus 20 ist besonders gut ersichtlich, dass der Ladetisch 20 als Laderampe ausgebildet ist und mehrere von der Umfangskante 17 zum Mittelförderer 10 schräg aufsteigende Rampenbleche 30, 31, 32 umfasst, die einen im Wesentlichen starren Teil des Ladetisches 20 bilden. Jeweils an den hinteren, seitlichen Rampenblechen 32, über welche die Ladefinger 21 hinweg streichen, um Material auf dem Ladetisch 20 in den Mittelförderer 10 zu bewegen, sind klappbare Ladeklappen 33 befestigt, die aufgrund ihres Eigengewichtes um einige Grad beispielsweise 10° nach unten wegklappen können, wie in 3 angedeutet. Die Ladeklappen 33 liegen mit ihren Randkanten den eingeschwenkten Ladescheren 22 unmittelbar gegenüber. Bei geringfügig angehobenem Ladetisch 20 kann aufgrund der nach unten abgeklappten Ladeklappen 33 noch Haufwerk und Material im Wirkbereich der Ladeschere 22 mittels der Ladescheren 22 auf den Ladetisch 20 geschoben werden. Für das Anheben und Absenken des Ladetisches 20 relativ zum Maschinengrundrahmen 2 sind zwei Hebezylinder 28 vorgesehen, die zu beiden Seiten des Mittelförderers 10 verlaufen und mit ihrem einen Zylinderende seitlich einer Aussparung 34 im Ladetisch 20 angeschlagen sind und mit ihrem hinteren Zylinderende am Maschinengrundrahmen 2 angeschlagen sind. Die Hebezylinder 28 verlaufen vom Maschinengrundrahmen 2 aus schräg nach unten und können den Ladetisch 20 um eine Kippachse K kippen, die quer zur Längsmittelebene liegt, die im Wesentlichen senkrecht durch die Mitte des Mittelförderers 10 verläuft und nicht gesondert eingezeichnet ist.
Es wird nun im Besonderen Bezug genommen auf die 4 bis 6, in welchen der Ladetisch 20 im Detail dargestellt ist. An der Hinterseite des Ladetisches 20 sind seitlich der Aussparung 34 zwei kräftige Gelenkaugen 35 ausgebildet, welche zusammen mit einem nicht gezeigten Gelenkbolzen die Kippachse K zum Kippen des Ladetisches 20 relativ zum Maschinengrundrahmen und Fahrwerk der Gewinnungsmaschine bilden. Die jeweiligen Schwenklagerachsen für die beiden Ladescheren 22 liegen im Wesentlichen in Verlängerung der Kippachse K, wobei beide Ladescheren 22 um Schwenkbolzen 36 schwenkbar sind, die in einer Gelenkaufnahme 37 an Schwenkkonsolen 38 aufgenommen sind. Die Schwenkkonsolen 38 selbst sind jeweils um zwei Kippachsen H kippbar an der Hinterseite des Ladetisches 20, insbesondere an der Hinterseite einer Rückwand 40 des Ladetisches gelagert. Zum Verschwenken der Schwenkkonsolen 38 und der an diesen schwenkbar gelagerten Ladescheren 22 sind an der Rückwand 40 für jede Ladeschere 22 ein Hydraulikzylinder 39 befestigt, der Ein- und Ausgefahren werden kann, um die Schwenkkonsolen 38 um die zweite Kippachse H zu kippen. Die zweite Kippachse H verläuft vorzugsweise senkrecht auf die erste Kippachse K, um die der Ladetisch 20 relativ zur Gewinnungsmaschine anhebbar oder absenkbar ist. Wie in der rechten Hälfte der 5 dargestellt liegen die Hydraulikzylinder 38 und die Schwenkkonsole 39 weitgehend geschützt innerhalb von Abkastungen 41 an der Hinterseite der Rückwand 40 des Ladetisches 20. Die Hydraulikzylinder 41 sind vorzugsweise in Ausschubstellung sperrbar, um mit den Ladescheren auch eine Stützfunktion für die Bergbaumaschine zu schaffen.
Die Höhe der Ladescheren 22 ist derart bemessen, dass die Ladescheren insgesamt höher aufragen als die Oberseite des Ladetisches im Bereich der Aussparung 34, und vorzugsweise höher aufragen als die Oberseite der Ladefinger 21. Als zusätzliche Erhöhung sind auf den Deckseiten 22' der hier abgewinkelten Ladescheren 22 partiell Aufsatzbleche 43 befestigt. Die Oberseiten 21' der Ladefinger 21 hingegen sind abgeschrägt und verjüngen sich zur Rückseite der Ladefinger 21 hin schräg nach unten, weswegen sie bei einer Rückschwenkbewegung der Ladefinger 21 in Richtung auf die Rückwand 40 zugleich Rampen bilden, über die durch die Ladescheren 22 hinter die Ladefinger 21 bewegtes Material über die Ladefinger 21 gehoben wird und anschließend mit der Schiebevorderseite 45 der Ladefinger 21 zum Mittelförderer hin geschoben werden kann.
Die Betätigung der Ladefinger 21 erfolgt über weitere Schwenkzylinder 46 als Schwenkantriebe, die, wie 6 zeigt, vorzugsweise unterhalb der Unterseite der Rampenbleche 32 des Ladetisches 20 in einem Hohlraum geschützt angeordnet sind. Die Schwenkzylinder 46 für die Ladefinger wirken mit kurzen Kurbelstangen 51 zusammenwirken, die drehfest mit den Bewegungsachsen der Ladefinger 21 verbunden sind. Der Ladetisch 20 ist an der Unterseite zumindest partiell mit Unterblechen 47 versehen, um Hohlräume nach unten zu verschließen, damit die Schwenkzylinder 46 und die beweglichen Kurbeltriebe in einem im Wesentlichen geschlossenen Raum angeordnet sind. Aus 6 ist ferner gut ersichtlich, wie die seitlichen, beweglichen Ladeklappen 33 über Klappscharniere 48 an Versteifungsstreben 49 für den Ladetisch 20 klappbar befestigt sind.
Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Der Ladetisch kann im Prinzip an verschiedensten Bergbaumaschinen angebracht sein, die mit unterschiedlichen Arten von Lösewerkzeugen arbeiten. So könnte beispielsweise an einer Auslegereinrichtung nur eine einzige Werkzeugtrommel mit vorzugsweise aktivierten Werkzeugen angeordnet sein. Die Schwenkantriebe für die Ladescheren und Ladefinger sowie die Schwenkkonsole bestehen vorzugsweise aus hydraulischen Kolben-Zylinderanordnungen, könnten jedoch auch anders realisiert sein. Anstelle von Ladefingern auf dem Ladeschild könnten auch Ladesterne oder andere Ladeeinrichtungen verwendet werden. Solche und andere Ausgestaltungen sollen in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4548442 [0002]
US 5234257 [0002]
WO 2010/050872 A1 [0003, 0004]
US 2010/0001574 A1 [0005]
US 7631942 B2 [0005]
WO 97/37104 [0006]
US 2010/001574 A1 [0014]
IB 2012/052057 [0023]

Claims

Mobile Bergbaumaschine insbesondere zum Auffahren von Tunnels, Strecken oder Schächten in Hartgestein u.dgl, mit einem verfahrbaren Maschinengrundrahmen (2), mit wenigstens einer um eine Trommelachse (T) rotierbaren Werkzeugtrommel (5) mit mehreren umfangsversetzt am Umfang der Werkzeugtrommel angeordneten Lösewerkzeugen (4), mit einem Drehantrieb (7) für die Werkzeugtrommel (5), mit einer Auslegereinrichtung (6), an der die Werkzeugtrommel (5) rotierbar gelagert ist, mit einer Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Auslegereinrichtung (6) relativ zum Maschinengrundrahmen (2), mit einer Kippeinrichtung (15) zum Kippen der Auslegereinrichtung (6), mit einem an der Frontseite der Bergbaumaschine angeordneten Ladetisch (20) mit einer auf dem Ladetisch angeordneten Ladeeinrichtung (50A) und mit einem Mittelförderer (10), der sich vom Ladetisch (20) bis zur Hinterseite der Bergbaumaschine erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ladetisch (20) eine zweite Ladeeinrichtung (50B) zugeordnet ist, die ein Paar von seitlich des Ladetisches schwenkbar angeordneten Ladescheren (22) umfasst, die unabhängig voneinander bewegbar sind, und dass der Ladetisch (20) zusammen mit beiden Ladeeinrichtungen (50A, 50B) anhebbar und absenkbar ist.
Bergbaumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladetisch (20) kippbar um eine erste Kippachse (K) am Maschinengrundrahmen befestigt ist.
Bergbaumaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladescheren (22) schwenkbar an Schwenkkonsolen (38) gelagert sind, die kippbar um zweite Kippachsen (H) am Ladetisch befestigt sind.
Bergbaumaschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (K) für den Ladetisch quer zur Längsmittelachse der Bergbaumaschine und die zweiten Kippachsen (H) für die Schwenkkonsole (38) jeweils rechtwinklig zur ersten Kippachse ausgerichtet liegen.
Bergbaumaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladetisch (20) seitlich einer Aussparung (34) für den Mittelförderer (10) mit Zylinderanschlägen für Hebezylinder (28) zum Kippen des Ladetisches um die erste Kippachse versehen ist.
Bergbaumaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladetisch (20) als Laderampe ausgebildet ist, die von einer Umfangskante (17) zur Aussparung (34) für den Mittelförderer ansteigt, wobei die Ladescheren (22) eine Höhe aufweisen, die die Oberseite des Ladetisches (20) einschließlich der hierauf angeordneten ersten Ladeeinrichtung (50A) zumindest partiell überragt.
Bergbaumaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ladetisch (20) und den Schwenkkonsolen (38) Hydraulikzylinder (39) zum Kippen der Schwenkkonsolen (38) und der an diesen schwenkbar aufgehängten Ladescheren (22) um die zweiten Kippachsen (H) angeordnet sind, wobei die Schwenkzylinder (39) vorzugsweise hinter einer Rückwand (40) des Ladetisches positioniert sind.
Bergbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladescheren (22) jeweils mittels eines Schwenkzylinders (23) betätigbar sind, der seitlich eines Fahrwerks (3) für den Maschinengrundrahmen (2) an einem Gelenkanschlag (24) am Maschinengrundrahmen einerseits und an einem Gelenkanschlag (25) an einer Hinterseite der Ladescheren andererseits angelenkt ist.
Bergbaumaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkachsen der Gelenkanschläge eines Schwenkzylinders rechtwinklig zueinander stehen.
Bergbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ladeeinrichtung (50A) aus Ladefingern (21) besteht, die schwenkbar an der Oberseite des Ladetisches (20) angeordnet sind und unabhängig voneinander und unabhängig von den Ladescheren (22) betätigbar sind, wobei vorzugsweise die Schwenkantriebe für die Ladefinger aus Schwenkzylindern (46) bestehen, die an einer Unterseite des Ladetisches (20) angeordnet sind.
Bergbaumaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladefinger (21) nach hinten abgeschrägte und sich verjüngende Deckseiten (21’) aufweisen.
Bergbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladetisch (20) im Wirkbereich der Ladescheren mit seitlichen, kippbeweglich befestigten Ladeklappen (33) versehen ist.
Bergbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösewerkzeuge (4) aus rotierbaren Werkzeugträgern (16) mit mehreren am Trägerkopf der Werkzeugträger angeordneten Werkzeugmeißeln, insbesondere Rundschaftmeißeln, bestehen.
Bergbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragarm (11) der Auslegereinrichtung (6) zwei Werkzeugtrommeln (5) gelagert sind, wobei vorzugsweise die Werkzeugträger (16) an der ersten Werkzeugtrommel (5) gegenläufig zu den Werkzeugträgern (16) an der zweiten Werkzeugtrommel (5) rotierbar antreibbar oder angetrieben sind, und/oder wobei die Rotationsachsen der Werkzeugträger (16) an der ersten Werkzeugtrommel (5) und die Rotationsachsen der Werkzeugträger (16) an der zweiten Werkzeugtrommel (5) schräg zur zugehörigen Trommelachse (T) stehen und die Rotationsachsen der Werkzeugträger an der ersten Werkzeugtrommel (5) um einen Winkel (90 ° + α) schräg zur Trommelachse (T) und die Rotationsachsen der Werkzeugträger an der zweiten Werkzeugtrommel (5) um einen Winkel (90 ° – α) schräg zur Trommelachse (T) stehen.