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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 17. Die Vorrichtung dient zum Auffahren von Strecken im Tagebau. Die Vortriebsmaschine zum Abbauen von Gestein im Tagebau umfasst einen Rahmen und ein an dem Rahmen angeordnetes Fahrwerk sowie einen an, insbesondere unter, dem Rahmen angeordneten Förderer.
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Technologischer Hintergrund
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Die Gewinnung von Rohstoffen aus einem großen Tagebau wird mit Hilfe von Schaufelradbagger und dessen Fördereinrichtungen durchgeführt. Bei kleineren bis mittleren Tagebauen kommen häufig Sprengungen zum Einsatz, wobei anschließend das Gestein mit Baggern und mit LKW weitertransportiert wird. Im Untertagebau gehören Vortriebsmaschinen zum Stand der Technik, die mit einem Fahnwerk ausgerüstet sind und einen in Richtung auf die Ortsbrust der Strecke weisenden Tragarm besitzen, der allseitig schwenkbar gelagert ist. Die
DE2300605 beschreibt eine vergleichbare Vortriebsmaschine. Der Abbau der aufgefahrenen Strecke ist halbkreisförmig, sodass das darüber liegende Gebirge selbsttragend ist. Um Mensch und Maschine gegen herabfallendes Gestein zu schützen werden Matten aus Stahl mit dem Gebirge verankert und Tübbinge verbaut. Diese Vorgehensweise ist im offenen Tagebau nicht ausreichend effektiv. Das Gestein kann im Tagebau auch durch Fräsgeräte gemäß
DE3621420 gewonnen werden. Beim Abbau des Gesteins bleiben senkrechte oder überhängende Wände stehen, aus der einzelne Felsen herausbrechen wodurch Mensch und Maschine gefährdet werden. Des Weiteren geschieht der Gesteinsabbau durch Sprengungen.
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Hierbei wird die Produktion unterbrochen und große Felsbrocken, wenn sie nicht sofort zerkleinert werden, müssen auf LKW-Ladeflächen verladen werden. Durch große Gesteinsbrocken wird der Füllgrad der Ladefläche kleiner und die nachfolgenden Brecher müssen entsprechend groß sein um die Gesteinsbrocken zu zerkleinern. Zudem sind nach dem Gesteinsabbau die Abbruchkanten zu sichern.
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Um im offenen Tagebau eine kontinuierliche Gewinnung der Rohstoffe zu erreichen, wird deshalb vorgeschlagen, eine Vortriebsmaschine einzusetzen, die während des Schneidens von Gestein seitlich versetzt zur Ortsbrust, entlang der Strecke fährt, einen in Fahrtrichtung senkrecht beweglichen auf die Ortsbrust weisenden ausfahrbaren Profilrahmen besitzt. Die Vortriebsmaschine ist mit einer parallel zur Ortsbrust beweglichen Schneideinrichtung ausgerüstet. Diese ist so weit von der neu erstellten Strecke entfernt, sodass kein herabfallendes Gestein Mensch oder Maschine gefährden kann.
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Durch die Schneideinrichtung wird das Gestein stärker zerkleinert als durch Sprengungen. Anschließend wird der LKW über einen Bunkerwagen beladen. Durch die kleinere Gesteinsgröße wird der Füllgrad der LKW-Ladefläche erhöht und die Anzahl der LKW-Fahrten wird reduziert. Um das frontseitig anfallende Haufwerk und das neben der Strecke anfallende Gestein zu transportieren wird frontseitig ein L-förmiger Ladetisch eingesetzt.
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Darstellung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht vor diesem Hintergrund darin, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und Maßnahmen anzugeben, mit denen der Abbau von Materialien im Tagebau effizienter und sicherer wird. Diese Aufgabe wird durch eine Vortriebsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Am Rahmen der Vortriebsmaschine ist auf einer Seite eine erste Konsole angeordnet und auf der gegenüberliegenden Seite eine zweite Konsole. Die erste und/oder die zweite Konsole ist mit zumindest einer Stütze versehen, an der, insbesondere über Bolzenverbindungen, ein erster Profilrahmen und ein in dem ersten Profilrahmen eingesteckter zweiter Profilrahmen angeordnet sind. Der erste Profilrahmen ist durch eine erste Kolben-Zylinder-Einrichtung drehbar an dem Rahmen und/oder an der Stütze befestigt. Es sind ein erster Ausleger und ein zweiter Ausleger vorgesehen, wobei an dem ersten und zweiten Ausleger eine Schneideinrichtung mit Schneidkopf angeordnet ist. Der erste Ausleger ist im Bereich der Rahmenseite angeordnet, die der Ortsbrust des Tagebaus näher ist, und der zweite Ausleger im Bereich der gegenüberliegenden Rahmenseite, wobei der erste Ausleger in oder an dem zweiten Ausleger längsbeweglich angeordnet ist. Der zweite Ausleger ist in oder an dem ersten Ausleger, insbesondere eingesteckt oder aufgesteckt, angeordnet. An dem zweiten Ausleger ist ein Gegengewicht vorgesehen. Es ist ferner eine, insbesondere L-förmige, Ladeschaufel vorgesehen, die beweglich, insbesondere drehbar um die Bolzenverbindung, am Rahmen und/oder an der Konsole befestigt ist. Die Vortriebsmaschine umfasst einen zur Ortsbrust angeordneten mehrteiligen, ausfahrbaren Profilrahmen, der senkrecht zur Ortsbrust drehbar ist, an dem ein parallel zur Ortsbrust ausfahrbarer erster Ausleger mit einer motorgetriebenen Schneideinrichtung befestigt ist, an dem in entgegengesetzter Richtung ein ausfahrbarer zweiter Ausleger mit einem Gegengewicht befestigt ist, und einen am Fahrzeugrahmen befestigten L-förmigen Ladetisch mit einem parallel zur Ortsbrust liegenden integrierten Förderer, sowie mit einem unter dem Fahrzeugrahmen liegenden Förderer und eine Einrichtung zum Anheben und/oder Stützen.
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Die Vorrichtung umfasst einen zur Ortsbrust angeordneten mehrteiligen, ausfahrbaren Profilrahmen, der senkrecht zur Ortsbrust drehbar ist, an dem ein parallel zur Ortsbrust ausfahrbarer erster Ausleger mit einer motorgetriebenen Schneideinrichtung befestigt ist, an dem in entgegengesetzter Richtung ein ausfahrbarer zweiter Ausleger mit einem Gegengewicht befestigt ist. Außerdem ist ein am Fahrzeugrahmen befestigter L-förmiger Ladetisch vorgesehen mit einem parallel zur Ortsbrust liegenden integrierten Förderer, sowie mit einem unter dem Fahrzeugrahmen liegenden Förderer sowie eine Einrichtung zum Anheben und/oder Stützen.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist der erste Profilrahmen an zumindest einer Stütze, insbesondere über eine Bolzenverbindung, befestigt, und bevorzugt über eine erste Kolben-Zylinder-Einrichtung drehbar.
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Der zweite Profilrahmen kann in den ersten Profilrahmen eingesteckt sein und durch zumindest eine zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung, die am ersten Profilrahmen und/oder am zweiten Profilrahmen befestigt ist, ein- und ausfahrbar sein.
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Der erste Ausleger kann ein- und ausfahrbar sein, vorzugsweise mit einer Schneideinrichtung, mit einem, insbesondere motorgetriebenen, Schneidkopf, sowie mit einer ersten Zylinderaufnahme und mittels zumindest einer vierten Kolben-Zylinder-Einrichtung, die am ersten Ausleger und/oder an einem Querriegel des zweiten Profilrahmens befestigt ist.
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Der erste Ausleger kann mit einer zweiten Schneideinrichtung, einem Schneidkopf, sowie einer an der zweiten Schneideinrichtung befestigten, insbesondere kugelförmig ausgeführten, ersten Zylinderaufnahme ausgerüstet sein und mit der am ersten Profilrahmen befestigten, insbesondere kugelförmig ausgeführten, zweiten Zylinderaufnahme durch eine, insbesondere an den Enden kugelförmig ausgeführte, siebte Kolben-Zylinder-Einrichtung verbunden sein.
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Die erste und/oder zweite Schneideinrichtung kann unter zumindest einem Winkel, insbesondere in Abhängigkeit zur Härte des Gesteins, zur Achse des ersten Profilrahmens und/oder des zweiten Profilrahmens eingebaut sein.
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Der, insbesondere geschlitzte, zweite Ausleger kann mit dem Gegengewicht über einen Querriegel des zweiten Profilrahmens schiebbar sein.
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Der, insbesondere geschlitzte, zweite Ausleger kann über eine dritte Kolben-Zylinder-Einheit, die mit dem zweiten Profilrahmen und dem, insbesondere geschlitzten, zweiten Ausleger verbunden ist, ein- und ausfahrbar sein.
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Die Schneideinrichtung kann mit der dritten Zylinderaufnahme in einer Achse zu dem ersten Profilrahmen sowie dem zweiten Profilrahmen liegen. Die dritte Zylinderaufnahme kann mit der am ersten Profilrahmen befestigten Zylinderaufnahme durch eine fünfte Kolben-Zylinder-Einrichtung verbunden sein.
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Die, insbesondere L-förmige, Ladeschaufel, mit zumindest einem ersten Ladearm kann an einem Schenkel der, insbesondere L-förmigen, Ladeschaufel, sowie mit zumindest einem zweiten Ladearm an einem, insbesondere senkrechten, Schenkel der, insbesondere L-förmigen, Ladeschaufel, insbesondere über eine Bolzenverbindung, an der ersten Konsole und am Rahmen befestigt sein.
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Die, insbesondere L-förmige, Ladeschaufel kann über eine sechste Kolben-Zylinder-Einrichtung drehbar, insbesondere über eine Bolzenverbindung, auf- und ab- beweglich sein.
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Unter dem Rahmen kann ein erster Förderer befestigt sein. In der, insbesondere L-förmigen, Ladeschaufel kann ein zweiter Förderer vorgesehen oder integriert sein, der das Haufwerk, insbesondere über eine Rutsche, zu dem ersten Förderer transportiert. Die Schneideinrichtung kann außerdem mit einer Berieselungsanlage ausgestattet sein.
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Der Rahmen kann mit einer Stützeinrichtung zum An- und Abheben ausgerüstet sein.
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Die Abbruchkante kann eine beliebige Form, insbesondere zumindest abschnittsweise eine Gerade oder zumindest abschnittsweise eine Kurve oder Kobinationen daraus, aufweisen, wobei die Form durch das Ein- oder Ausfahren des Auslegers, gebildet wird.
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Ein effizienter und gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Abbau von Gesteinen gelingt ferner durch ein Verfahren gemäß Anspruch 17. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass hierin beschribene Merkmale berücksichtigt sind, insbesondere wenn sie eine hierin beschriebene Vorrichtung betreffen.
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Es ist vorgesehen, dass vorzugsweise ein Kettenfahrzeug mit einem senkrecht zur Ortsbrust weisenden schwenkbaren, ausfahrbaren Profilrahmen ausgerüstet ist und an dessen ersten Ausleger eine parallel zur Ortsbrust bewegliche Schneideinrichtung befestigt ist.
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Der bevorzugt mehrteilige Profilrahmen ist schwenkbar über eine Bolzenverbindung am Kettenfahrzeug befestigt. Am Profilrahmen sind Ausleger befestigt, die die schwenkbare Bewegung mitmachen und dabei horizontale Bewegungen ausführen können. Die schwenkbare Bewegung wird durch eine erste Kolben-Zylinder-Einrichtung ermöglicht, die am Fahrzeugrahmen und am Profilrahmen befestigt ist.
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Der Profilrahmen ist zweiteilig, wobei der zweite Profilrahmen in dem ersten Profilrahmen geführt wird. Eine zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung, die mit beiden Profilrahmen verbunden ist kann den zweiten Profilrahmen verschieben. Auf der Seite zur Ortsbrust ist die Schneideinrichtung mit dem motorgetriebenen Schneidkopf am ersten Ausleger befestigt und im Querriegel des zweiten Profilrahmens verschiebbar. Der erste Ausleger wird durch eine vierte Kolben-Zylinder-Einrichtung, die mit dem ersten Ausleger und dem Querriegel des zweiten Profilrahmens verbunden ist, quer zur Ortsbrust ein- und ausgefahren. Des Weiteren ist die zweite Schneideinrichtung mit dem ersten Profilrahmen durch eine fünfte Kolben-Zylinder-Einrichtung verbunden, um beim Schneiden von Gestein die Biegung des ersten Auslegers zu verhindern und dabei den Anpressdruck der zweiten Schneideinrichtung zur Ortsbrust stabil zu halten. Auf der Gegenseite des ersten Auslegers ist der zweite Ausleger mit dem Gegengewicht zur zweiten Schneideinrichtung angebracht. Der zweite Ausleger wird durch eine dritte Kolben-Zylinder-Einrichtung, die mit dem zweiten Ausleger und dem Querriegel des zweiten Profilrahmens verbunden ist, in entgegengesetzter Richtung der Ortsbrust ein- und ausgefahren.
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Um das frontseitig anfallende und auch neben der Strecke anfallende Haufwerk zu transportieren wird frontseitig ein L-förmiger Ladetisch eingesetzt. Ein Schenkel des Ladetisches ist parallel zur Ortsbrust. Der andere senkrecht stehende Schenkel des Ladetisches ragt über die Ortsbrust hinaus, um das neben der Strecke liegende Haufwerk aufzufangen und um es anschließend über rotierende Ladearme zu dem integrierten Förderer des Ladetisches zu transportieren. Der integrierte Förderer transportiert das Gestein zu dem Förderer der unter dem Fahrwerk der Vortriebsmaschine befestigt ist und von dort zu einem Bunkerwagen.
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Figurenliste
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In der Zeichnung zeigen
- 1 eine Vortriebsmaschine in Draufsicht,
- 2 eine Vortriebsmaschine in perspektivischer Ansicht,
- 3 eine Vortriebsmaschine in Seitenansicht,
- 4 eine Variante einer Vortriebsmaschine in Seitenansicht und
- 5 einen Schneidkopf (Schnittbild, schematisch).
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die in den 1-5 dargestellte Vortriebsmaschine 1 wird im Tagebau eingesetzt.
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Die 1-5 zeigen eine Vortriebsmaschine 1 mit einem Fahrzeugrahmen 1A, an dem auf der Seite zur Ortsbrust 28, eine erste Konsole 3 und auf der gegenüber liegenden Seite eine zweite Konsole 3A befestigt ist. Auf der ersten Konsole 3 und der zweiten Konsole 3A ist jeweils eine Stütze 2 befestigt, an der über eine Bolzenverbindung 2A, ein erster Profilrahmen 4 drehbar befestigt ist. Eine erste Kolben-Zylinder-Einrichtung 9 bewegt den ersten Profilrahmen 4 um die Bolzenverbindung 2A auf und ab. Ein zweiter Profilrahmen 5 wird in den ersten Profilrahmen 4 gesteckt.
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Ein zweiter Profilrahmen 5 wird in den ersten Profilrahmen 4 gesteckt. Der zweite Profilrahmen 5 wird über eine zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung 10 in den ersten Profilrahmen 4 ein- und ausgefahren. In den Querriegel des zweiten Profilrahmens 5 wird ein erster Ausleger 6 in Richtung der Ortsbrust 28 gesteckt. Der erste Ausleger 6 wird über eine vierte Kolben-Zylinder-Einrichtung 12, die mit dem zweiten Profilrahmen 5 und dem ersten Ausleger 6 verbunden ist, ein- und ausgefahren. An dem ersten Ausleger 6 ist eine zweite Schneideinrichtung 23 mit dem motorgetriebenen Schneidkopf 14 befestigt und einer ersten Zylinderaufnahme 8, die kugelförmig ausgebildet ist.
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Der zweite Profilrahmen 5 wird über eine zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung 10, die an dem zweiten Profilrahmen 5 und an dem ersten Profilrahmen 4 befestigt ist, in den ersten Profilrahmen 4 ein- und ausgefahren. In den zweiten Profilrahmen 5 wird ein erster Ausleger 6 in Richtung der Ortsbrust 28 gesteckt. Der erste Ausleger 6 ist über eine vierte Kolben-Zylinder-Einrichtung 12, die mit dem zweiten Profilrahmen 5 und dem ersten Ausleger 6 verbunden ist, ein- und ausfahrbar.
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An dem ersten Ausleger 6 ist eine zweite Schneideinrichtung 23 mit dem motorgetriebenen Schneidkopf 14 befestigt und einer ersten Zylinderaufnahme 8, die kugelförmig ausgebildet ist. Der Anpressdruck des Schneidkopfes 14 gegen die Ortsbrust 28 wird durch das Ein- und Ausfahren des zweiten Profilrahmens 5 erzeugt. Durch das Ein- und Ausfahren des ersten Auslegers 6 entsteht, abhängig vom erzeugten Anpressdruck sowie von der Fahrlänge des ersten Auslegers 6 und der Härte des abzubauenden Gesteins, eine Biegung des ersten Auslegers 6. Um die Biegung des ersten Auslegers 6 durch einen Gegendruck auszugleichen wird eine siebte Kolben-Zylinder-Einrichtung 13, die an den Enden kugelförmig ausgebildet ist, an der ersten Zylinderaufnahme 8, die kugelförmig ausgebildet ist, und an der zweiten Zylinderaufnahme 8A, die kugelförmig ausgebildet ist, angebracht. Die zweite Schneideinrichtung 23 wird unter einem Winkel, in Abhängigkeit zur Härte des Gesteins, zur Achse des ersten Profilrahmens 4 und des zweiten Profilrahmens 5 eingebaut.
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Des Weiteren wird über den zweiten Profilrahmen 5 ein zweite Ausleger 7 in geschlitzter Ausführung aufgesteckt. Der zweite Ausleger 7 an dessen Ende ein Gegengewicht 27 zum Schneidkopf 14 befestigt ist wird durch eine dritte Kolben-Zylinder-Einrichtung 11, die am zweiten Ausleger 7 und am zweiten Profilrahmen 5 befestigt ist, ein- und ausgefahren. Das Ein- und Ausfahren des zweiten Auslegers 7 ist abhängig von dem Ein- und Ausfahren des ersten Auslegers 6 um ein verdrehen des ersten Profilrahmens 4 zu verhindern.
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Alternativ kann wie in der 4 dargestellt die erste Schneideinrichtung 22 in einer Achse zu dem ersten Profilrahmen 4 und dem zweiten Profilrahmen 5 liegen. Der Anpressdruck des motorgetriebenen Schneidkopfes 14 gegen die Ortsbrust 28 wird durch das Ein- und Ausfahren des zweiten Profilrahmens 5 erzeugt Durch das Ein-und Ausfahren des ersten Auslegers 6 entsteht, abhängig vom erzeugten Anpressdruck sowie von der Fahrlänge des ersten Auslegers 6 und der Härte des abzubauenden Gesteins, eine Biegung des ersten Auslegers 6. Um die Biegung des ersten Auslegers 6 auszugleichen wird eine fünfte Kolben-Zylinder-Einrichtung 15 an der dritten Zylinderaufnahme 29 und an der vierten Zylinderaufnahme 29A angebracht, um einen Gegendruck zu erzeugen, der die Biegung des ersten Auslegers 6 ausgleicht.
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In der 5 wird der Schnittlinienverlauf des Schneidkopfes 14 dargestellt. Die neue Abbruchkante 25 kann entweder eine Gerade oder eine Kurve innerhalb der Schnittfläche 30, erzeugt durch das Ein- oder Ausfahren des ersten Auslegers 6, annehmen. Die dadurch erzeugte neue Abbruchkante 25 kann eine geneigte Gerade sein. Dadurch entsteht keine überhängende Kante des Gebirges. Die Gefahr durch herab brechendes Haufwerk wird verhindert und damit die Unfallgefahr deutlich reduziert.
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In den 1-4 wird dargestellt, dass am Fahrzeugrahmen 1A und an der zweiten Konsole 3Aeine L-förmige Ladeschaufel 17 drehbar über eine Bolzenverbindung 21 befestigt ist. Die sechste Kolben-Zylinder-Einrichtung 20 hebt die L-förmige Ladeschaufel 17 für die entsprechenden Fahrzustände auf und ab. Der vor der Ortsbrust 28 liegende Schenkel der L-förmigen Ladeschaufel 17 ragt so weit über die alte Abbruchkante 24 hinaus, sodass der zweite Ladearm 19Afrei drehbar ist.
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Die L-förmige Ladeschaufel 17 ist mit mehreren angetriebenen ersten Ladearmen 19 und einem oder mehreren angetriebenen zweiten Ladearmen 19 A ausgerüstet, die das Haufwerk zu dem angetriebenen zweiten Förderer 18 transportiert. Der zweite Förderer 18 bewegt das Haufwerk über eine Rutsche zu dem angetriebenen ersten Förderer 16. Von dort wird das Haufwerk unter dem Fahrzeugrahmen 1A zur Rückseite der Vortriebsmaschine 1 transportiert. Um eine Staubentwicklung zu vermeiden, wird die erste Schneideinrichtung 22 mit einer Berieselungsanlage für den motorgetriebenen Schneidkopf 14 ausgestattet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vortriebsmaschine
- 1A
- Fahrzeugrahmen
- 1B
- Fahrwerk
- 1C
- Stützeinrichtung
- 2
- Stütze
- 2A
- Bolzenverbindung
- 3
- erste Konsole
- 3A
- zweite Konsole
- 4
- erste Profilrahmen
- 5
- zweite Profilrahmen
- 6
- erster Ausleger
- 7
- zweiter Ausleger
- 8
- erste Zylinderaufnahme
- 8A
- zweite Zylinderaufnahme
- 9
- erste Kolben-Zylinder-Einrichtung
- 10
- zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung (mit Wegmessung)
- 11
- dritte Kolben-Zylinder-Einrichtung (mit Wegmessung)
- 12
- vierte Kolben-Zylinder-Einrichtung (mit Wegmessung)
- 13
- siebte Kolben-Zylinder-Einrichtung mit Kugelausführung (mit Wegmessung)
- 14
- Schneidkopf
- 15
- fünfte Kolben-Zylinder-Einrichtung
- 16
- erste Förderer
- 17
- L-förmige Ladeschaufel
- 18
- zweite Förderer
- 19
- erste Ladearm
- 19A
- zweite Ladearm
- 20
- sechste Kolben-Zylinder-Einrichtung
- 21
- Bolzenverbindung
- 22
- erste Schneideinrichtung
- 23
- zweite Schneideinrichtung
- 24
- alte Abbruchkante
- 25
- neue Abbruchkante
- 26
- Berieselungsanlage
- 27
- Gegengewicht
- 28
- Ortsbrust
- 29
- dritte Zylinderaufnahme
- 29A
- vierte Zylinderaufnahme
- 30
- Schnittfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2300605 [0002]
- DE 3621420 [0002]
