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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Anordnen einer explosiven Ladung mit der Transporteinrichtung nach Anspruch 20.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es besteht häufig ein Bedarf, ein Objekt im Inneren eines länglichen Kanals oder entlang demselben zu transportieren, der für Menschen aufgrund von Größeneinschränkungen oder Sicherheitsbedenken unzugänglich ist. Diese Situation tritt zum Beispiel bei Minen ein, wenn Rolllöcher blockiert werden.
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Ein Rollloch ist ein Kanal, der zwischen parallelen oberen und unteren Strecken in einer Mine gebohrt wird. In Verwendung wird Erz in das obere Ende des Rolllochs eingebracht, das sich von der Sohle der oberen Strecke nach unten erstreckt. Das untere Ende des Rolllochs, das sich von der oberen Wand der unteren Strecke nach oben erstreckt, wird mit Hilfe einer Stahltür verschlossen, so dass sich das Erz im Inneren des Rolllochs ansammeln kann. Bei Bedarf wird die Türe geöffnet, so dass das Erz im Rollloch in Lastwagen geladen wird, die unter. der unteren Öffnung des Rolllochs stehen. Diese Anordnung dient dazu, Erz effektiv in einer Umgebung zu entfernen, wo Raum von besonderer Bedeutung ist, da es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist, das Erz in einen Lastwagen zu laden, der sich in demselben Tunnel wie das Erz befindet.
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Die oben genannte Methode funktioniert gut, aber gelegentlich neigt ein Rollloch dazu, blockiert zu werden, da Erz darin stecken bleibt. Aufgrund der Eigenschaft dieser Blockaden wird das Rollloch für gewöhnlich geöffnet, indem das Rollloch unter Verwendung einer explosiven Ladung frei gesprengt wird, wobei das blockierende Erz gelöst wird.
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Bisher wurden zahlreiche Methoden verwendet, um die explosive Ladung in das Rollloch zu laden. In einem Beispiel klettert eine Person in das Rollloch und schiebt die explosiven Ladungen mit Hilfe einem speziellen zweckbestimmten Karren zu der Blockade. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die explosive Ladung mit Hilfe einer Druckluft-Katapultvorrichtung in das Rollloch zu schießen. In beiden Fällen wird die explosive Ladung dann detoniert, sobald das an dem Vorgang beteiligte Personal evakuiert ist. In beiden Fällen jedoch ist ein wesentlicher manueller Eingriff erforderlich und die Methode ist auch nicht so kontrolliert wie gewünscht, wenn mit Sprengstoffen gearbeitet wird. Diese Methoden wurden daher von Sicherheitsbehörden als unsichere Bergbaupraktiken erklärt.
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Eine sicherere Möglichkeit ist die Verwendung von funkgesteuerten Fahrzeugen, um die explosive Ladung in das Rollloch zu transportieren. Rolllöcher weisen jedoch häufig eine starke Neigung auf, wodurch die Verwendung dieser funkgesteuerten Vorrichtungen wegen des Traktionsverlusts bei spitzen Winkeln nicht möglich ist.
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Aufgrund des Mangels an kostengünstigen aber sicheren Lösungen für dieses Problem besteht die bevorzugte Möglichkeit häufig darin, das Rollloch im blockierten Zustand zu belassen und ein neues Rollloch neben dem blockierten Rollloch zu bohren. Es ist offensichtlich, dass wertvolles Erz auf diese Weise verloren geht und dass beachtliche Kosten beim Bohren neuer Rolllöcher entstehen.
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Die
US 5,080,020 betrifft eine Transporteinrichtung zur Bewegung entlang einer Oberfläche. Die Einrichtung weist zwei äußere Greifelemente und ein inneres Greifelement auf, wobei das innere Greifelement zwischen den äußeren Greifelementen angeordnet ist. Die Greifelemente sind in radialer Richtung ein- und ausfahrbar. Zwei Antriebselemente sind zwischen benachbarten Greifelementen angeordnet, wobei die Antriebselemente axial in eine zusammengezogene und in eine expandierte Position verschiebbar sind. Eine aufeinanderfolgende Verschiebung der Greifelemente und der Antriebselemente bewirkt eine Verschiebung der Vorrichtung in Bezug auf die Oberfläche.
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Transporteinrichtung bereitzustellen, die eine nützliche Alternative für bestehende Transporteinrichtungen bereitstellt, die für ähnliche Anwendungen eingesetzt werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Transporteinrichtung, die dazu geeignet ist, sich entlang einer Oberfläche zu bewegen und eine explosive Ladung zufördern, wobei die Transporteinrichtung enthält:
ein Antriebselement mit zwei gegenüber liegenden Enden, wobei das Antriebselement verschiebbar ist zwischen
einer in Längsrichtung erweiterten Position, wobei die Enden auseinander geschoben sind; und
einer in Längsrichtung zusammengezogenen Position, wobei die Enden zueinander geschoben sind;
ein äußeres Greifelement und ein inneres Greifelement, wobei jedes Greifelement verschiebbar ist zwischen
einer in Umfangsrichtung erweiterten Position, wobei ein äußerer Umfang des Greifelements von einem Mittelpunkt des Elements weg geschoben ist, so dass er in Gebrauch mindestens auf einem Teil der Oberfläche aufliegt; und
einer in Umfangsrichtung zusammengezogenen Position, wobei ein äußerer Umfang des Greifelements zum Mittelpunkt des Elements hin geschoben ist, so dass er von der Oberfläche entfernt ist; und
wobei mindestens ein Ende des Antriebselements an mindestens einem der Greifelemente anliegt, und das Antriebselement und die Greifelemente so gestaltet sind, dass eine aufeinander folgende Verschiebung des Antriebselements und der Greifelemente eine peristaltische Verschiebung der Transporteinrichtung in Bezug auf die Oberfläche verursacht.
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Vorzugsweise liegt das Antriebselement zwischen den zwei Greifelementen, so dass die Enden des Antriebselements zumindest teilweise an den Greifelementen anliegen.
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Es ist vorgesehen, dass die Enden der Antriebselemente mit den Greifelementen verbunden sind, und dass als Alternative die Enden der Antriebselemente nur an den Greifelementen anliegen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Transporteinrichtung zwei Antriebselemente enthalten, die an gegenüber liegenden Seiten des inneren Greifelements angeordnet sind, wobei sich zwei äußere Greifelemente an freien Enden der Antriebselemente befinden.
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Die zwei äußeren Greifelemente sind relativ zueinander stationär, und das innere Greifelement ist zwischen den zwei äußeren Greifelementen verschiebbar. Vorzugsweise können die äußeren Greifelemente mit Hilfe eines länglichen Verbindungselements miteinander verbunden sein, und das innere Greifelement kann gleitfähig an dem länglichen Verbindungselement angeordnet sein.
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Das längliche Verbindungselement kann die Form einer kreisförmigen Welle oder Stange aufweisen und das innere Greifelement kann an einer Hülse montiert sei, die dazu ausgebildet ist, an der Welle oder Stange zu gleiten.
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Vorzugsweise bilden die äußeren Greifelemente ein Paar von äußeren Greifelementen, die zusammenwirken, so dass sich beide äußeren Greifelemente gleichzeitig in der in Umfangsrichtung erweiterten oder zusammengezogenen Position befinden. Vorzugsweise sind die zwei Antriebselemente so gestaltet, dass sie in einem umgekehrten Verhältnis arbeiten, wobei sich ein Antriebselement in einer erweiterten Position befindet, wenn sich das andere in einer zusammengezogenen Position befindet.
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Es werden Greifelemente bereitgestellt, die die Form eines in Umfangsrichtung verschiebbaren Balgs aufweisen, und als Alternative Greifelemente, die die Form von in Umfangsrichtung ausdehnbaren Luftkissen oder Blasen aufweisen. Vorzugsweise werden die Greifelemente pneumatisch betätigt.
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Es werden auch Antriebselemente in der Form eines in Längsrichtung ausdehnbaren Balgs bereitgestellt, und als Alternative Antriebselemente in der Form von in Längsrichtung ausdehnbaren Luftkissen oder Blasen. Vorzugsweise werden die Antriebselemente pneumatisch betätigt.
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Die Transporteinrichtung enthält des Weiteren ein Steuersystem, das zur Regulierung eines pneumatischen Fluids ausgebildet ist, um die Greifelemente und die Antriebselemente selektiv zu verschieben, so dass eine peristaltische Bewegung der Transporteinrichtung hervorgerufen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Transporteinrichtung ein Hilfsgreifelement enthalten, wobei das Hilfsgreifelement außerhalb eines der äußeren Greifelemente angeordnet ist und von der Transporteinrichtung lösbar ist, so dass es zurück bleibt, wenn die Transporteinrichtung in ihre Ausgangsposition zurück bewegt wird.
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Das Hilfsgreifelement kann dazu ausgebildet sein, ein Objekt zu halten.
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Das Objekt kann eine explosive Ladung sein und die Oberfläche, entlang der sich die Transporteinrichtung bewegt, kann ein länglicher Kanal in der Form eines Rolllochs sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Transporteinrichtung der hierin beschriebenen Art bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:
- – Verschieben des äußeren Greifelements in die erweiterte Position, während das innere Greifelement und das Antriebselement in den zusammengezogenen Positionen gehalten werden; und
- – Verschieben des Antriebselements in die erweiterte Position, so dass das innere Greifelement von dem äußeren Greifelement weg bewegt wird.
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Das innere Greifelement wird anschließend in die erweiterte Position verschoben und das äußere Greifelement in die zusammengezogene Position, so dass das außere Greifelement zu dem inneren Greifelement hin verschoben werden kann, wenn das Antriebselement in die zusammengezogene Position verschoben wird.
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Das Verfahren enthält auch die folgenden weiteren Schritte:
- – Verschieben des äußeren Greifelements in die erweiterte Position; und
- – Verschieben des inneren Greifelements in die zusammengezogene Position, so dass die Transporteinrichtung in einen Anfangszustand zurückkehrt, in dem ein neuer Betriebszyklus beginnen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform, in der die Transporteinrichtung zwei äußere Greifelemente und zwei Antriebsvorrichtungen enthält, können die äußeren Greifelemente gemeinsam verschoben werden. In dieser Ausführungsform kann das Verfahren den Schritt des gleichzeitigen Verschiebens eines Antriebselements in die zusammengezogene Position, wenn das andere Antriebselement in die erweiterte Position verschoben wird, umfassen.
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Die Antriebs- und Greifelemente werden vorzugsweise verschoben, indem der Strom eines pneumatischen Fluids in die Antriebs- und Greifelemente und aus diesen reguliert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Anordnen einer explosiven Ladung in einem länglichen Kanal bereitgestellt, enthaltend die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen einer Transporteinrichtung wie zuvor beschrieben;
- – Positionieren einer explosiven Ladung an einem Ende der Transporteinrichtung;
- – Anordnen der Transporteinrichtung im Inneren eines Senkrechttunnels; und
- – Vorschieben der Transporteinrichtung im Inneren des Senkrechttunnels gemäß dem Verfahren zum Betreiben einer Transporteinrichtung wie zuvor beschrieben.
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Das Verfahren kann des Weiteren die folgenden Schritte enthalten:
- – Anordnen der explosiven Ladung an einem Hilfsgreifelement, das sich an einem Ende der Transporteinrichtung befindet;
- – Verschieben der Hilfsgreifvorrichtung in eine erweiterte Position, sobald eine ausgewählte Stelle im Inneren des Senkrechttunnels erreicht ist; und
- – Lösen der Hilfsgreifvorrichtung von dem Rest der Transporteinrichtung, so dass die Transporteinrichtung entfernt werden kann, während die Hilfsgreifvorrichtung und die von ihr getragene Ladung in dem Rollloch verbleiben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist anhand eines nicht einschränkenden Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
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1 eine Querschnittsansicht der Transporteinrichtung gemäß der Erfindung ist;
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2a bis 2h schematisch den sequenziellen Betrieb der Transporteinrichtung im Inneren eines Rolllochs zeigen, der bewirkt, dass sich die Einrichtung entlang dem Rollloch bewegt; und
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3 eine Seitenansicht im Querschnitt der Transporteinrichtung von 1 ist, einschließlich eines Hilfsgreifelements zum Tragen und Positionieren einer explosiven Ladung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente angeben, ist ein nicht einschränkendes Beispiel einer Transporteinrichtung gemäß der Erfindung mit dem Bezugszeichen 10 versehen.
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Die Transporteinrichtung 10, die dazu ausgebildet ist, sich entlang einer Oberfläche zu bewegen, und insbesondere entlang einem Rollloch, enthält zwei äußere Greifelemente 30, die relativ zueinander stationär sind, und ein inneres Greifelement 40, das zwischen den zwei äußeren Greifelementen 30 angeordnet ist und relativ zu den äußeren Greifelementen 30 bewegbar ist. Die zwei äußeren Greifelemente 30 sind mit Hilfe eines länglichen Verbindungsmittels 34 in Form eines Rohres, einer starren Stange oder einer Welle miteinander verbunden. Das innere Greifelement 40 ist auf einer Hülse 44 angeordnet, die gleitfähig auf dem Verbindungsmittel 34 montiert ist, so dass das innere Greifelement 40 gleitend in Bezug auf die zwei äußeren Greifelemente 30 verschoben werden kann.
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Jedes Greifelement, 30 oder 40, ist zwischen einer in Umfangsrichtung erweiterten Position, in der ein äußerer Umfang, 32 oder 42, des Greifelements von einem Mittelpunkt des Elements weg geschoben ist, so dass in Verwendung eine maximale Spannweite des Greifelements vergrößert wird, und es somit zumindest teilweise auf der Oberfläche aufliegt, auf der es verwendet wird, und einer in Umfangsrichtung zusammengezogenen Position verschiebbar, in der ein äußerer Umfang, 32 oder 42, des Greifelements zu dem Mittelpunkt des Elements, 30 oder 40, hin geschoben ist, so dass eine maximale Spannweite des Greifelements verringert wird, wodurch das Greifelement von der Oberfläche, auf der es verwendet wird, entfernt wird. In dieser Ausführungsform weisen die Greifelemente die Form von pneumatisch betätigten Bälgen oder Kompensatoren auf. Der Erfinder zieht jedoch die Verwendung vieler verschiedener Vorrichtungen, einschließlich pneumatischer oder hydraulischer Blasen oder Luftkissen, in Betracht.
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Die Transporteinrichtung 10 enthält auch zwei Antriebselemente, 20 und 22, zur Verwendung beim Antrieb der Transporteinrichtung, so dass sie sich entlang der Oberfläche bewegt, auf der sie verwendet wird. Jede Antriebsvorrichtung, 20 oder 22, hat gegenüber liegende Enden 24 und ist zwischen einer in Längsrichtung erweiterten Position, in der die Enden auseinander geschoben sind, und einer in Längsrichtung zusammengezogenen Position verschiebbar, in der die Enden zueinander geschoben sind. Die Enden 24 der Antriebselemente, 20 und 22, sind dazu ausgebildet, selektiv an dem inneren 40 und den äußeren 30 Greifelementen anzuliegen, wenn die Antriebselemente, 20 und 22, zu den in Längsrichtung erweiterten Positionen verschoben werden. Die Antriebselemente, 20 und 22, sind relativ zu dem länglichen Verbindungsmittel 34 bewegbar, das sich zwischen den zwei äußeren Greifelementen 30 erstreckt. In dieser Ausführungsform weisen die Antriebselemente die Form von pneumatisch betriebenen Bälgen oder Kompensatoren auf. Der Erfinder zieht jedoch die Verwendung vieler verschiedener Vorrichtungen, einschließlich pneumatischer oder hydraulischer Blasen oder Luftkissen, in Betracht.
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Die Transporteinrichtung 10 steht mit einer Druckluftquelle 50 in Strömungsverbindung, und ein Steuersystem 52 reguliert den Druckluftstrom in die verschiedene Greif- und Antriebselementen und aus denselben, so dass die peristaltische Bewegung erzeugt wird, die in der Folge ausführlicher beschrieben ist.
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Ein Betriebszyklus der Transporteinrichtung 10 ist in den 2a bis 2h dargestellt. In 2a befindet sich die Transporteinrichtung in einem nicht betriebsbereiten Zustand, wobei sich das innere Greifelement 40, wie auch die äußeren Greifelemente 30, die ein erstes äußeres Greifelement 35 und ein zweites äußeres Greifelement 36 sind, in den zusammengezogenen Positionen befinden. Das erste 35 und das zweite 36 äußere Greifelement 30 wirken als Paar und befinden sich im gesamten Betriebszyklus der Transporteinrichtung 10 in denselben Positionen. Das erste Antriebselement 20 befindet sich in einer zusammengezogenen Position, während sich das zweite Antriebselement 22 in einer erweiterten Position befindet. Die Transporteinrichtung 10 kann nun in einen länglichen Kanal 12, in dem sie verwendet werden soll, geladen werden, der in diesem Fall ein. Rollloch ist. Die zusammengezogenen Positionen der Greifelemente ermöglichen, dass die Transporteinrichtung in das Rollloch 12 eingeführt wird, ohne vollständig an den Wänden 14 des Rolllochs 12 zu liegen. Die Transporteinrichtung 10 ist an die Druckluftversorgung (nicht dargestellt) über ein Steuersystem (nicht dargestellt) angeschlossen, wobei das Steuersystem dazu ausgebildet ist, den Luftstrom in die Greif- und Antriebselemente zu regulieren, so dass die peristaltische Bewegung erzeugt wird, die in der Folge beschrieben ist.
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In 2b werden die äußeren Greifelemente 30 in die in Umfangsrichtung erweiterte Position verschoben, so dass ihre Umfänge 32 an den Wänden 14 des Rolllochs 12 anliegen, wodurch die Transporteinrichtung 10 im Inneren des Rolllochs 12 gesichert ist. Das erste Antriebselement 20 wird nun in die erweiterte Position verschoben, während das zweite Antriebselement 22 in die zusammengezogene Position verschoben wird, wodurch das innere Greifelement 40 so angepresst wird, dass es sich von dem ersten äußeren Greifelement 35 zu dem zweiten äußeren Greifelement 36 bewegt, wie in 2c dargestellt ist. In 2d wird das innere Greifelement 40 in die erweiterte Position verschoben, so dass sein Umfang 42 an der Wand 14 des Rolllochs 12 anliegt. Die äußeren Greifelemente 30 können nun zu den zusammengezogenen Positionen verschoben werden, während die Transporteinrichtung 10 nun durch das innere Greifelement 40 in Position gehalten wird. Sobald die äußeren Greifelemente 30 zusammengezogen sind, wie in 2e dargestellt ist, wird das erste Antriebselement 20 in die zusammengezogene Position verschoben, während das zweite Antriebselement 22 in die erweiterte Position verschoben wird. Dies bewirkt, dass die äußeren Greifelemente 30 relativ zu dem inneren Greifelement 40 verschoben werden, das in dieser Phase in Bezug auf die Wand 14 des Rolllochs 12 stationär bleibt, wie in 2f dargestellt ist. Wenn die äußeren Greifelemente 30 in Bezug auf das innere Greifelement 40 seitlich verschoben wurden, werden die äußeren Greifelemente in die erweiterte Position verschoben, die in 2g dargestellt ist. Das innere Greifelement 40 wird nun in die zusammengezogene Position verschoben, während die äußeren Greifelemente 30 nun die Transporteinrichtung 10 in dem Rollloch 12 in Position halten. Die Transporteinrichtung 10 hat somit in dem Rollloch 12 eine Strecke zurückgelegt, die dem Hub der Antriebsvorrichtungen 20 und 22 entspricht, und die Sequenz kann wiederholt werden. Auf diese Weise bewegt sich die Transporteinrichtung durch eine aufeinander folgende Verschiebung der verschiedenen Greif- und Antriebselemente entlang dem Rollloch mittels einer Reihe von peristaltischen Erweiterungs- und Zusammenziehbewegungen.
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Wie in 3 dargestellt ist, kann die Transporteinrichtung 10 auch eine Hilfsgreifvorrichtung 60 enthalten. Die Hilfsgreifvorrichtung 60 ist entfernbar mit einem Ende der Transporteinrichtung 10 verbunden und ist dazu ausgebildet, eine explosive Ladung sicher zu halten. Wenn eine bestimmte Stelle erreicht ist, wird die Hilfsgreifvorrichtung 60 in die erweiterte Position verschoben und gelangt mit den Wänden 14 des Senkrechttunnels 12 in Eingriff. Das Hilfsgreifelement 60 kann nun von der Transporteinrichtung 10 gelöst werden und die Transporteinrichtung 10 kann aus dem Senkrechttunnel 12 entfernt werden. Auf diese Weise wird das Hilfsgreifelement 60 bei der Detonation der explosiven Ladung zerstört, aber der Großteil der Transporteinrichtung 10 bleibt erhalten. Der Erfinder zieht in Betracht, dass die Transporteinrichtung selbst ohne explosive Ladungen verwendet werden kann, wobei sie in diesem Fall als Schabvorrichtung oder Rammvorrichtung verwendet werden kann, die zum Entfernen jeder Art von Blockade aus einem länglichen Kanal verwendet wird.
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Es ist offensichtlich, dass zuvor nur eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt wurde und dass viele Variationen im Einzelnen möglich sind, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können nur ein äußeres und ein inneres Greifelement vorhanden sein, wobei das Antriebselement mit beiden verbunden ist, um eine Vorwärtsbewegung zu erleichtern. Ebenso kann jede Anzahl von Greif- und/oder Antriebselementen verwendet werden, abhängig von der besonderen Anwendung und der erforderlichen Schubkraft.
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Der Erfinder zieht auch eine Reihe verschiedener Anwendungen außer der Anwendung im Bergbau, wie zuvor beschrieben, in Betracht. Zum Beispiel kann die Einrichtung für eine Fahrt in jedem Kanal verwendet werden, zum Beispiel in einem Gebäude, das wegen Feuers, Bauarbeiten oder des möglichen Vorhandenseins von Sprengstoffen für ein Eingreifen von Menschen unsicher ist. In diesem Fall kann zum Beispiel eine Kamera an der Einrichtung montiert sein. Ebenso kann die Einrichtung in einer weiteren Anwendung in Bereichen eingesetzt werden, wo entzündliche Gase vorhanden sind, wodurch die Verwendung von Robotern oder anderen elektrischen Vorrichtungen aufgrund der Gefahr von Lichtbögen und/oder Funken, die die Gase entzünden, unsicher ist.
