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Antrieb für an einem Förderer geführte schälende Gewinnungsgeräte
im untertägigen Grubenbetrieb Für den Antrieb von durch ein Zugmittel angetriebenen,
an einem Förderer geführten schälenden Gewinnungsgeräten im untertägigen Grubenbetrieb
hat man bisher ausschließlich elektrische oder Druckluftantriebe verwendet. Diese
Antriebe besitzen insbesondere wegen der erforderlichen leistungsfähigen mechanischen
Untersetzungsgetriebe sehr große Abmessungen und ein entsprechend hohes Gewicht.
Während man in den Anfängen der schälenden Kohlengewinnung die Antriebe wegen ihrer
besonders großen, sperrigen Bauweise vom Förderer getrennt in den Abbaustrecken
aufgestellt hat, ist man bereits vor längerer Zeit dazu übergegangen, die Hobelantriebe
trotz ihrer großen Abmessungen im Streb anzuordnen und mit dem Förderer zu einer
gemeinsam umrückbaren baulichen Einheit zu verbinden. Bei den bislang verwendeten
elektrischen oder Druckluftantrieben läßt sich nur durch eine solche feste Verbindung
zwischen Fördererende und Hobelantrieb gewährleisten, daß der Förderer und die Antriebselemente
für das schälende Gewinnungsgerät dem Abbaufortschritt folgend laufend vorgerückt
werden können, ohne daß nach jedem Umrücken der Antrieb des Gewinnungsgerätes erst
der neuen Lage des Förderers angepaßt werden muß. Außerdem ist bei den bisher verwendeten
Druckluft-und Elektroantrieben eine feste Verbindung der gesamten Antriebselemente
mit dem Förderer notwendig, um das Auftreten von Störungen im Bereich der Anschlüsse
der Motoren, der Getriebe und Kupplungen infolge des Umrückens zu vermeiden.
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Nur bei einer solchen festen Verbindung der bekannten Antriebe mit
dem Förderer ist es möglich, Gewinnungsgerät und Förderer ohne Störungen und größere
Unterbrechungen der Gewinnungs- und Förderarbeit dem Abbaufortschritt folgend umzurücken.
Außerdem glaubte man, durch eine feste Verbindung der Hobelantriebe mit den Fördererenden
die bei der Bewegung des Gewinnungsgerätes auftretenden Zugkräfte besser aufnehmen
zu können.
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Die großen Abmessungen der bislang für den Antrieb schälender Gewinnungsgeräte
verwendeten Druckluft- und Elektroantriebe, insbesondere der dabei benötigten außerordentlich
großen und sperrigen mechanischen Untersetzungsgetriebe, führen dazu, daß der ohnehin
enge Strebzugang zu einem wesentlichen Teil versperrt wird. Dies gilt um so mehr,
als durchweg unmittelbar neben dem Antrieb für das schälende Gewinnungsgerät der
gleichfalls erhebliche Abmessungen besitzende Fördererantrieb angeordnet wird, so
daß der Zugang zum Streb sowie insbesondere der Materialtransport in den Streb außerordentlich
behindert wird. Bei einer überkragenden, d. h. in die Abbaustrecke hineinragenden
Anordnung des Hobelantriebes sind sehr große und stark dimensionierte Stützkonstruktionen
erforderlich, während bereits bei mäßigem Einfallen des Flözes eine ausreichend
betriebssichere Verankerung der bislang verwendeten, außerordentlich schweren und
sperrigen Elektro- und Druckluftantriebe erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Des
weiteren erfordert auch das Umrücken derart schwerer und sperriger Antriebe vor
allem bei geneigter Lagerung sowie das nach jedem Umrücken erforderliche Abspannen
derselben zur Aufnahme der bei der Gewinnungsarbeit auftretenden Zugkräfte einen
relativ großen Zeit- und Arbeitsaufwand. Infolge des großen, für die Unterbringung
der Hobel und Förderantriebe benötigten Platzbedarfes ist es vielfach erforderlich,
eine wesentlich größere Feldesbreite ständig offenzuhalten, als es mit Rücksicht
auf die sonstigen Strebeinrichtungen und Arbeitsvorgänge erforderlich wäre. Außerdem
müssen in aller Regel an beiden Strebenden erhebliche Abmessungen besitzende Hobelställe
jeweils von Hand hergestellt werden, da wenigstens ein Teil der an den Strebenden
vorgesehenen Antriebe für das Gewinnungsgerät und den Förderer auf der dem Abbaustoß
zugekehrten Seite des Förderers angeordnet werden müssen.
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Ein weiterer Nachteil der bislang ausschließlich verwendeten Druckluft-
und Elektroantriebe für die Zugmittel von schälenden Gewinnungsgeräten besteht darin,
daß sie entweder nur eine verhältnismäßig grobe Regelung der Antriebsgeschwindigkeit
des Gewinnungsgerätes gestatten oder aber, daß verhältnismäßig komplizierte und
kostspielige Getriebeelemente vorgesehen werden müssen, um größere Änderungen der
Antriebsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Diese bei den bekannten Antrieben verwendeten
Einrichtungen zur Regelung der Antriebsgeschwindigkeit haben jedoch eine erhebliche
Verschlechterung des Wirkungsgrades bzw. erhebliche Leistungsverluste zur Folge.
Dies gilt nicht nur für
Druckluftantriebe, die wegen ihres besonders
schlechten Gesamtwirkungsgrades mehr und mehr an Bedeutung verloren haben, sondern
auch für elektrische Antriebe, bei denen das nach jeder Arbeitsfahrt erforderliche
Anhalten und erneute Anfahren des Gewinnungsgerätes in entgegengesetzter Richtung
zu erheblichen Leistungsverlusten führt. Die für das nach Beendigung jeder Arbeitsfahrt
erforderliche Anhalten, Umsteuern und erneute Anfahren der Gewinnungsgeräte in entgegengesetzter
Bewegungsrichtung benötigten Steuer- und Regeleinrichtungen besitzen insbesondere
bei den wegen ihres besseren Wirkungsgrades mehr und mehr bevorzugten Elektroantrieben
eine verhältnismäßig komplizierte Ausbildung und sind entsprechend störanfällig
und kostspielig, letzteres nicht zuletzt deswegen, weil sie ebenso wie der Elektromotor
selbst eine schlagwettergeschützte Ausbildung erhalten müssen. Außerdem müssen bei
diesen bekannten Hobelantrieben bei jeder Änderung der Bewegungsrichtung des Gewinnungsgerätes
erhebliche Schwungmassen abgebremst und anschließend wieder beschleunigt werden,
so daß relativ lange Auslauf- und Anfahrwege an beiden Enden der Abbaufront benötigt
werden.
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Ein weiterer Nachteil der bislang für den Antrieb schälender Gewinnungsgeräte
verwendeten Druckluft- und Elektroantriebe besteht darin, daß sie nur eine begrenzte
Überlastbarkeit besitzen. Infolgedessen müssen mit Rücksicht auf die bei der Schälarbeit
auftretenden starken Schwankungen des Schneidwiderstandes bzw. der vom Zugmittel
aufzubringenden Zugkraft besonders stark dimensionierte Antriebe vorgesehen werden,
deren Nennleistung wesentlich oberhalb der durchschnittlich aufzubringenden Leistung
liegt.
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Für andere Anwendungszwecke sowie auf anderen Gebieten der Technik
sind demgegenüber seit vielen Jahrzehnten neben Elektro- und Druckluftantrieben
auch hydraulische bzw. hydrostatische Antriebe bekannt, bei denen ein als Elektro-
oder Brennkraftmotor ausgebildeter Pumpenmotor eine meist als Zahnrad- oder Kolbenpumpe
ausgebildete hydrostatische Pumpe antreibt, die ihrerseits über Druckmittelleitungen
einen hydraulischen Arbeitszylinder oder auch einen hydrostatischen Motor, z. B.
einen Kolbenmotor, mit Druckflüssigkeit speist. Derartige hydrostatische Antriebe
werden beispielsweise seit langem für hydraulische Pressen und hydraulisch angetriebene
Hebevorrichtungen verwendet, bei denen ein oder mehrere hydraulische Arbeitszylinder
von einer motorisch angetriebenen Druckflüssigkeitspumpe mit Druckflüssigkeit beaufschlagt
werden, während die Druckflüssigkeit nach ihrer Arbeitsleistung über eine Rückströmleitung
in einen Sammelbehälter zurückfließt, aus dem sie von der hydraulischen Pumpe wieder
angesaugt wird. Bei derartigen hydraulischen Antrieben ist es ferner seit vielen
Jahrzehnten bekannt, die hydrostatische Pumpe, den diese Pumpe antreibenden Motor
sowie den der Pumpe zugeordneten Sammelbehälter von dem hydraulischen Arbeitszylinder
bzw. dem hydrostatischen Motor räumlich und baulich zu trennen und diese beiden
Teile der hydraulischen Gesamtanlage lediglich durch Druckmittelleitungen miteinander
zu verbinden.
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Hydraulische Antriebe mit räumlicher und baulicher Trennung zwischen
dem hydrostatischen Motor bzw. dem hydraulischen Arbeitszylinder einerseits und
dem aus hydrostatischer Pumpe, Pumpenmotor und Sammelbehälter bestehenden Pumpenaggregat
andererseits werden ferner seit Jahrzehnten für Aufschiebevorrichtungen an Förderschächten
sowie bei Wagenvorziehern für den untertägigen Grubenbetrieb verwendet. Bei diesen
Aufschiebe- und Vorziehvorrichtungen sind lediglich ein oder mehrere hydraulische
Arbeitszylinder unterhalb oder zwischen den Förderwagenschienen angeordnet, während
das mit diesen lediglich durch die Zu- und Abführung der Druckflüssigkeit dienenden
Rohrleitungen verbundene, durch einen Elektromotor angetriebene Pumpenaggregat in
einem mehr oder weniger großen Abstand seitlich neben den Schienen angeordnet ist.
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Des weiteren gehört ein mit einem hydraulischen Antrieb ausgerüstetes
Gerät für das Nachreißen der Firste in untertägigen Abbaustrecken zum Stande der
Technik. Das Abkeilwerkzeug dieses Nachreißgerätes wird nach Art einer hydraulischen
Presse durch einen mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Arbeitszylinder in das anstehende
Gestein hineingetrieben, wobei der Arbeitszylinder sich entweder gegen die Sohle
abstützt oder aber zwischen Sohle und Firste mittels anderer hydraulischer Spannzylinder
verankert ist. Um eine Gefährdung des Bedienungspersonals sowie eine Beschädigung
des aus Pumpe, Pumpenmotor und Sammelbehälter bestehenden Antriebsaggregates durch
das beim Nachreißen der Firste hereinbrechende Gestein zu vermeiden, ist letzteres
in einem gewissen räumlichen Abstand von dem die Streckenfirste bearbeitenden Nachreißgerät
angeordnet und mit diesem lediglich durch flexible Druckmittelleitungen verbunden.
Die räumliche Trennung zwischen dem als hydraulische Presse ausgebildeten Nachreißgerät
und dem Druckerzeuger ergibt sich somit zwangläufig aus der Zweckbestimmung und
Arbeitsweise dieses Gerätes.
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Bei Schrämmaschinen ist es ferner seit Jahrzehnten bekannt, für den
Antrieb des Schrämmaschinenwindwerkes und der Einrichtungen zum Verstellen und Schwenken
der Schrämarme und Schrämwalzen hydraulische Antriebsmittel zu verwenden. Die Schrämwerkzeuge
selbst, d. h. die Gewinnungswerkzeuge der Schrämmaschine, werden jedoch in der Praxis
stets unmittelbar durch einen Elektro- oder Druckluftmotor angetrieben. Dieser Hauptmotor
treibt bei den sogenannten hydraulischen Schrämmaschinen außerdem eine oder gegebenenfalls
auch mehrere kleine Zahnradpumpen an, die ihrerseits entsprechend klein dimensionierte
Zahnradmotoren oder Arbeitszylinder mit Druckflüssigkeit beaufschlagen, die zur
Betätigung des SchrämmaschinenwindWerkes bzw. der Verstell- und Schwenkeinrichtungen
für den Schrämarm oder die Schrämwalzen dienen. Da es sich hierbei um Hilfs- und
Nebeneinrichtungen der Schrämmaschine handelt, die nur zeitweilig in Betrieb sind,
mit geringer Geschwindigkeit arbeiten und überdies nur eine geringe Antriebskraft
benötigen, besitzen diese hydraulischen Hilfs-und Nebenantriebe jeweils nur eine
sehr geringe Antriebsleistung, so daß sie entsprechend klein dimensioniert und innerhalb
des Schrämmaschinengehäuses untergebracht werden können. Eine Regelbarkeit dieser
hydraulischen Hilfs- und Nebenantriebe sowie eine nennenswerte überlastbarkeit derselben
ist ebenfalls nicht erforderlich, so daß für diesen Zweck meist Zahnradpumpen und
Zahnradmotoren verwendet
werden, die besonders geringe Abmessungen
haben, aber praktisch nur durch Drosselung des von der Pumpe erzeugten Druckölstromes
zu regeln sind und überdies wegen ihrer Quetschölverluste nur für geringere Förderdrücke
und Antriebsleistungen in Frage kommen.
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Da für den Antrieb der Schrämwerkzeuge um ein Vielfaches größere Antriebsleistungen
benötigt werden als für die Betätigung der Hilfs- und Nebeneinrichtungen, könnten
Zahnradgetriebe wegen ihres bei größeren Förderdrücken außerordentlich schlechten
Wirkungsgrades und ihrer außerordentlich starken Lagerbelastungen und Lagererwärmungen
nicht verwendet werden. Man müßte vielmehr hydraulische Antriebe anderer Art einsetzen,
die gegenüber Zahnradgetrieben wesentlich größere Abmessungen besitzen und deren
Unterbringung innerhalb des Schrämmaschinengehäuses, das aus betrieblichen Gründen
gewisse Abmessungen nicht überschreiten darf, völlig ausgeschlossen ist. Schon allein
aus diesem Grund ist es in der Praxis nicht möglich, die Schrämwerkzeuge einer Schrämmaschine
hydraulisch anzutreiben. Außerdem läßt sich für den Antrieb der Schrämwerkzeuge
auch kein unterteiltes hydraulisches Antriebsaggregat - wie es für andere Zwecke
bekannt ist - verwenden, beispielsweise in der Form, daß nur der hydraulische Motor
im Schrämmaschinengehäuse angeordnet und die übrigen Teile des Gesamtaggregates
davon räumlich und baulich getrennt angeordnet werden, weil sich das in diesem Fall
notwendige ständige Nachziehen der Druckmittelzuleitungen und des Antriebsaggregates
im Streb unter den üblicherweise vorhandenen Arbeitsbedingungen des Untertagebetriebes
nicht verwirklichen läßt.
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Es ist weiter ein mit Eigenantrieb ausgerüstetes, sich diskontinuierlich
am Abbaustoß entlang bewegendes Gewinnungsgerät bekannt, das durch einen hydraulischen
Spannzylinder zwischen Hangendern und Liegendem verspannt wird und beidseitig mit
Schneidköpfen ausgerüstet ist, die durch hydraulische Arbeitszylinder in das anstehende
Mineral hineingepreßt werden können. Die zwischen dem mittleren, als Spannzylinder
ausgebildeten Teil dieses Abkeil- oder Rammgerätes und den beidseitig vorgesehenen
Schneidköpfen angeordneten hydraulischen Zylinder sind ferner so ausgebildet, daß
sie ein absatzweises Vorschieben bzw. Nachholen des vorderen bzw. hinteren Teiles
des Gerätes ermöglichen. ; Die Druckmittelbeaufschlagung der verschiedenen hydraulischen
Arbeits- und Spannzylinder dieses Gewinnungsgerätes erfolgt durch eine innerhalb
des Maschinenrahmens angeordnete hydrostatische Pumpe, die in aller Regel durch
einen Elektromotor angetrieben wird. Da die verschiedenen Arbeitszylinder dieses
Gerätes verhältnismäßig große Querschnitte besitzen, nur verhältnismäßig geringe
Arbeitsgeschwindigkeiten benötigt werden und eine Regelung der den Zylindern zugeführten
Druckflüssigkeitsmenge nicht erforderlich ist, kann auch bei diesem bekannten Gewinnungsgerät
mit relativ geringen Förderdrücken gearbeitet und als Pumpe eine Zahnradpumpe verhältnismäßig
geringer Leistung verwendet werden, die sich zusammen mit dem entsprechend leicht
dimensionierten Pumpenmotor noch innerhalb des Maschinengehäuses unterbringen läßt.
Trotzdem besitzt dieses bekannte Abkeil- und Rammgerät derart große Abmessungen,
daß es nur bei größeren Flözmächtigkeiten eingesetzt werden kann. Eine räumliche
und bauliche Trennung zwischen den verschiedenen Arbeits- und Spannzylindern dieses
bekannten Gewinnungsgerätes einerseits und dem zu ihrer Druckmittelversorgung dienenden
Pumpenaggregat andererseits läßt sich praktisch ebensowenig wie bei einer Schrämmaschine
verwirklichen, weil in diesem Fall die Drucl"mittelleitungen und das Pumpenaggregat
von dem eigentlichen Gewinnungsgerät im Streb ständig nachgeschleppt werden müßten.
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Obwohl man somit seit mehreren Jahrzehnten für zahlreiche Anwendungszwecke
nicht nur des übertage-, sondern auch des Untertagebetriebes hydraulische Antriebe
benutzt hat, ist man dennoch bislang nicht davon abgegangen, für den Antrieb von
durch Zugmittel angetriebenen schälenden Gewinnungsgeräten ausschließlich Elektro-
und Druckluftantriebe zu verwenden, obwohl die eingangs geschilderten Nachteile
dieser Antriebsarten seit langem bekannt waren und als abänderungsbedürftig empfunden
wurden. Die Ursache hierfür ist möglicherweise darin zu suchen, daß man befürchtete,
daß sich die eingangs geschilderten, durch die großen Abmessungen und das hohe Gewicht
der bislang verwendeten Elektro- und Druckluftantriebe verursachten Nachteile noch
vergrößern würden, wenn man an deren Stelle hydraulische Antriebe verwenden würde,
deren Gzsamtabmessungen bzw. Gesamtgewicht noch erheblich großer ist als das der
bislang verwendeten Elektro- und Druckluftantrebe. Angesichts der allgemeinen Tendenz
zu einer möglichst kompakten Bauweise der Hobelantriebe und ihrer Anordnung unmittelbar
neben dem Förderer war man anscheinend in der Vorstellung befangen, daß auch ein
hydraulischer Antrieb in dieser geschlossenen Bauweise ausgebildet und unmittelbar
neben dem Förderer angeordnet werden müsse, wo er naturgemäß den Strebzugang und
die Materialförderung zum Streb in noch stärkerem Maße behindert hätte, als dies
bei den bislang verwendeten Elektro-und Druckluftantrieben der Fall ist. Zu dieser
Annahme besteht auch deshalb Veranlassung, weil in den Fällen, in denen man bislang
überhaupt hydraulische Antriebe bei Gewinnungsgeräten verwendet hatte, nämlich bei
den vorstehend behandelten Schrämmaschinen und Abkeil- oder Rammgeräten, man jeweils
das gesamte, aus hydraulischem Motor bzw. hydraulischen Arbeitszylindern, hydraulischer
Pumpe, Pumpenmotor und Sammelbehälter bestehende Antriebsaggregat räumlich und baulich
zusammengefaßt und außerdem jeweils in das Gewinnungsgerät selbst eingebaut hatte.
Möglicherweise ist die Fachwelt außerdem vor den gegenüber einem Druckluft- oder
Elektroantrieb gleicher Leistung höheren Anlagekosten eines hydrostatischen Antriebes
zurückgeschreckt. Insbesondere hat man jedoch offenbar die erheblichen, in vielfacher
Hinsicht bestehenden Vorteile nicht erkannt, die ein hydrostatischer Antrieb gerade
für schälende Gewinnungsgeräte bietet, bei denen infolge der ständigen starken Schwankungen
des Schälwiderstandes außerordentlich große Belastungsschwankungen der Antriebe
auftreten.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die an sich seit
langem bekannten vorteilhaften Eigenschaften hydraulischer Antriebe mit einer von
einem
Elektromotor angetriebenen hydraulischen Pumpe und einem von dieser über Druckmittelleitungen
angetriebenen hydraulischen Motor unter Vermeidung der vorstehend erwähnten, von
der Fachwelt offenbar befürchteten Schwierigkeiten und Nachteile in vollem Maße
auch für den Antrieb von an einem Förderer geführten schälenden Gewinnungsgeräten
im untertätigen Grubenbetrieb nutzbar machen lassen, wenn nur der hydraulische Motor,
der durch Zugmittel in an sich bekannter Weise ein schälendes Gewinnungsgerät antreibt,
am Förderer befestigt ist, während der Elektromotor, die hydraulische Pumpe und
ein Sammelbehälter zu einem gesonderten Antriebsaggregat baulich zusammengefaßt
sind, welches vom Förderer getrennt angeordnet und mit dem am Förderer befestigten
hydraulischen Motor in einer ein Nachziehen des Antriebsaggregates ermöglichenden
Weise verbunden ist. Während man von der ursprünglich für den Antrieb schälender
Gewinnungsgeräte verwendeten, vom Förderer getrennten Anordnung des als Ketten-
oder Seilwinde ausgebildeten Antriebsaggregates bereits vor vielen Jahren abgegangen
und dazu übergegangen ist, den Antriebsaggregaten eine möglichst kompakte und geschlossene
Bauweise zu geben und sie mit dem Förderer zu einer gemeinsam unrückbaren Einheit
zu verbinden, stellt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Unterteilung des Hobelantriebes
in den am Förderer befestigten hydraulischen Motor und das davon baulich und räumlich
getrennte, aus Elektromotor, hydraulischer Pumpe und Sammelbehälter bestehende Antriebsaggregat
eine völlige Abkehr von der bisherigen Entwicklungslinie derartiger Antriebe dar.
Zwar ist eine räumliche und bauliche Trennung zwischen den einzelnen Teilen eines
hydraulischen Antriebes für andere Anwendungszwecke seit Jahrzehnten bekannt gewesen,
jedoch hat man bislang in den Fällen, in denen man überhaupt hydraulische Antriebe
für Gewinnungszwecke, wie z. B. bei Schrämmaschinen oder Abkeil- oder Rammgeräten,
verwendet hat, hierfür stets eine geschlossene und ungeteilte Bauweise angewendet
und das gesamte Antriebsaggregat außerdem innerhalb des Gewinnungsgerätes selbst
untergebracht, obwohl dies auch bei der vergleichsweise geringen Leistung dieser
hydraulischen Antriebe bereits zu einer verhältnismäßig großen und sperrigen Ausbildung
der Maschinengehäuse führte. Somit haben die für schneidend bzw. abkeilend wirkende
Gewinnungsgeräte vereinzelt vorgeschlagenen hydraulischen Antriebe dem Fachmann
ebenfalls keine Anregung dazu zu geben vermocht, die besonderen Vorzüge hydrostatischer
Antriebe dadurch für den Antrieb von durch Zugmittel am Abbaustoß entlangbewegten
schälenden Gewinnungsgeräten nutzbar zu machen, daß der hydraulische Antrieb unterteilt
wird in einen relativ kleinen, am Förderer befestigten Teil und einen davon baulich
und räumlich getrennten Teil größerer Abmessungen und größeren Gewichtes, der vom
Förderer getrennt dort untergebracht wird, wo hierzu ausreichend Platz zur Verfügung
steht. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene hydraulische Antrieb unterscheidet sich
aber auch grundlegend von den für die schälende Gewinnung anfänglich verwendeten,
vom Förderer völlig getrennt in der Abbaustrecke angeordneten, mit Druckluft- oder
Elektroantrieb ausgerüsteten Ketten- oder Seilwinden, da der das Zugmittel des Gewinnungsgerätes
unmittelbar antreibende hydraulische Motor direkt am Förderer befestigt ist und
gemeinsam mit dem Förderer umgerückt wird, während nur die restlichen Teile des
Antriebsaggregates, die nicht jeweils mit umgerückt werden müssen, vom Förderer
getrennt angeordnet sind. Infolgedessen sind bei dem Antrieb nach der Erfindung
auch alle die Nachteile vermieden, die die Ursache dafür waren, daß man von der
anfänglich angewendeten, vom Förderer getrennten Anordnung der Hobelantriebe bereits
vor längerer Zeit dazu übergegangen ist, die Hobelantriebe mit dem Förderer zu einer
geschlossenen umrückbaren Einheit zu verbinden. Andererseits sind jedoch durch die
erfindungsgemäß vorgeschlagene, im Widerspruch zu dem allgemeinen Bestreben zur
Schaffung möglichst kompakter, am Förderer fest angebauter Hobelantriebe stehende
Unterteilung des gesamten Antriebsaggregates in mehrere, teils unmittelbar am Förderer,
teils davon getrennt angeordnete Teile erst die betriebsmäßigen Voraussetzungen
für eine Anwendung hydraulischer Antriebe in der schälenden Kohlengewinnung geschaffen
worden.
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Der allein am Förderer befestigte hydraulische Motor besitzt um ein
Vielfaches kleinere Abmessungen und ein wesentlich geringeres Gewicht als die bislang
verwendeten unmittelbar mit dem Förderer zusammengebauten Elektro- und Druckluftantriebe
einschließlich der bei ihnen benötigten mechanischen Untersetzungsgetriebe und Anlaufkupplungen,
so daß die bisher als außerordentlich lästig empfundene räumliche Beengung im Bereich
des Strebzuganges vermieden wird. Alle übrigen Teile des hydraulischen Antriebsaggregates
können demgegenüber dort angeordnet werden, wo sie den Zugang zum Streb und den
Materialtransport in den Streb nicht behindern und wo für ihre Unterbringung ausreichend
Platz zur Verfügung steht, beispielsweise in einem gewissen Abstand vom Strebeingang
innerhalb der Abbaustrecke. Dadurch, daß unmittelbar am Förderer nur ein relativ
geringe Abmessungen und ein entsprechend geringes Gewicht besitzender Teil des gesamten
Antriebsaggregates befestigt zu werden braucht, wird der Anschluß der Antriebsmittel
an den Förderer vereinfacht und die Verankerung bzw. Abspannung des Förderers auch
bei steilerem Flözeinfallen erleichtert. Außerdem können die Hobelställe kleinere
Abmessungen erhalten als bei den bekannten Bauarten mit unmittelbar am Förderer
befestigten Druckluft- und Elektroantrieben, während man auch auf der Versatzseite
des Förderers mit einer geringeren offenen Feldesbreite auskommt als bei den bislang
für den Antrieb schälender Gewinnungsgeräte verwendeten Antriebsarten.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen hydraulischen
Antriebes besteht darin, daß auch das Umrücken des Förderers und der daran geführten
Gewinnungseinrichtung wesentlich erleichtert wird, da zusammen mit dem Förderer
jeweils nur der verhältnismäßig leichte und kleine Abmessungen besitzende hydraulische
Motor umgerückt zu werden braucht. Andererseits wird trotz der Trennung zwischen
hydraulischem Motor und dem aus Elektromotor, hydraulischer Pumpe und Sammelbehälter
bestehenden Antriebsaggregat die Gefahr einer Störung der getrieblichen Verbindung
zwischen den verschiedenen Antriebselementen durch das Umrücken des Förderers vermieden.
Das geringe Gewicht des unmittelbar am Förderer befestigten hydraulischen
Motors
hat ferner den Vorteil, daß die für seine Befestigung vorgesehenen Anschlußrinnen
des Förderers eine verhältnismäßig leichte Ausbildung erhalten können.
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Es ist ohne weiteres möglich, die hydraulische Pumpe, den sie treibenden
Elektromotor mitsamt des Ölsammelbehälters in einem solchen Abstand vom Fördererende
in der Abbaustrecke anzuordnen, daß der Zugang zum Streb bzw. das Austragen des
Förderers in ein Streckenfördermittel durch das Antriebsaggregat für das schälende
Gewinnungsgerät in keiner Weise behindert wird. Die Länge der Verbindungsleitungen
zwischen hydraulischer Pumpe und hydraulischem Motor konn so groß gewählt werden,
daß der Förderer einschließlich des an diesem geführten schälenden Gewinnungsgerätes
mehrfach umgerückt werden kann, bevor das mit dem Förderer nicht unmittelbar verbundene
Antriebsaggregat nachgezogen werden muß. Selbstverständlich kann insbesondere in
Flözen größerer Mächtigkeit das aus Pumpe, Pumpenmotor und Sammelbehälter bestehende,
als einheitliches Bauteil ausgebildete Antriebsaggregat auch im Streb selbst angeordnet
werden. Die nachziehbare Verbindung zwischen diesem Antriebsaggregat und dem am
Förderer befestigten hydraulischen Motor kann auch so ausgebildet sein, daß bei
jedem Umrücken des Förderers das davon getrennt, beispielsweise in der Abbaustrecke,
angeordnete Antriebsaggregat um ein entsprechendes Maß nachgerückt wird.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die den
hydraulischen Motor mit dem Antriebsaggregat verbindenden Druckmittelschläuche derart
zugfest gestaltet bzw. armiert, daß besondere Zugelemente für das Nachziehen des
Antriebsaggregates fortfallen. Es ist jedoch auch möglich, den hydraulischen Motor
mit dem Antriebsaggregat zusätzlich zu den sie verbindenden Druckmittelschläuchen
durch mindestens ein Zugmittel, z. B. eine Kette, zu kuppeln. Hierbei wird das Zugmittel
zweckmäßig kürzer als die Druckmittelschläuche bemessen, so daß diese beim Nachziehen
des Antriebsaggregates keinerlei Zugbeanspruchungen aufzunehmen brauchen.
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Das aus hydraulischer Pumpe, Pumpenmotor und Sammelbehälter bestehende
Antriebsaggregat wird vorzugsweise - was an sich bekannt ist - mit Kufen versehen.
Diese Kufen werden jedoch im Gegensatz zu der bekannten Anordnung zweckmäßig am
Sammelbehälter vorgesehen, während der Elektromotor und die hydraulische Pumpe auf
diesem Sammelbehälter befestigt werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders tiefe
Schwerpunktlage des gesamten Antriebsaggregates und damit eine große Kippstabilität,
während andererseits der Elektromotor und die hydraulische Pumpe frei zugänglich
sind und infolgedessen leicht und einfach'zu warten sowie im Bedarfsfall auch ohne
Schwierigkeiten aus-und einzubauen sind.
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Gegenüber den bisher für den Antrieb von schälenden Gewinnungsgeräten
verwendeten elektrischen und Druckluftantrieben besitzt der erfindungsgemäß vorgeschlagene
hydraulische Antrieb ferner den Vorteil, daß er unter Anwendung sehr einfacher Steuer-und
Regelvorrichtungen eine Änderung der Antriebsrichtung und eine stufenlose Regelung
der Antriebsgeschwindigkeit des Zugmittels und damit des Gewinnungsgerätes zwischen
Null und einem maximalen Wert ermöglicht. Für alle Steuer- und Regelorgane entfällt
außerdem der bei vergleichbaren elektrischen Steuer- und Regeleinrichtungen erforderliche
Schlagwetterschutz. Derartige Regel- und Steuervorrichtungen können entweder an
der hydraulischen Pumpe oder am hydraulischen Motor vorgesehen werden. Die Regelvorrichtungen
werden zweckmäßig ferner so ausgebildet, daß bei einer Verringerung der Antriebsgeschwindigkeit
des Gewinnungsgerätes gleichzeitig die auf das Zugmittel übertragene Antriebskraft
zunimmt. Hierzu kann beispielsweise die hydraulische Pumpe oder aber auch der hydraulische
Motor .mit einer Regelvorrichtung für die vorzugs= weise stufenlose Regelung der
Druckmittelförderung ausgerüstet werden, was eine entsprechende Verringerung der
Drehzahl des hydraulischen Motors und damit der Antriebsgeschwindigkeit des Zugmittels
zur Folge hat. Ferner kann hierbei eine solche Anordnung getroffen werden, daß mit
abnehmender Fördermenge der Pumpe. der von ihr erzeugte Druckmitteldruck und damit
die auf das Antriebsrad für das Zugmittel des Gewinnungsgerätes übertragene Kraft
zunimmt.
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Ein besonderer Vorteil gegenüber den bisher für den Antrieb von schälenden
Gewinnungsgeräten verwendeten Elektro- und Druckluftantrieben besteht darin, daß
eine solche Regelung mit verhältnismäßig einfach ausgebildeten Regelorganen selbsttätig
sowie nahezu verlustlos, d. h. bei einem praktisch gleichbleibenden Wirkungsgrad,
durchgeführt werden kann. In der Praxis bedeutet dies, daß bei einem großen Schälwiderstand
des Gewinnungsgerätes mit einer kleineren Hobelgeschwindigkeit und bei einem geringeren
Schälwiderstand mit großer Hobelgeschwindigkeit gearbeitet werden kann, so daß sich
eine volle Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Antriebsleistung erreichen läßt.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene hydraulische Antrieb ermöglicht somit eine selbsttätige
Leistungsanpassung, wozu beispielsweise die hydraulische Pumpe mit einem Leistungsregler
ausgerüstet werden kann, welcher die Fördermenge der hydraulischen Pumpe umgekehrt
proportional zu dem jeweiligen Druck in ihrer Druckleitung in solcher Weise regelt,
daß die dem Pumpenmotor abverlangte Antriebsleistung unabhängig von den auftretenden
Belastungsschwankungen ständig im wesentlichen konstant gehalten wird. Hiedurch
läßt sich eine jeweils bestmögliche Ausnutzung der installierten Antriebsleistung
erreichen, während andererseits unzulässig hohe Beanspruchungen sowohl des hydraulischen
Getriebes als auch des dieses antreibenden Elektromotors ver-. mieden werden. Bei
dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Antrieb können somit infolge der mit einfachen
Mitteln zu bewerkstelligenden selbsttätigen Leistungsregelung der als Pumpenantrieb
dienende Elektromotor sowie auch alle anderen Teile des hydraulischen Aggregates
nach der durchschnittlich aufzubringenden Leistung dimensioniert werden, so daß
man mit wesentlich kleineren Antriebsleistungen auskommt als bei den bislang verwendeten
Druckluft- und Elektroantrieben, die mit Rücksicht auf die gerade bei der schälenden
Gewinnung unvermeidlichen starken und ständigen Belastungsschwankungen auf eine
wesentlich höhere Leistung ausgelegt werden mußten.
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Infolge der Möglichkeit, mit verhältnismäßig einfachen Regelvorrichtungen
die Fördermenge der hydraulischen
Pumpe gegebenenfalls bis auf
Null zu verringern, ist es ferner bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Antrieb
ohne weiteres möglich, den das Zugmittel des Gewinnungsgerätes unmittelbar antreibenden
hydraulischen Motor - wie es im praktischen Betrieb häufig erforderlich ist - für
eine kurze Zeitspanne stillzusetzen, ohne daß jeweils der Elektromotor abgeschaltet
zu werden braucht und ohne daß hierbei größere Leistungsverluste auftreten. Ferner
erreicht man bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen hydraulischen Antrieb eine
wesentlich gleichmäßigere Netzbelastung als bei den bekannten elektrischen Hobelantrieben,
wobei es durch Verwendung selbsttätig arbeitender Leistungsregler ohne weiteres
möglich ist, die vom Elektromotor aufzubringende Antriebsleistung ständig unabhängig
von allen Schwankungen des Arbeitswiderstandes des Gewinnungsgerätes im wesentlichen
konstant zu halten.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die sich bewegenden Teile
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Antriebes wesentlich kleinere Schwungmassen
besitzen, als dies bei den bekannten Elektro- und Druckluftantrieben der Fall ist,
so daß sich ihre Bewegungen gegenüber diesen wesentlich schneller abbremsen und
umkehren lassen. Hierdurch ergeben sich wesentlich kürzere Auslaufwege für das Gewinnungsgerät,
als sie sich beispielsweise bei den bekannten Elektroantrieben auch durch Anwendung
einer Gegenstrombremsung mit allen damit verbundenen Nachteilen erreichen lassen.
Die Umkehr der Bewegungsrichtung des Gewinnungsgerätes wird hierbei zweckmäßig dadurch
bewirkt, daß die Umlaufrichtung des am Förderer befestigten hydraulischen Motors
umgekehrt wird, und zwar mittels einer entweder diesem Motor oder der hydraulischen
Pumpe zugeordneten Steuervorrichtung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem in der Draufsicht dargestellten
Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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An dem Strebförderer 1, welcher vorzugsweise als Doppelkettenkratzerförderer
ausgebildet ist, ist ein schälendes Gewinnungsgerät 2, z. B. ein Kohlenhobel bekannter
Bauart, in Längsrichtung des Abbaustoßes bewegbar geführt. Der Strebförderer 1 ist
dem Abbaufortschritt folgend umrückbar. Hierzu können in der Zeichnung nicht dargestellte
Vorschubvorrichtungen, z. B. Druckluftzylinder, vorgesehen werden. Durch diese Vorschubvorrichtungen
wird der Strebförderer 1 ständig gegen den Abbaustoß angedrückt.
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Der Antrieb des schälenden Gewinnungsgerätes 2 erfolgt durch ein endloses
Zugmittel 3, von dem in der Zeichnung nur das Obertrum dargestellt ist. Das
Rücktrum des vorzugsweise als Kette ausgebildeten Zugmittels 3 ist in bekannten
Weise in einem das Gewinnungsgerät 2 auf ganzer Länge durchsetzenden, rohrartigen
Längskanal geführt.
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Die Zugkette 3 ist über an beiden Enden des Förderers 1 befetigte
Kettenräder 4, 4 a geführt, von denen bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel lediglich das Kettenrad 4 angetrieben ist. Das Kettenrad 4 ist
auf der dem Abbaustoß zugekehrten Seite eines verstärkt ausgebildeten Rinnenschusses
5 angeordnet und mit einem auf der dem Abbaustoß abgekehrten Seite dieses Binnenschusses
5 befestigten hydraulischen Motor 6 getrieblich verbunden. Zwischen dem hydraulischen
Motor 6 und dem Antriebskettenrad 4 ist ein aus einem Zahnradvorgelege bestehendes
Untersetzungsgetriebe 6 a vorgesehen.
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Im Abstand vom Strebförderer 1 und räumlich getrennt vom hydraulischen
Motor 6 ist in der Abbaustrecke der Elektromotor 8, die hydraulische Pumpe 9 und
der Sammelbehälter 10 für das Drucköl des hydraulischen Antriebes angeordnet.
Dieses Antriebsaggregat ist als einheitliches Bauteil ausgebildet und mit dem hydraulischen
Motor 6 durch Druckmittelschläuche 7 a, 7 b verbunden. Der Sammelbehälter
10
ist zweckmäßig auf Kufen gelagert, so daß er auf der Streckensohle gleitend
nachgezogen werden kann.
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Zwischen dem vorzugsweise als Drehstromasynchronmotor ausgebildeten
Elektromotor 8 und der beispielsweise als Axial- oder Radialkolbenpumpe ausgebildeten
hydraulischen Pumpe 9 ist eine elastische Kupplung 11, beispielsweise eine
Bolzenkupplung, vorgesehen. Die Pumpe 9 ist ferner mit einer Steuerung
12 für den Ölkreislauf ausgerüstet. Bei der Bewegung des Gewinnungsgerätes
2 in Richtung x fördert die hydraulische Pumpe 9 das Drucköl über die Druckmittelleitung
7a in den beispielsweise ebenfalls als Axial- oder Radialkolbenmaschine ausgebildeten
hydraulischen Motor 6, der über das mechanische Untersetzungsgetriebe 6a das Antriebskettenrad
4 antreibt. Aus dem hydraulischen Motor 6 fließt bei dieser Umlaufrichtung des Antriebskettenrades
4
das Drucköl über die Druckmittelleitung 7a in den Sammelbehälter
10 zurück. Um das Gewinnungsgerät 2 in entgegengesetzter Richtung x1 anzutreiben,
wird mittels der Steuervorrichtung 12 der Ölkreislauf umgekehrt, derart,
daß die Leitung 7b als Druckmittelzuleitung und die Leitung 7a als Rücklaufleitung
dient.
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Ferner ist die hydraulische Pumpe 9 mit einem Leistungsregler 13 ausgerüstet,
der eine stufenlose Regelung der Fördermenge der Pumpe 9 und damit eine stufenlose
Regelung der Antriebsgeschwindigkeit des Gewinnungsgerätes 2 ermöglicht.
Dabei kann ferner eine solche Anordnung getroffen werden, daß der von der Pumpe
9 aufgebrachte Flüssigkeitsdruck sich umgekehrt proportional zur Fördermenge
verändert, so daß die vom Elektromotor 8 aufzubringende Antriebsleistung im wesentlichen
konstant bleibt.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind Elektromotor
8, Pumpe 9, Kupplung 11, Steuerung 12 und Leistungsregler
13 auf dem beispielsweise als Deckel ausgebildeten Oberteil des Sammelbehälters
10 für das Drucköl befestigt. Diese Teile bilden eine bauliche Einheit, die
als Ganzes auf der Streckensohle gleitend nachgezogen werden kann.
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Die Druckmittelleitungen 7a und 7b sind bei dem in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel aus besonders zugfest gestalteten und
mit einer Ärmierung versehenen Schläuchen gebildet, so daß die Druckmittelschläuche
7a, 7b als Zugelemente für das Nachziehen des im wesentlichen aus Elektromotor
8, hydraulischer Pumpe 9 und Sammelbehälter 10 bestehenden Antriebsaggregates dienen.
Selbstverständlich können die Druckmittelschläuche 7a, 7b
auch eine wesentlich
größere Länge erhalten als bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel,
so daß der Förderer 1, um ein größeres Maß dem Abbaufortschritt folgend,
nachgerückt werden kann, bevor das Antriebsaggregat 8, 9, 10 nachgezogen
werden muß. Die armierten Schläuche 7a,
7 b besitzen bei dem in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel untereinander gleiche Länge und
sind ferner mit verhältnismäßig großem seitlichem Abstand angeordnet, derart, daß
ein gleichmäßiges Nachziehen des Antriebsaggregates 8, 9, 10
ohne Gefahr
eines Verkantens oder Querstellens gewährleistet ist.
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Selbstverständlich ist es möglich, den hydraulischen Motor -6 und
das Antriebsaggregat 8, 9, 10 zusätzlich zu den Druckmittelschläuchen 7a,
7 b
durch ein oder mehrere Zugelemente, z. B. Drahtseile oder Ketten, zu verbinden,
die zweckmäßig etwas kürzer bemessen werden als die Druckmittelschläuche
7 a, 7b. In diesem Fall werden die beim Nachziehen des Antriebsaggregates
8, 9, 10 aufzubringenden Zugkräfte von den Zugelementen aufgenommen, so daß die
Druckmittelschläuche 7 a, 7 b
eine einfachere und weniger zugfeste Ausbildung
erhalten können.