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Vorschubeinrichtung für Aufbruchbohrmaschinen und Streckenvortriebsmaschinen
Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer Vorschubeinrichtung, die für Aufbruchbohrmaschinen
und Streckenvortriebsmaschinen Verwendung finden kann. Für derartige Maschinen sind
verschiedene Vorschubeinrichtungen bekanntgeworden. Bei Aufbruchbohrgeräten ist
es bekannt, den Vortrieb über ein Zugmittel, beispielsweise ein Drahtseil oder ein
Gestänge, zu bewirken. Bei Streckenvortriebsmaschinen sind selbständig angetriebene
Wagen oder Fahrgestelle bekannt, die den Vorschub besorgen. Bekannt sind ferner
Vorschubstempel, die auf die Fahrgestelle einwirken, die die Werkzeuge tragen.
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Bei einer bekannten Streckenvortriebsmaschine ist ein quer zur Arbeitsrichtung
hydraulisch wirkender Spannzylinder vorgesehen, der sich gegen das Gebirge abstützt
und hierbei als Widerlager für die Druckzylinder wirkt, die die Werkzeuge in Arbeitsrichtung
vordrücken.
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Es ist ferner bekannt, bei einer Streckenvortriebsmaschine eine Verspannung
in der Strecke dadurch zu erzielen, daß schwenkbare Spindeln angeordnet sind, die
sich gegen besonders vorbereitete Nischen abstützen. Eine derartigeAbstützung ist
aber schlecht für ein schrittweises selbsttätiges Vorschieben der Maschine geeignet.
Diese Abstützung ist auch nicht in der Lage, die Torsionskräfte und die in Arbeitsrichtung
auftretenden Kräfte aufzunehmen.
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Schließlich ist auch eine bewegliche Bühne zum Hochbrechen bekannt,
bei der zwei Etagen vorgesehen sind, die sieh gegeneinander verschieben lassen.
Dieses Gerät dient einer anderen Aufgabe, weshalb auch nicht eine Abstützung gegen
das Gebirge, sondern eine Verriegelung erfolgt.
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Der Vorteil der Vorschubeinrichtung nach der Erfindung besteht demgegenüber
darin, daß sie vollautomatisch arbeitet, so daß nur noch eine überwachung der Vorrichtung
zu erfolgen braucht. Die Einsparung an Bedienungspersonal hat den Vorteil, daß die
Unfallgefahr vermindert und die Lohnkosten verringert werden. Demgemäß betrifft
die Vorschubeinrichtung nach der Erfindung Geräte, bei denen am Kopfende des Maschinengehäuses
sich drehende oder schlagende Vortriebswerkzeuge angeordnet sind und bei denen in
Arbeitsrichtung diese Werkzeuge vordrückende hydraulische Druckzylinder und außerdem
ein quer zurArbeitsrichtung angeordneter, sich zwischen dem Gebirge abstützender
Spannzylinder vorgesehen ist, der als Widerlager für den oder die in Arbeitsrichtung
wirkenden Druckzylinder dient. Die Erfindung besteht darin, daß in Längsrichtung
des Gerätes mindestens zwei Druckzylinder, ein mit diesen verbundener Spannzylinder
und ferner an sich bekannte Umschaltvorrichtungen für das Druckmittel vorgesehen
sind. Die Ausbildung und Anordnung dieser Umschaltvorrichtungen ist hierbei derart,
daß zunächst die Betätigung der Spannzylinder und nach Verspannung durch automatische
Umsteuerung des Druckmittels auf eine Seite der Kolbenstangen der Vorschub der Maschine
erfolgt. Am Ende der Vorschubbewegung wird sodann das Druckmittel in den Druckzylindern
und Spannzylinder zum Rücklauf freigegeben. Anschließend erfolgt ein Zurückziehen
des Kolbens des Spannzylinders mittels einer Feder und abschließend der Rückfluß
des Druckmittels zum rückwärtigen Teil der Kolbenstangen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine besondere Ausbildung der Spannvorrichtung,
die sich gegen das Gebirge anpreßt. Nach der Erfindung ist der Anpreßstempel des
Spannzylinders mit zwei Arbeitskolben gekoppelt, von denen einer gegen die Federkraft
einer Feder hydraulisch antreibbar ist, während der zweite unter dem Einfluß einer
Federkraft steht, die beim Ablassen des hydraulischen Druckmittels aus dem anderen
Zylinder ein Zurückziehen des Preßstempels bewirkt. Diese Ausbildung hat den Vorteil
einer vereinfachten Schaltung für den Zufluß und Abfluß des Druckmittels. Schließlich
betrifft die Erfindung noch die Ausbildung und Anordnung von Führungsrollen. Es
ist bekannt, an den Seitenwänden des Maschinengehäuses Führungsrollen anzuordnen.
Nach der Erfindung sind derartige Rollen in schräg zur Schachtrichtung angeordneten
Gleitführungen gelagert und hydraulisch verschiebbar. Eine derartige Anordnung der
Führungsrollen verbessert die Führung des Maschinengehäuses an den Wänden des Schachtes.
In
den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Aufbruchbohrmaschine
dargestellt.
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F i g. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer schematisch dargestellten
Aufbruchbohrmaschine, wobei sich der Pumpenantrieb und der Bohrkopfantrieb in Ruhestellung
befinden; F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung die hydraulische Anlage bei
sich verspannenden Anpreßstempeln; F i g. 3 zeigt die hydraulische Anlage während
der Hubbewegung nach vorn; F i g. 4 zeigt die hydraulische Anlage beim Nachholen
der Verspannvorrichtung; F i g. 5 zeigt die hydraulische Anlage am Ende der Nachholbewegung,
also kurz bevor der Zustand gemäß F i g. 1 erreicht ist.
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Die lediglich schematisch dargestellte Aufbruchbohrmaschine besteht
aus dem Sicherungsseil 25, einer Seilführungshülse 26, den am Kopf des Gerätes
angeordneten Werkzeugen 27 und dem Maschinengehäuse 28. Der Antrieb der Arbeitswerkzeuge
27 ist nicht dargestellt, weil sich die Erfindung auf diesen Teil des Gerätes nicht
bezieht.
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Die in F i g. 1 bis 5 dargestellte hydraulische Anlage besteht im
wesentlichen aus einem Druckmittelbehälter 1, einer Pumpe 2, einem
Vorlauf 22, einem Rücklauf 23 und den zwei Maximaldruckventilen 3,
5.
Ferner sind zum Vor- und Rücklauf ein überdruckventil 8 und ein
Rückschlagventil 10 angeordnet. Die Verspannvorrichtung weist bei diesem
Ausführungsbeispiel einen Preßstempel 24 auf, der sich einseitig gegen die
Schachtwand andrücken kann und seinen Antrieb durch einen Kolben 4 erhält,
der in einem Zylinder 15 mit einem Druckraum 16 geführt ist. Am hinteren Ende des
Kolbens 4 ist eine Führungsstange18 mit einem Kolben vorgesehen, auf den eine Druckfeder
9 wirkt. Die gesamte Verspannvorrichtung ist an Kolbenstangen 6 angeordnet,
die in Zylindern 11 gelagert sind. Am Ende der Kolbenstangen 6 ist ein Kolben 13
vorgesehen, auf den das Druckmittel von beiden Seiten wirken kann, das an beiden
Enden in das Innere 12 des Zylinders 11 eingeführt wird. Seitlich
am Maschinengehäuse ist eine Führungsrolle 19 vorgesehen, deren Achse in einer schräg
angeordneten Kulisse 20 geführt ist. Die Rolle 19 ist in dieser schrägen
Kulisse 20 durch einen Druckkolben 7 verschiebbar. Der Druckkolben
7 mit dem dazugehörigen Zylinder ist an das hydraulische System durch eine
besondere Zuleitung angeschlossen, die derart geschaltet ist, daß der Druckkolben
7 stets von dem Druckmittel beaufschlagt wird, wenn das hydraulische System unter
Druck ist. Die Zuführungsleitung ist mit dem Vorlauf 22 über ein Rückschlagventil
10 verbunden. In dem Abzweig zum Rücklauf ist ein Absperrhahn 21 vorgesehen.
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Das hydraulische System wirkt wie folgt: Aus dem Behälter
1 saugt die Pumpe das Druckmittel und drückt es über die Vorlaufleitung
22 in das Maximaldruckventil 3. Es handelt sich hierbei um eine an
sich bekannte Ventilausbildung, die auf einen Höchstdruck anspricht und automatisch
bestimmte Schaltungen vornimmt. Ferner reagiert ein Maximaldruckventil in der gleichen
Weise, wenn ein Mindestdruck unterschritten wird. Dieses Maximaldruckventil 3 ist
darüber hinaus derart geschaltet, daß der Druck zunächst ohne weiteres in den Druckraum
16 des Druckzylinders 15 geleitet wird. Der Kolben 4 wird gegen den
Druck der Feder 9 in der Druckrichtung des Druckmittels geschoben, bis sich
der Stempel 24 gegen die Schachtwand anpreßt. Da die ganze Vorlaufleitung 22 unter
Druck steht, fließt das Druckmittel außerdem über das Rückschlagventil
10 zu dem Druckzylinder, der seitlich am Maschinengehäuse angeordnet ist,
so daß der Druckkolben 7 beaufschlagt und somit die Führungsrolle 19 mittels
der schräggestellten Kulisse 20 gegen die Schachtwand gepreßt wird. Die von
den Kolben 4 und 7 durchgeführten Bewegungen ergeben sich aus einem Vergleich
zwischen F i g. 1 und 2.
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Sobald im Druckraum 16 des Druckzylinders 16
ein Maximaldruck
erreicht ist, auf den das Ventil 3 einstellbar ist, schaltet das Ventil 3 derart
um, daß das Druckmittel bis zum Maximaldruckventil 5 gelangt. Hierbei bleibt
der Druck auf den Kolben 4
und auch auf den Kolben 7 aufrechterhalten. Das
Maximaldruckventi15 läßt nun das Druckmittel ohne weiteres zu den oberen Enden der
Druckzylinder 11 durchlaufen, so daß die Kolben 13 vorn oberen Ende her beaufschlagt
werden. Hierbei werden die Kolben 13 mit den Kolbenstangen 6 langsam
aus den Zylindern 11 herausgedrückt, wobei der Vorschub des Maschinengehäuses
mit den Werkzeugen 27 beginnt. Der Druckraum 12 der Zylinder 11 wird
von oben mit dem Druckmittel so lange versorgt, bis die Kolben 13 ihre untere Endstellung
erreichen. Diese Endstellung ist in F i g. 3 dargestellt. Während dieser Bewegung
bleibt der Anpreßdruck der Führungsrolle 19 gegen die Schachtwand erhalten.
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Haben die Kolben 13 ihre untere Endstellung erreicht (F i g. 3), schaltet
das Maximaldruckventil 5 automatisch um, so daß die Druckflüssigkeit nunmehr direkt
von der Pumpe 2 über die Ventile 3 und 5 zum Behälter 1 zurücklaufen
kann. Das hydraulische System ist in diesem Zustand drucklos, da der Umlauf des
Druckmittels ohne Widerstand erfolgt. Es bleibt lediglich der Anpreßdruck auf den
Kolben 7 erhalten.
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Sobald das System drucklos geworden ist, schaltet das Maximaldruckventil5
auf eine Leerstellung, so daß die Federkraft der Feder 9 wirksam wird und
der Kolben 4 zurückgezogen wird. Hierbei wird das im Druckraum 16 befindliche
Druckmittel in Richtung auf das Ventil 3 herausgepreßt (s. F i g. 4).
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Wenn der Kolben 4 die in F i g. 4 dargestellte Stellung erreicht
hat, schaltet das Ventil s das Druckmittel auf den rückwärtigen Teil oder unteren
Teil des Kolbens 13 um. Die Kolben 13 werden nach oben gedrückt, wobei die
gesamte Verspannvorrichtung mit dem gelösten Stempel 24 nachgeholt wird. Das Ende
dieser Nachholbewegung ist in F i g. 5 dargestellt. Erreichen die Kolben
13 ihre obere Endstellung, dann schaltet das Maximaldruckventil5 auf die
Haltstellung um. Gleichzeitig schaltet das Maximaldruckventil 3 um, so daß
die Druckflüssigkeit wiederum dem Druckraum 16 des Zylinders 15 zufließen
kann, so daß der Betriebszustand erreicht ist, der in F i g. 2 dargestellt ist.
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Erwähnt wird noch, daß der Druckkolben 7 stets unter konstantem Druck
bleibt, solange die Pumpe 2
arbeitet. Lediglich bei Stillstand der ganzen
hydraulischen Anlage (s. F i g. 1) löst sich die Druckrolle 19
von der Schachtwand.
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In F i g. 1 bis 5 sind die verschiedenen Schaltungen
der
Ventile 3 und 5 schematisch dargestellt. Es bedeutet beim Ventil 3: a = Druck, b
= Halten, c = Frei; beim Ventil 5: a = Bohrdruck, b = Halten, c = Nachzug.
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Bei dem in F i g. 1 bis 5 dargestelltenAusführungsbeispiel sind die
Zylinder 11 und 15 in einer Ebene angeordnet. Es ist aber ohne weiteres möglich,
die Zylinder 15 in einer Ebene vorzusehen, die senkrecht zu den Zylindern 11 liegt.
Eine derartige abgeänderte Ausführungsform ist in F i g. 6 in der Ansicht dargestellt.
Wie ohne weiteres erkennbar ist, sind die in F i g. 1 bis 5 im Schnitt dargestellten
Druckzylinder gegenüber der Verspannvorrichtung um 90° verdreht. Die in F i g. 6
dargestellte Verspannvorrichtung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel
überdies dadurch, daß an beiden Enden der Verspannvorrichtung bewegliche Anpreßstempel
24 vorgesehen sind.