-
Fahrbare Maschine zum Vortreiben einer Gesteinsstrecke Die Erfindung
betrifft eine fahrbare Maschine zum Vortreiben einer Gesteinsstrecke, bei der ein
stoßend wirkendes Werkzeug in mehreren Ebenen schwenkbar gelagert ist, wobei eine
Andrückvorrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die stoßend wirkenden Werkzeuge
an den Kohlenstoß drückbar sind.
-
Bei einer Maschine dieser bekannten Gattung handelt es sich um einen
sogenannten Kohlenschneider, dessen Lösewerkzeuge als Abbauhämmer ausgebildet sind.
Zum Lösen von Kohle ist diese Maschine nicht geeignet, weil die zur Verfügung stehende
Wuchtenergie für jedes Werkzeug nur derjenigen eines einzelnen Abbauhammers entspricht.
Wird die Wuchtenergie des Abbauhammers üm das Hundertfache vergrößert, wird zwar
die zum Zerspanen der Kohle notwendige Energie aufgebracht, jedoch arbeitet die
Vorrichtung mit einer zu geringen Frequenz. Die Anwendung der Schwingtechnik mit
gegenläufig rotierenden Unwuchten oder einer hin- und herschwingenden Kolbenmasse,
die in Luftpuffern elastisch aufgegangen wird, ergibt eine geringe Andruckkraft
von nur 8 bis 12 t.
-
Bei einer anderen bekannten Maschine besteht der Nachteil, daß während
der Tätigkeit derselben ein Zylinder starr abgestützt ist, dessen Kolbenstange das
eigentliche Werkzeug trägt. Durch die wechselweise Beaufschlagung des Kolbens wird
das Werkzeug jeweils zurückgezogen und dann erneut wieder gegen das zu zertrümmernde
Gestein gewuchtet. Ist das Werkzeug weiter vorgedrungen, so wird der Zylinder durch
Drehung einer Schraubspindel vorgeschoben. Dadurch wird lediglich die dem Kolben
innewohnende kinetische Energie zum Vortreiben des Werkzeuges gegen die Strecken
ausgenutzt. Es liegt auf der Hand, daß die Leistungsfähigkeit dieser Maschine im
Hinblick darauf gering sein muß, daß lediglich die kinetische Energie des das Werkzeug
tragenden Kolbens und der dabei geringen Massenträgheitskräfte im Verein mit der
geringen Schlagfrequenz von bis zu nur 100 Schlägen pro Minute wirksam sind. Die
Grenzen der Leistungsfähigkeit dieser bekannten Maschine werden im übrigen dadurch
bestimmt, daß die beim Arbeiten der Maschine auftretenden Schläge über die zum Vorschub
des Werkzeugs vorgesehene Schraubspindel auf die Maschine unmittelbar übertragen
werden, so daß diese zur Vermeidung frühzeitiger Betriebsstörungen sehr schwer gebaut
werden mußte.
-
Es ist zwar auf anderem Gebiet eine Vorrichtung zum Antrieb eines
stoßend wirkenden Werkzeugs, z. B. zum selbsttätigen Gewinnen und Verladen von Kohle,
bekanntgeworden, die mit einem von einer elastischen Kraft vorschiebbaren, das Werkzeug
tragenden Zylinder versehen ist, in dem sich ein Kolben frei schwingend bewegen.
und an beiden Enden seiner Bewegungsbahn 'von Luftpuffern aufgefangen werden kann,
derart, daß der Kolben und der Zylinder gegenläufige Schwingbewegungen vollführen
können. Abgesehen davon, daß diese bekannte Vorrichtung mit einer fahrbaren Maschine
zum Vortreiben einer.. Gesteinsstrecke nicht unmittelbar in Beziehung gesetzt werden
kann, besteht der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung darin, daß als elastische
Kraft zum Vorschieben des das Werkzeug tragenden Zylinders eine Anpreßfeder dient,
die deni Fortschritt der Arbeitsleistung entsprechend durch eine Winde, eine Schraubspindel
oder ein einzuholendes Zugseil nachgestellt werden muß. Diese Maßnahmen erfordern
sä£ntlich verhältnismäßig raumgreifende Mittel, da im Hinblick auf die zu erzeugende,
verhältnismäßig hohe Federspannung geeignete Getriebeübersetzungen vorgesehen sein
müssen. Der wesentliche Nachteil dieser Regelung der Anpreßkraft der Feder besteht
aber darin, da.ß in Abhängigkeit von den spezifischen Eigenschaften des jeweils
zu lösenden Gesteins und von der Wahl der Schlagfrequenz des Werkzeugs sowie dessen
besondere Ausbildung Resonanzschwingungen zwischen der Anpreßfeder und dem das Werkzeug
tragenden Arbeitszylinder- und@dessen Kolben praktisch nicht mit voller Sicherheit
auszuschließen sind. Selbst wenn man eine Übertragung dieser bekannten Vorrichtung
auf fahrbare Maschinen zum Vortreiben einer Gesteinsstrecke' für naheliegend halten
wollte, würde diese Vorrichtung für solche Zwecke deshalb ungeeignet sein. Denn
derartige Resonanzerscheinungen würden sich nizr@durch eine sofortige Änderung der
Angreßkraft #&r Feder beseitigen
lassen. wenn man nicht eine
Leistungsverminderung der Maschine durch Regulierung der Schlagfrequenz in Kauf
nehmen will. Für eine Regulierung der Anpreßkraft der Feder mittels einer Winde
od. dgl. ist aber zuviel Zeit erforderlich, als daß schädliche Einflüsse auf die
gesamte Maschine und deren bewegliche Teile durch die kritischen Schwingungen vermieden
werden könnten. Hieraus ergibt sich, daß durch diese bekannte Vorrichtung die der
Maschine nach dem erstgenannten Vorschlag anhaftenden Nachteile selbst dann nicht
vermieden werden, wenn man die Übertragung der zuletzt behandelten Vorrichtung auf
derartige Maschinen als naheliegend ansehen würde.
-
Die Erfindung geht von einer Maschine der eingangs erwähnten bekannten
Gattung aus und kennzeichnet sich zur Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile
dadurch, daß unter Verwendung eines an sich bekannten Freikolbenschwingmotors, dessen
Gehäuse die Stoßwerkzeuge trägt, zwischen einem in bekannter Weise an dem Fahrwerk
gelenkig gelagerten Schlitten und dem von diesem getragenen Schwingmotor ein die
Andruckkraft bestimmendes Luftpolster vorgesehen ist. Durch die Verwendung eines
von einer elastischen Kraft vorschiebbaren, das Werkzeug tragenden Zylinders, in
dem sich ein Kolben frei schwingend bewegen und an beiden Enden seiner Bewegungsbahn
von Luftpuffern aufgefangen werden kann, können der Kolben und der Zylinder gegenläufige
Schwingungen ausführen, wobei zur Erzeugung der elastischen Kraft für den Vorschub
des Zylinders die Luftfüllung für den Druckzylinder regelbar ist. Durch Versuche
hat sich die zunächst überraschende Tatsache ergeben, daß durch die Verwendung eines
Druckluftzylinders zur Ausübung der auf das Werkzeug einwirkenden elastischen Kraft
das Auftreten von Resonanzerscheinungen praktisch vermieden werden kann. Für den
Fall, daß durch besondere Umstände Resonanzerscheinungen zwischen dem das Werkzeug
tragenden Arbeitszylinder und dem Druckluftzylinder auftreten sollten, ist eine
sofortige Änderung der Luftfüllung des Druckluftzylinders durch eine Regelvorrichtung
möglich, ehe diese Resonanzschwingungen sich schädlich auf die Maschine auswirken
können. Dieser Vorteil der sofort wirksamere Regelbarkeit des Druckluftzylinders
ermöglicht es, daß bereits auf Anzeichen einer sich anbahnenden Resonanzschwingung
die Luftfüllung des Druckluftzylinders gegebenenfalls auch im Sinne eines erhöhten
Anpreßdruckes verändert werden kann, ehe überhaupt die Resonanzerscheinungen gefährliche
Ausmaße annehmen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Maschine, F i g. 2
eine Draufsicht auf die Maschine nach F i g. 1 und F i g. 3 eine Vorderansicht.
-
Auf Laufschienen 10, die in Längsrichtung der aufgefahrenen
Strecke verlegt sind, ist durch Laufräder 11 ein Fahrgestell 12 abgestützt. An dem
Fahrgestell sind zur Erhöhung der Standfestigkeit an seitlichen Auslegern Stützvorrichtungen
13 sowie Schienenzangen 14 angebracht. Die letzteren ermöglichen ein Feststellen
der Maschine in ihrer jeweiligen Betriebsstellung. Auf dem Fahrgestell 12 ist um
einen vertikalen Zapfen drehbar ein Drehgestell 15 angeordnet. Zwischen den senkrecht
aufragenden Wangen desselben ist durch eine Achse 16 ein als Führung dienender Schlitten
17 gelagert, der in der Vertikalen kippbar ist. In dieser Führung ist das Gehäuse
18 eines Freikolbenschwingmotors gleitend geführt, an dessen vorderem Stirnende
ein Stoßwerkzeug 19 starr befestigt ist. In dem hinteren Teil des Schlittens
17 ist ein Zylinder 20 angeordnet, dessen Vorschubkolben durch eine Kolbenstange
21 mit dem Gehäuse 18 des Schwingmotors elastisch verbunden ist. Bei
entsprechender Befüllung des Zylinders 20 mit Luft wird somit das Werkzeug
19 mit einer entsprechenden Kraft ständig gegen die Ortsbrust der Strecke
gepreßt. Im Innern des Gehäuses 18 des Schwingmotors ist frei schwingend
ein Kolben angeordnet, der infolge wechselweiser Beaufschlagung ständig hin und
her getrieben wird. Dieser schwingende Kolben verursacht seinerseits eine Schwingbewegung
des Gehäuses 18 und damit des Werkzeugs 19. Diese schwingende Bewegung
des Werkzeugs 19 wird gleichzeitig mit dem ständigen Anpreßdruck durch den
Anpreßzylinder 20 wirksam. Die Andrückkiaft ist dabei so bemessen, daß die Spitze
des Stoßwerkzeugs 19 bei ihren ständigen Schwingungen auch bei voller Andrückkraft
noch in der Lage ist, sich periodisch von der Ortsbrust abzuheben. Es werden auf
diese Weise außerordentlich heftige Schläge auf die Ortsbrust ausgeführt mit der
Wirkung, daß das Gestein an der gerade beaufschiagten Stelle zertrümmert wird.
-
Ein Drehstuhl 15 einerseits und die Kippbarkeit des Schlittens
17 andererseits ermöglichen es nun, das Stoßwerkzeug an jeder beliebigen Stelle
der Ortsbrust anzusetzen. Es wird auf diese Weise ohne Herstellung von Bohrlöchern
und Anwendung von Sprengmitteln die Streckenbrust nach und nach auf ihrer ganzen
Fläche abgetragen. Es ist auf diese Weise nicht nur ein schnelleres Auffahren der
Strecke möglich, als es bei den bisher gebräuchlichen Verfahren erzielt werden konnte;
der Herstellungspreis ist auch niedriger. Vor allen Dingen aber wird eine Zerklüftung
des Gebirges verhindert. Eine mit den Mitteln der Erfindung aufgefahrene Strecke
hat daher eine wesentlich längere Standdauer als die Strecken, die unter Anwendung
von Sprengstoffen hergefahren wurden. In vielen Fällen kann auch noch auf einen
Ausbau verzichtet werden, in denen bisher zum Schutze der Bergleute das mehr oder
minder stark zerklüftete Gebirge durch einen geeigneten Ausbau unterfangen werden
mußte.
-
Das Umsetzen des Werkzeugs 19 durch Vorschwenken des Drehstuhls in
der Horizontalen erfolgt durch entsprechende Beaufschlagung eines hydraulischen
Zylinders 22. Ein Zylinder 23 gestattet ein Anheben und Absenken des Werkzeugs 19
in der Vertikalen. Die Steuerung dieser beiden Zylinder ist zweckmäßig zu einer
Knüppelsteuerung 24 zusammengefaßt. Ein weiterer Steuerhebel 25
mag
dazu dienen, beim Vorrücken des Geräts in eine neue Arbeitsstellung die seitlichen
Stützen 13 bis auf die Sohle abzusenken und gegebenenfalls gleichzeitig die Schienenzangen
14 zu schließen, so daß das Gerät als ganzes eindeutig und fest in seiner
Lage gesichert ist. Schließlich kann durch einen Schalthebel 26 der Schwingungserzeuger
gestown werden. Es schwingt alsdann in dem Gehäuse 18 der
frei
schwingende Kolben hin und her. Am Ende seines Bewegungshubes wird der Kolben dadurch
elastisch aufgefangen, daß er in entsprechenden Pufferräumen eine seiner kinetischen
Energie entsprechende Verdichtung von Druckluft bewirkt; bei der rückläufigen Bewegung
des Kolbens expandiert diese Luft wieder, so daß eine unerwünschte Temperatursteigerung
vermieden wird. Statt der Pufferräume können aber auch andere geeignete Auffangmittel
vorgesehen sein, um den Kolben in seiner einen oder anderen Endlage elastisch aufzufangen.