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Streckenvortriebs- oder Gewinnungsmaschine Die Erfindung betrifft
eine Streckenvortriebs- oder Gewinnungsmaschine, bestehend aus einem vorrückbaren
Rahmen, an dem ein mit Schneidwerkzeugen bestückter, drehangetriebener Schneidkopf
angeordnet ist, der an der Vorderseite des Rahmens einen quer zur Vortriebsrichtung
angeordneter, um eine waagerechte, zur Vortriebsrichtung parallele Achse schwenkbaren,
als Gleitführung für den Schneidkopf dienenden Träger aufweist.
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Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. Sie dienen dazu, gegebenenfalls
Kohle und Nebengestein getrennt hereinzugewinnen. Dies wird dadurch möglich, daß
der Schneidkopf nicht nur in Richtung des Abbaustoßes vorgeschoben, sondern auch
auf einem schwenkbaren Ausleger verschiebbar ist und daher sowohl gerade wie auch
kreisbogenförmige Schnitte ausführen kann. Die bekannte Maschine ist jedoch nicht
in der Lage, Strecken auch in sehr hartem, gleichförmigem Gestein aufzufahren. Wenn
daher beispielsweise Sandstein und Granit zu durchfahren sind, muß im diskontinuierlichen
Betrieb, d. h. mit Bohren, Schießen und Laden, gearbeitet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art auf
einfache Weise so zu verbessern, daß nunmehr auch der Streckenvortrieb in sehr hartem,
gleichförmigem Gestein möglich ist und dabei die Vorteile der Maschine, die ohne
weiteres mit einer Ladevorichtung kombiniert werden kann, ausgenutzt werden, insbesondere
aber die Unterbrechungszeiten entfallen, die beim Schießen dadurch entstehen, daß
die verhältnismäßig große und schwere Maschine von der Ortsbrust entfernt werden
muß.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß an der
Gleitführung zusätzlich eine senkrecht zur Längsachse des Trägers drehbare Steinsäge
vorgesehen ist, welche an einem Schwenkarm mit zur Drehachse der Säge paralleler
Schwenkachse gelagert ist. Hierdurch ist es möglich, zwei zueinander parallele Schlitze
im Gestein herzustellen und das zwischen den Schlitzen stehengebliebene Gestein
abzuscheren oder abzubrechen.
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Vorteilhaft wird beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung so
verfahren, daß im Streckenstoß zunächst zum Liegenden parallel verlaufende und/oder
radial angeordnete Doppelschlitze hergestellt werden und dann das zwischen den Schlitzen
streifenförmig stehengebliebene Gestein abgeschert bzw. abgebrochen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der Streckenvortriebsmaschine, F i g. 2 eine
Draufsicht auf F i g. 1, F i g. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach F i g.
1, F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 2, wobei die Anordnung in Richtung
des Pfeils A in -F i g. 2 gesehen dargestellt ist, F i g. 5 einen Schnitt auf der
Linie V-V in F i g. 4, F i g. 6 A bis 6 D das Verfahren zur Hereingewinnung des
Gesteins beim Auffahren einer im Querschnitt rechteckigen Strecke, F i g. 7 A und
7 B den Einsatz der Maschine beim Auffahren einer im Querschnitt D-förmigen Strecke,
F i g. 8 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Anordnung nach F i g. 2 zur Veranschaulichung
eines abgewandelten Ausführungsbeispiels und F i g. 9 die Betriebsweise der erfindungsgemäßen
Maschine beim Auffahren einer im Querschnitt kreisförmigen Strecke.
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Die in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellte Maschine besteht aus einem
Hauptrahmen 2, in dem ein Motor 3 angeordnet ist. Der Motor wird von einer an der
Rückseite der Maschine angeordneten Plattform 4
durch einen Bedienungsmann
bedient. Die Maschine ist auf in Längsrichtung verlaufenden, langgestreckten
und
im Abstand parallel zueinander angeordneten Stützen 5 befestigt. Die Sohle der in
der Auffahrung befindlichen Strecke 7 ist mit 6 bezeichnet, das Hangende ist bei
8 angegeben und der Streckenstoß bzw. die Ortsbrust ist bei 9 dargestellt. Der Maschinenrahmen
ruht an seinem hinteren Ende, um eine waagerechte Querachse 11 -schwenkbar, auf
einem die beiden Stützen verbindenden Bock 12. Im Bereich des vorderen Endes ist
der Maschinenrahmen auf zwei gelenkig gelagerten Druckmittelzylindern 10 abgestützt.
Die oberen und unteren Stellungen, die die Maschine durch Betätigung der Druckmittelzylinder
10 einnehmen kann, sind in F i g. 1 in gestrichelten Linien angegeben. An dem vorderen
Ende des Maschinenrahmens ragt eine drehbare Welle 13 nach vorn, an der ein in der
Zeichnung in waagerechter Stellung stehender Träger 13a befestigt ist. Der Träger
besteht aus zwei Teilen 14 und 15, von denen der Teil 14 fest mit der Welle 13 verbunden
und der Teil 15 am Teil 14 in dessen Längsrichtung gleitverschiebbar geführt ist.
An dem Trägerteil 15
ist ferner ein Schlitten 16 geführt, der einen mit (nicht
gezeigten) Schneiden ausgestatteten Schneidkopf sowie eine Sägevorrichtung 18 trägt.
Die Sägevorrichtung besteht aus zwei Kreissägen 19, die sich in parallelen Ebenen
drehen, sowie einem elektrischen Antriebsmotor 20 (F i g. 2 und 5).
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Die Welle 13 kann mit Hilfe zweier Druckmittelzylinder 21 um 180°
gedreht werden. Die Zylinder 21 sind bei 22 zwischen zwei an der Seite des Maschinenrahmens
2 befestigten Platten 23 gelagert. Die Zylinder 21 liegen ini wesentlichen quer
zum Rahmen 2 oberhalb der Welle 13. Ihre Kolbenstangen 24 sind bei 25 an einem gekrümmten
Hebel 26 angelenkt, der um ein festes Gelenk 27 im Rahmen drehbar ist. Der Hebel
26 ist bei 28 gelenkig mit einem gekrümmten Hebel 29 verbunden, der seinerseits
im Gelenk 30 mit einer die Drehung auf die Welle 13 übertragenden Hohlwelle 31 in
Verbindung steht.
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Die erfindungsgemäße Maschine rückt selbsttätig vor und steuert sich
selbst. Zu diesem Zweck sind die Stützen 5 mit vorschiebbaren weiteren Stützen verbunden
und mit (nicht gezeigten) Druckmittelzylindern ausgestattet. Die Maschine kann auf
diese Weise sowohl nach vorn wie auch nach hinten Schreitbewegungen ausführen. '
Der Betrieb der Maschine erfolgt, mit Ausnahme des Antriebs für die Sägen, vorteilhaft
hydraulisch. Hierzu sind herkömmliche (nicht gezeigte) Pumpen an den Motor 3 angeschlossen.
Der Motor kann ein üblicher Elektromotor sein.
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Die drehbare Welle 13 ist in ihrem vorderen Bereich in Lagern 32 (F
i g. 1) im Maschinenrahmen und in ihrem hinteren Bereich mit Hilfe der Hohlwelle
31 gelagert, wobei diese letztere in Lagern 33 ; ruht, in denen die Hohlwelle mit
Hilfe eines Druckmittelzylinders 34 in axialer Richtung verschoben werden kann.
Ein Keil stellt die drehfeste Verbindung zwischen der Welle 13 und der Hohlwelle
31 her.
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Wie F i g. 4 zeigt, ist der Teil 14 des Trägers am i geflanschten
Ende 35 der Welle 13 befestigt und mit Gleitführungen 36 ausgestattet, in denen
der andere Teil 15 mittels entsprechender Gegenführungen 37 gleitet. Zur Bewegung
des Teils 15 gegenüber dem fest mit der Welle 13 verbundenen Teil 14 dient ein t
doppeltwirkender Druckmittelzylinder 38, der an einem Ende durch einen Gelenkzapfen
39 schwenkbar an einer mit dem Teil 14 verbundenen Konsole 40 und am anderen Ende
mit Hilfe eines Schwenkzapfens 41 an den am Teil 15 befestigten Lagerkonsolen 42
verbunden ist.
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An dem bewegbaren Teil 15 sind wiederum Gleitführungen 43 angeordnet,
in denen ein mit entsprechenden Gegenführungen 44 ausgestatteter Schlitten 16 gleitet.
Der Schlitten wird am Trägerteil 15 mit Hilfe eines doppeltwirkenden Druckmittelzylinders
45 hin- und herbewegt. Der Druckmittelzylinder ist an einem Ende in einem durch
den Zapfen 46 gebildeten Gelenk (F i g. 5) und am anderen Ende in dem durch einen
Zapfen 47 und zwei mit der Konsole 49 verbundenen Lageraugen 48 gebildeten Gelenk
mit dem Schlitten verbunden.
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Auf dem Schlitten 16 ist ein drehbarer Schneidkopf 17 angeordnet,
der von einem (nicht gezeigten) Hydraulikmotor angetrieben wird. Das Motorgehäuse
ist bei 50 angegeben; 51 ist das Gehäuse für das (nicht gezeigte) Untersetzungsgetriebe.
Beiderseits des Gehäuses für den Hydraulikmotor 50 und parallel zur Achse der Welle
13 sind, ausgehend von dem dem Teil 15 zunächst liegenden Abschnitt, zwei parallele
Platten 52 und 53 befestigt, von denen jede an einer Kante eine Verlängerung 54
aufweist. Zwischen den innenliegenden Platten 53 ist der zum Antrieb der Sägen dienende
Elektromotor 20 befestigt. Am Elektromotor ist (F i g. 2) ein Ritzel 56 vorgesehen,
das mit einem Zahnrad 57 im Eingriff steht. Das Zahnrad 57 treibt ein weiteres Zahnrad
58, das in ein auf der den Sägen gemeinsamen Welle befestigtes Ritzel 59 greift.
Die Zahnradanordnung 56 bis 59 ist in einem Gehäuse 60 untergebracht, das schwenkbar
zwischen den Platten 52 und 53 angeordnet ist. Zwei doppeltwirkende Druckmittelzylinder
61 sind bei 62 am Trägerteil 15 angelenkt und stehen an ihrem anderen Ende bei 63
mit dem einen Ende eines am Gehäuse 60 schwenkbar befestigten Arms 64 in Verbindung.
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In F i g. 5 ist der Träger in seiner einen Endstellung, in der er
am weitesten nach links verschoben ist, dargestellt. Hierbei sind die Druckmittelzylinder
48 und@45 voll ausgefahren. Der Schneidkopf 17 befindet sich in Tätigkeit. Demzufolge
sind die Druckmittelzylinder 61 ganz eingezogen, so daß die Sägen in Ruhestellung
stehen. Im rechten Teil der F i g. 5 ist in gestrichelten Linien die andere Endstellung
des Trägers wiedergegeben. Hierbei ist jedoch der Druckmittelzylinder 61 ausgefahren,
d. h., daß die Sägen in Tätigkeit sind.
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Ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Maschine zum Auffahren
von Strecken mit etwa rechteckigem Querschritt ist in den F i g. 6 A bis 6 D erläutert.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden die beiden Teile 14 und 15 des Trägers
in horizontale Stellung gebracht, d. h. in eine Lage, in der die Drehachse der Sägen
senkrecht steht. Die oberste Säge wird dicht unter dem Hangenden 8 in der Mitte
der aufzufahrenden Strecke durch entsprechende Betätigung der Druckmittelzylinder
10 und der schwenkbaren Welle 13 angesetzt. Wenn die Druckmittelzylinder 61 voll
ausgefahren sind, werden die Sägen durch Betätigung des Druckmittelzylinders 34
zum Eingriff in das Gestein gebracht, wobei der Träger durch entsprechende Betätigung
der Druckmittelzylinder 38 und 45 ganz nach rechts verschoben wird. Durch Zurückziehen
der Druckmittelzylinder 61 werden die Sägen sodann zurückgezogen. Bei dem geschilderten
Vorgang entstehen Schlitze 66a
(F i g. 6 A). Sodann wird die Maschine
durch Betätigung der Druckmittelzylinder 10 etwas flacher gestellt. Vorteilhaft
ist es, den nächsten Schlitz etwa 0,3 m unter dem ersten anzubringen. Sodann werden
die Sägen wieder in Tätigkeit gesetzt und der Träger nach links bewegt. Bei diesem
Vorgang entstehen die Schlitze 67 a. Die Schlitze 68 a werden in der gleichen Weise
wie die Schlitze 67a hergestellt. Wenn jedoch der Schlitz 69 a in der erläuterten
Weise durch Andrücken der Säge hergestellt werden und der Abstand zwischen den Schlitzen
etwa 0,3 m betragen soll, ist es erforderlich, die Vorrichtung am vorderen Ende
um etwa 1,2 m tiefer zu stellen. Die Schlitze 70a und 71a werden in der gleichen
Weise wie die Schlitze 67a und 68a hergestellt. Auf die erläuterte Weise wird mehr
als die halbe Streckenbrust 9 mit horizontal verlaufenden Schlitzen gemäß F i g.
6 A versehen.
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Um die Schlitze in dem verbliebenen Teil der Ortsbrust herzustellen,
wird der Träger um 180° geschwenkt und in der weiter oben erläuterten Weise erneut
verfahren. Hierbei ergeben sich die Schlitze 66 b, 67 b, 68 b, 69
b, 70 b und 71 b (F i g. 6 B). Wenn das Gestein besonders hart ist, können
noch zusätzliche Schlitze 72, 73, 74 in der Mitte des Streckenstoßes hergestellt
werden, damit der Angriff des Schneidkopfes erleichtert wird. In den meisten Fällen
beträgt die Tiefe der Schlitze 0,3 bis 0,6 m. Es ist selbstverständlich auch möglich,
tiefere oder weniger tiefe Schlitze herzustellen.
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Mit noch in waagerechter Lage stehendem Träger wird nunmehr der in
F i g. 6 C mit schräger Schraffur gekennzeichnete Teil des Streckenstoßes mit dem
Schneidkopf bearbeitet. Hierbei kann so vorgegangen werden, daß der Schneidkopf
angesetzt und dann in Querrichtung bis zum seitlichen Streckenstoß bewegt, dann
zurückgezogen, tiefer gestellt und wieder angesetzt wird, um ihn nunmehr in der
zur ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzten Querrichtung am Streckenstoß entlangzuführen.
Diese Vorgänge werden so oft wiederholt, als es zum Lösen des vorgeschlitzten Gesteins
erforderlich ist.
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Um den verbliebenen Teil des Gesteins aus der Streckenbrust zu entfernen,
wird der Träger um 180° ,gedreht und in der beschriebenen Weise nunmehr der in F
i g. 6 D links mit schräger Schraffur angegebene Bereich bearbeitet.
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Ein Verfahren zum Betrieb der Maschine beim Auffahren einer im Querschnitt
etwa D-förmigen Strecke wird an Hand der F i g. 7 A und 7 B erläutert. Mit in waagerechter
Stellung stehendem Träger werden die Schlitze 75a, 76a und 77a, wie weiter oben
erwähnt, hergestellt. Nachdem die Schlitze 77 fertiggestellt sind, wird der Träger
schrittweise um gleiche Winkel, beispielsweise jeweils 15°, weitergedreht, und es
werden die Schlitze 78 bis 88 erzeugt. Wenn der Träger dann wieder in waagerechter
Lage steht, werden die Schlitze 75 b, 76 b und 77 b hergestellt. Der
Streckenstoß ist damit überall mit Schlitzen versehen. Nunmehr ist es erforderlich,
das mit Schlitzen vorbereitete Gestein völlig zu lösen. Dies kann dadurch erfolgen,
daß in radialer Richtung verlaufende Schnitte, wie in F i g. 7 B mit Hilfe des schraffierten
Bereiches angegeben, mit dem Schneidkopf geführt werden. Die tieferen Bereiche der
Ortsbrust, in denen die Schlitze in waagerechter Richtung hergestellt worden sind,
werden, wie weiter oben im Zusammenhang mit dem Auffahren einer im Querschnitt rechteckigen
Strecke erläutert, bearbeitet. Beim Auffahren von im Querschnitt reckteckigen oder
D-förmigen Strecken ist lediglich eine Schwenkung des Trägers um 180° erforderlich.
Für das Auffahren einer im Querschnitt kreisförmigen Strecke ist jedoch die zur
Schwenkung der Welle 13 vorgeschlagene Hebelanordnung ungeeignet, weil nunmehr eine
Schwenkung des Trägers um 360° durchgeführt werden muß. Eine geeignete Abwandlung
der Schwenkvorrichtung ist in F i g. 8 dargestellt. Hierbei sind die Hebel der Schwenkvorrichtung
durch ein Getriebe ersetzt. Die Hohlwelle wird durch einen langsamlaufenden Hydraulikmotor
über ein Untersetzungsgetriebe 89 in Umdrehung versetzt. Am Getriebe ist ein Ritzet
90 angeordnet, das ein innengezahntes Rad 91 antreibt. Das Rad 91 ist mit der Hohlwelle
verbunden. Auch bei dieser Anordnung wird der Träger zur Herstellung einer Anzahl
von radial verlaufenden Schlitzen um jeweils gleiche Winkel, beispielsweise 15°,
weitergeschwenkt. Sodann wird das Gestein mit Hilfe des Schneidkopfes vollständig
gelöst, wobei dieser ebenfalls in radialer Richtung bewegt wird, wie dies F i g.
9 durch den schraffierten Bereich zeigt.
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Zur Aufnahme des vom Schneidkopf gelösten Gesteins ist die Maschine
mit zwei in Querrichtung liegenden Förderern 92 ausgestattet, die gegenüber der
Maschine vorbewegt und zurückgezogen werden können. Mit Hilfe einer schräggestellten,
rampenförmigen Platte 93 schieben sich die Förderer unter das Ladegut. Die in Querrichtung
arbeitenden Förderer übergeben das Fördergut auf einen Förderer 94, der unter dem
Maschinenrahmen hindurchgeführt ist und auf einen weiteren (nicht gezeigten) Förderer
übergibt.
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Es hat sich gezeigt, daß mit Diamanten besetzte Sägen, wie sie beispielsweise
in der Steinbruchindustrie verwendet werden, für die Durchführung der oben beschriebenen
Arbeiten geeignet sind.
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Durch Herstellung der Schlitze mittels der Sägen wird die Festigkeit
des harten Gesteins verringert, und es werden freie Flächen geschaffen, zu denen
hin das rippenförmig stehengebliebene Gestein mit Hilfe des Schneidkopfes abgeschert
oder abgebrochen werden kann.