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Bohrschrämmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrschrämmaschine
mit einer Hangendwalze, auf der sich Schneidelemente befinden, und mit einem Träger
zur drehbaren Lagerung der Walzentrommel.
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Bei einer bekannten Maschine dieser Art wird eine Anzahl nebeneinanderliegender
Bohrköpfe verwendet, die so angeordnet sind, daß die durch sie erzeugten Bohrungen
einander überlappen. Zum Abbau der zwischen den einzelnen Bohrungen stehenbleibenden
Gesteinszungen besitzt die Maschine trommelförmige Abgratpicken, deren Antriebselemente
zusammen mit den Antriebsorganen der Maschine jedoch einen großen Raum beanspruchen
und weitgehend ungeschützt sind. Außerdem erwärmt sich die mit den Schneidelementen
besetzte Walzentrommel sehr schnell, so daß ohne geeignete Kühlung Betriebsunterbrechungen
notwendig sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden.
Dies geschieht erfindungsgemäß mit Hilfe einer zwischen der Walzentrommel und dem
Träger befindlichen Dichtung, eines in der Walzentrommel eingeschlossenen, zur Drehung
der Walzentrommel dienenden Antriebsmotors und durch ein in der Walzentrommel angeordnetes
Pumpenorgan zum Umwälzen eines Kühlmittels innerhalb der Walzentrommel.
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Durch die erfindungsgemäße Bauweise wird nicht nur der Platzbedarf
der Maschine verringert, weil der Antriebsmotor innerhalb der Walzentrommel angeordnet
wird, sondern auch der Drehmomentarm verkürzt, wobei der die Walzentrommel halternde
Träger zum Abfangen des Drehmoments dient. Durch Einbau der Umwälzeinrichtung für
einen Kühlkreislauf in die Walzentrommel wird die durch die Verlagerung des Antriebsmotors
geschaffene kompakte Bauweise weiter gefördert und gleichzeitig die gewünschte wirksame
Kühlung erreicht.
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Die Unteransprüche 2 bis 11 sind auf weitere konstruktive Ausbildungen
des Antriebs für die Hangendwalze gerichtet.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung
schematisch dargestellt, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht. In der
Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Teilseitenansicht der erfindungsgemäßen Schrämmaschine,
F i g. 2 eine Vorderansicht der in F i g. 1 gezeigten Maschine, F i g. 3 eine vergrößerte,
teilweise weggebrochene Schnittansicht längs der Linie III-III in F i g. 2 mit dem
Antrieb für die Pickentrommel, F i g. 4 A und 4 B einen vergrößerten, teilweise
weggebrochenen gemeinsamen Schnitt durch die Pickentrommel längs der Linie B-B in
F i g. 5 und F i g. 5 eine schematische Zeichnung der Schrämkreise der primären
Schrämköpfe mit der Pickentrommel und deren Kegeln in ihren untersten und obersten
Lagen.
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Die in F i g. 1 gezeigte Schrämmaschine besitzt einen langgestreckten,
mit bekannten, nicht dargestellten, endlosen Gleisraupen versehenen Rahmen, der
ganz allgemein mit 12 bezeichnet ist und die Antriebsmaschinen für die Gleisraupen
enthält, die die Maschine am Liegenden vorwärts bewegen. Vorn am Rahmen 12 ist ein
längliches Hauptgetriebe 14 angebaut, dessen Ausgangsseite eine Anzahl Bohrschrämköpfe
antreibt, die mit 16 bezeichnet sind und von denen in F i g. 1 nur einer dargestellt
ist. Obwohl vorzugsweise vier solcher Köpfe bei der im folgenden beschriebenen Maschine
verwendet werden, läßt die Erfindung grundsätzlich auch den Gebrauch jeder anderen
passenden Anzahl zu. Um das Getriebe 14 anzutreiben, sind in an sich bekannter Weise
mit ihm die entsprechenden Triebmittel verbunden, z. B. zwei Elektromotoren (nicht
gezeigt).
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An der Vorderfläche des Getriebes 14 befinden sich in seitlichem Abstand
Naben 18; sie sind dort entsprechend festgemacht und haben geeignete Verzahnungssätze
und Ausgangswellen (nicht gezeigt), um den bohrenden Schrämköpfen 16 die ihnen zugedachte
Drehung zu erteilen.
Bei den vier bohrenden Schrämköpfen verbleiben
drei aufrechtstehende Rippen, die von der Bodenfläche nach oben zeigen, über welche
der Bohrschrämlader wandert, und drei Rippen, die oben von der Decke der Mineralader
herabhängen.
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Die unteren Rippen werden mit Hilfe von pflugartigen Druckstücken
entfernt, die mit der Sammelnummer 32 bezeichnet, starr an der unteren Kante des
Rahmens 12 befestigt und längs mit den aufrechten Rippen ausgerüstet sind. Diese
Stücke 32 enthalten eine Anzahl von nach unten und vorn verlaufenden, keilförmigen
Elementen 34, die die aufrechten Rippen in einer einfacheren und kompakteren Konstruktion
beseitigen als jede aktive Pickenvorrichtung und die die aufrechten Rippen veranlassen,
in großen Bruchstücken hereinzubrechen.
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Obere Abgratpickenmittel oder eine langzylindrische Deckenpickentrommel
trägt die Sammelnummer 36, hat Pickenzähne 37, die an ihrem äußeren Umfang entsprechend
angebaut sind, und ist vorgesehen, um die von oben herabhängenden Rippen zu entfernen
und um zusätzlichen Spielraum in der Decke eines Bergbaustollens zu schrämen. Zwei
Pickentrommelträger oder -arme 38 sind gelenkig an Zapfen 40 angeschlossen,
die im Querabstand waagerecht ausgerichtet und passend hinter den Bohrschrämköpfen
am oberen Teil des Getriebes 14 befestigt sind. Diese Träger verlaufen nach oben
und dann nach innen aufeinander zu und sind starr innerhalb der Pickentrommel befestigt,
wie weiter unten genauer erklärt wird.
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Zum Schwenken der Arme 38 um ihre entsprechenden Gelenkzapfen sind
Mittel vorgesehen und enthalten zwei streckbare hydraulische Zylinder 42; mit ihren
Kopfenden sind diese bei 44 an Böcken 46 gelenkig angebaut, die oben hinten am Getriebe
14 befestigt sind; mit ihren Stangenenden sind die Zylinder bei 48 gelenkig an Augen
50 angebaut, die an den Trommelträgern 38 sitzen. Wenn also Druckflüssigkeit an
der entsprechenden Seite der hydraulischen Zylinder 42 zugeführt wird, können die
Träger 38 um ihre Gelenkzapfen herum entweder nach oben oder nach unten geschwenkt
werden, um die Höhe der oberen Pickentrommel zu ändern. Durch Absperren- der Flüssigkeit
innerhalb der Zylinder an den gegenüberliegenden Kolbenseiten können die die Pickentrommel
tragenden Arme in der justierten Lage verriegelt werden.
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Die Pickentrommel 36 ist in F i g. 3 nur zur Hälfte dargestellt, ihre
andere Hälfte ist ebenso aufgebaut wie die dargestellte und liegt zu dieser bezüglich
der zur Trommelachse senkrechten Linie A -A symmetrisch. Wie aus F
i g. 3 ersichtlich ist, reicht der oberste Teil des Trägerarms 38 bis in die Walzentrommel
52 hinein und trägt diese drehbar auf geeigneten Lagern 53. Ein Dichtungsring 55
dichtet den Ring zwischen dem Trägerarm 38 und dem Mantel der Walzentrommel 52 ab.
Der Trägerarm 38 ist bei 54 mit einem Drehmomentaufnahmeglied 56 verkeilt, das fest
an einem Antriebsgehäuse 58 innerhalb des Mantels der Walzentrommel 52 angeordnet
ist.
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In dem Antriebsgehäuse 58 ist ein Elektromotor 60 in geeigneter Weise
eingebaut, dessen Läufer 62 auf einer langen Antriebswelle 64 sitzt, die in den
Lagern 66 und 68 drehbar gelagert ist. In hohlen Teilen des Trägerarms 38 und des
Glieds 56 sind nicht gezeigte elektrische Leitungen untergebracht, die den Antriebsmotor
60 mit einer Stromquelle verbinden. Auf der Welle 64 sitzt ein Kreiselpumpen propeller
mit Flügeln oder Schaufeln 70.
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An dem linken, einen kleinen Durchmesser aufweisenden Teil der Welle
64 ist mit Hilfe einer Keilverbindung 73 und einer Kopfschraube 72 ein Stirnrad
74 befestigt, das mit einer Anzahl Planetenräder 76 kämmt, die ihrerseits mit einer
Ringinnenverzahnung 78 kämmen, welche starr an dem Antriebsgehäuse 58 angebracht
ist. Die Planetenräder 76 lagern auf Achsen 80, die von einem drehbaren Planetenradträger
82 gehalten werden. Von dem Träger 82 erstreckt sich axial nach außen ein Teil 84
geringeren Durchmessers, auf dem ein Zahnrad 86
sitzt, das mit den Planetenrädern
88 kämmt. Diese kämmen ihrerseits mit einer Ringinnenverzahnung 90, die starr an
dem Antriebsgehäuse 58 angebracht' ist. Die Planetenräder 88 lagern auf Achsen 92,
die von einem drehbaren Planetenträger 94 gehalten werden.
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Von dem Träger 94 erstreckt sich axial ein Teil 96 geringeren Durchmessers
nach außen, der bei 98 mit einer eine flexible Kupplung darstellenden Ausgangswelle
100 verkeilt ist, die das Drehmoment überträgt: Diese Ausgangswelle wiederum
ist bei 102 mit einem radial nach innen verlaufenden Teil 104 des
Mantels der Walzentrommel 52 verkeilt und lagert entsprechend in innerhalb des Antriebsgehäuses
58 befindlichen Lagern 106.
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Die ganze Trommeleinheit, einschließlich des hohlen Teils des Trägers
38, ist mit einem Kühlmittel, beispielsweise Öl, gefüllt. Ein Auslaufen des ÖIs
wird durch ringförmige Dichtungen 55 verhindert, die zwischen der Trommel und den
Trägern 38 liegen. Durch Rotation der Flügel oder Schaufeln 70 die zu der Antriebswelle
64 gehören, wird das Kühlmittel in Richtung der Pfeile 65 umgewälzt, d. h. in. Richtung
nach links durch den Motor- und Zahnradsatz, und zwar durch die Mündungen
108, dann nach rechts durch den von dem Antriebsgehäuse 58 und ' dem Mantel
der Walzentrommel 52 begrenzten Spalt und schließlich nach nochmaliger Umkehr durch
die Mündungen 110, 111. Das Kühlmittel nimmt die Wärme des Motorreduziergetriebes
auf und gibt sie an den Trommelmantel ab.
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Während des Betriebs dreht der Antriebsmotor 60
die Antriebswelle
64 in einer bestimmten Richtung und bewirkt dadurch eine Drehung der einzelnen
Planetenräder in der entgegengesetzten Richtung. Da jedoch die Ringinnenverzahnung
durch das Antriebsgehäuse 58 und die Keilverbindung 54 mit dem. Träger 38 gegen
Verdrehen arretiert ist, läuft der Planetenradträger in derselben Richtung um wie
die Antriebswelle. Diese Umlaufbewegung wiederholt sich in der zweiten Verzahnungsstufe
des Untersetzungsgetriebes, wodurch sich die Pickentrommel 36 in derselben Richtung
dreht wie die Antriebswelle. Daraus ist ersichtlich, daß der Antriebsmotor 60 die
Pickentrommel mit Hilfe eines aus zwei Stufen bestehenden Untersetzungsgetriebes
mit einer brheblich kleineren Drehzahl dreht als der Drehzahl des Motors mit all
den Antriebselementen entspricht, die in das Antriebsgehäuse 58 in der Pickentrommel
eingebaut sind. Ein derartiges Einpacken des Motors und des Untersetzungssystems
in ein getrenntes, starres, lediglich durch die Drehmomentaufnahme`" Keilverbindung
54 und die Drehmomentahgabe-
Keilverbindung 98 abgestütztes Gehäuse
macht es begreiflich, daß wegen der Anpassungsfreiheit dieser Verbindungen gegenüber
Fluchtungsfehlem die Getriebe- und Motorelemente ihrerseits frei von Einflüssen
der Verbiegung und Belastungen bleiben, die dem Pickentrommelmantel auferlegt werden.
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Bei Betrachtung der F i g. 2 wird leicht ersichtlich, daß die obere
Pickentrommel im Betrieb die herabhängenden Rippen entfernt, die die bohrenden Schrämköpfe
bei ihrem Vordringen durch eine Mineralader zurückgelassen haben, hierbei läßt sich
die obere Pickentrommel so justieren, daß die eine Decke von verlangter Höhe herstellt.
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Als Ergebnis dieser Erfindung ist, wie gesagt, ein verbesserter Bohrschrämlader
geschaffen worden, um härtere Minerale vor allem am Hangenden besser und wirkungsvoller
hereinzugewinnen. Infolge des Einkapselns des Antriebs für die obere Pickentrommel
in der Trommel selbst werden die Räder nicht durch die Antriebsmittel gefährdet
und dienen lediglich als konstruktive Drehmomentabfangmittel. Dies ergibt eine einfache,
kompakte und robuste Halterung, die beim vollen Ausfahren innerhalb des Umfangs
S des ursprünglichen Schrames liegt, also einen beträchtlichen Teil des Trommeldurchmessers
so ausnutzt, daß er den Platz über oder unter den getrennten Mitteln für das ursprüngliche
Schrämen frei macht.
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Ein weiterer Vorteil der neuartigen Schrämmaschine ist in der Unabhängigkeit
der Motor- und Antriebsaggregate von der Trommelhalterung zu sehen. Hierdurch werden
die im Betrieb auf diese Aggregate einwirkenden Beanspruchungen so klein wie möglich
gehalten. Auch wird das Antriebsmoment erzeugt, ohne daß dadurch auf die Trommel
oder die Antriebsaggregate Biegekräfte oder Radiallasten einwirken.
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In den F i g. 4 A und 4 B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Pickentrommel der neuartigen Schrämmaschine gezeigt. Die Pickentrommel weist einen
waagerecht verlaufenden, oberen Rahmen 200 auf, der sich quer über den oberen Teil
einer herkömmlichen, zum Abbau eingesetzten Bohrmaschine erstrecken kann. Die langgestreckte,
zylindrische Pickentromme1201, die zum Abgraten des Deckengesteins eingesetzt wird,
weist an ihrem Außenumfang befestigte Pickenzähne 207, die die von oben herabhängenden
Gesteinsrippen entfernen und zusätzlichen Raum in der Decke eines Abbaustollens
schaffen sollen. Ein Teil 202 des oberen Dickenrahmens verläuft nach innen bis in
den Mantel der Walzentrommel 204 hinein. Dieser Teil ist in der Trommel in den Lagern
203 drehbar gehaltert und durch Dichtungen 205 gegen den Trommelmantel abgedichtet.
Auch ist der Teil 202 bei 206 mehrfach mit einem Drehmomentaufnahmeglied 208 verkeilt,
das fest an einem Antriebsgehäuse 210 innerhalb des Mantels der Walzentrommel 204
angebracht ist.
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Im Antriebsgehäuse 210 ist ein Elektromotor 212 mit Läufer 214 starr
eingebaut. Der Läufer ist an einer langgestreckten, hohlen Antriebswelle 216 befestigt,
die drehbar in den Lagern 218 und 220 sitzt. Auf der Antriebswelle 216 ist ein Kreiselpumpenpropeller
mit Flügeln oder Schaufeln 222 starr befestigt, der innerhalb der abgedichteten
Trommel 201 ein Strömungsmittel umwälzt, und zwar in ähnlicher Weise wie dies in
Verbindung mit der zuerst beschriebenen Ausführungsform dargestellt wurde. Am linken
Ende der Antriebswelle 216 ist ein Zahnrad 224 befestigt, das mit mehreren Planetenrädern
226 kämmt, die ihrerseits mit einer Ringinnenverzahnung 228 am Antriebsgehäuse 210
kämmen. Die Planetenräder 226 sind auf Achsen 230 gelagert, die von einem drehbaren
Planetenradträger 232 gehalten werden. Von dem Träger 232 erstreckt sich axial nach
außen ein Teil 234 verringerten Durchmessers mit einem außenverzahnten Rad 236,
das mit einer zweiten Gruppe von Planetenrädern 238 kämmt, die ihrerseits mit einer
Ringinnenverzahnung 240 im Antriebsgehäuse 210 kämmen. Die Planetenräder 238 lagern
auf entsprechenden Achsen, die von einem drehbaren Planetenradträger 242 in ähnlicher
Weise gehalten werden wie bei der im obigen beschriebenen Planetenradgetriebeanordnung.
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Ein innen vielfach verkeilter Teil 244 des einen kleineren Durchmesser
aufweisenden Teils 234 erfaßt einen außen vielfach verkeilten Teil 246 einer langgestreckten
inneren Übertragungswelle 248, die innerhalb der Bohrung der Antriebswelle 216 angeordnet
ist.
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Axial nach außen von dem Planetenradträger 242 erstreckt sich ein
im Durchmesser verminderter Teil 250 mit einem außenverzahnten Rad 252, das mit
einer dritten Gruppe von Planetenrädern 254 kämmt; diese ihrerseits kämmen mit einer
Ringinnenverzahnung 256, die am Antriebsgehäuse 210 befestigt ist. Die Planetenräder
254 lagern entsprechend auf geeigneten Achsen 258, die von einem drehbaren Planetenradträger
260 gehalten werden; dieser hat einen axial und nach außen im Durchmesser verminderten
Teil 262, der bei 264 ein- oder vielfach mit einem radial nach innen ragenden
Teil 266 des Pickentrommelmantels 204 verkeilt ist. Der Planetenradträger
260 ist passend in einem Lager 268 gelagert, das innerhalb des Antriebsgehäuses
210 gehalten wird. Man sieht also, daß die Pickentrommel durch ein dreistufiges
Untersetzungsgetriebe mit einer Drehzahl angetrieben wird, die beträchtlich langsamer
als die Drehzahl der hohlen Kraftabgabewelle 216 ist.
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Zwecks Schaffung eines Schrämprofils, das Spielraum für die Haltekonstruktion
bietet, sind zwei mit der Sammelnummer 267 bezeichnete Pickenkegel vorgesehen. Diese
Pickenkegel sind drehbar auf festen Spindeln 275 aufgesetzt, die mit ihren Grundflächen
starr an dem oberen Pickenrahmen 200 in der Nähe jedes Endes der Pickentrommel befestigt
sind. Jeder Pickenkege1267 hat eine allgemein kegelförmige Außenschale 269, an deren
AußenflächePickenzähne 271 entsprechend angebaut sind; die Schale ist mit Hilfe
von Lagern 277 und 279 an der festen Spindel 275 gelagert und gegen diese mit Hilfe
von Abdichtungen 281 entsprechend abgedichtet. Die Dickenkegel 267 sind mit einem
Kühlmittel, z. B. C51, gefüllt, um die durch die noch zu beschreibende Getriebeanordnung
erzeugte Hitze an die kegelförmige Schale 269 weiterzuleiten.
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Die Übertragungswelle 248 ist in einem Lager (in F i g. 4 A nicht,
jedoch in F i g. 4 B unter 270 für die andere Trommelhälfte dargestellt), das seinen
Platz dicht beim Pickentrommelende hat, gelagert und trägt an ihrem Außenende ein
Zahnrad 272, das mit einem Zahnrad 274 kämmt; dieses sitzt fest auf einer Welle
276, die passend in Lagern 278 und 280 ruht. An jeder Welle 276 ist ein Kegelrad
282 befestigt, das mit einem ähnlichen Kegelrad 284 kämmt; dieses
ist
starr an einer Welle 286 befestigt, die mit Hilfe von Lagern 288 und 290 innerhalb
der Pickenkegelspindel 275 getragen wird. An der Welle 286 sitzt ein Zahnrad 294,
das antreibend mit einer in der Pickenkegelschale 269 befestigten Innenverzahnung
296 kämmt. Die Kegel werden also um ihre Längsachsen mit einer langsameren Drehzahl
als jener der Welle 248 gedreht.
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Jeder Pickenkegel ist mit seiner Längsachse nach unten mit Bezug auf
eine waagerechte Ebene, die durch die Linie B-B (s. F i g. 5) geht, und seitwärts
nach außen mit Bezug auf eine senkrechte Ebene ausgerichtet, die durch die Linien
C-C geht. Durch das Abwinkeln der Kegelachsen unter die Waagerechte hinab liegen
die Pickenkegel in der Tiefstellung innerhalb des Umfangs oder »Schattenrisses«
S' der ursprünglichen Schrämung, um das Hindurchziehen des Gewinnungsgeräts innerhalb
des Stolleneingangs oder -durchgangs zu erleichtern. Durch die bezüglich der Senkrechten
seitwärts nach außen schräg verlaufenden Kegelachsen wird im «Schatten« der Pickenkegeln
ein Raum für Fördermittel, Abstützelemente, Justierungs- und Materialbehandlungsmittel
geschaffen.
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Alle geeigneten verlängerbaren Einrichtungen, wie beispielsweise die
im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen hydraulischen Zylinder,
können zum Verschwenken des oberen Pickenrahmens bei 100 um waagerechte Gelenke
zwecks wahlweiser Höhenänderung des Pickentrommel- und Pickenkegelsatzes in bezug
auf die ursprüngliche Schrämung verwendet werden. Die entsprechende Anordnung der
Pickenträgerelemente, Gelenkstücke, Gelenkverbindungen usw. hängt dabei von der
gewünschten Deckenstrebpfeilerform ab.
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Der Vorteil der obigen Ausführungsform gegenüber der zuerst beschriebenen
ist in der größeren Abbaubreite zu sehen, die ihrerseits hinter den Pickenkegeln
einen Raum schafft, der sich für die Anordnung von Fördermitteln, Halteelementen,
Justierungs-und Materialbehandlungsmitteln eignet. Dadurch wird gleichzeitig ein
größerer Bereich für die senkrechte Einstellung geschaffen, der die Größe eines
Pickentrommeldurchmessers etwas übersteigt. Schließlich läßt sich mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Pickentrommel- und Pickenkegelanordnung ein geschrämtes Profil
erzeugen, das nach dem Ausbau der Bohrschrämmaschine sowohl in der Höhe als auch
in der Breite genügend Raum läßt. Aufbau- und Betriebsweise beider Ausführungsformen
der neuartigen Bohrschrämmaschine wurden nur an Hand einer Gerätehälfte beschrieben,
wobei die andere Gerätehälfte in gleicher Weise gebaut ist und synchron mit der
beschriebenen angetrieben wird. Auf Grund der an der Pickentrommel nicht immer vorhandenen
Lustverteilung sind die Motoren in bekannter Weise so geschaltet, daß der schwächer
beanspruchte den stärker beanspruchten ergänzt.