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Die Erfindung betrifft eine Streckenvortriebsmaschine mit einem in
Längsrichtung der Strecke angeordneten hohlen Drehrohr, das an seinem vorderen,
der Stirnwand der Strecke zugekehrten Ende einen radial vorstehenden Arm aufweist,
auf dem eine Schrämtrommel drehbar gelagert ist, und mit Antriebsvorrichtungen für
die Verschwenkung des Drehrohres und für die Drehung der Schrämtrommel.
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Bei Streckenvortriebsmaschinen, deren Schrämwerkzeuge die Strecke
über ihren gesamten Querschnitt gleichförmig vortreiben, müssen Fördereinrichtungen
vorgesehen sein, die das abgeschrämte Material kontinuierlich abtransportieren.
Um mit einem einzigen längs der Strecke kontinuierlich laufenden Förderband auszukommen,
wird das Band in der Regel in der Mitte der Strecke angeordnet, damit eine gleichförmige
und bequeme Beschickung des allseitig anfallenden Materials möglich wird. Da die
Streckenvortriebsmaschine in der Regel nahezu die gesamte vorgetriebene Strecke
ausfüllt und zum Vortreiben und Steuern ihrer Schrämwerkzeuge ebenfalls mittig in
der Strecke angeordnet sein muß, ist es unerläßlich, daß in Längsrichtung durch
die Mitte der Vortriebsmaschine eine Förderbahn hindurchführt. Da die Maschine durch
die Förderbahn nicht geteilt werden kann, hat es sich in der Praxis als zweckmäßig
erwiesen, die Förderbahn unter der Vortriebsmaschine hindurchzuführen. Der Raum
für die unter der Vortriebsmaschine hindurchgehende Förderbahn entsteht entweder
dadurch, daß die Vortriebsmaschine auf einem hohen Fahrwerk oder hohen Schreitkufen
ruht und somit zwischen ihrer Unterfläche und der Sohle der Strecke genügend freien
Raum läßt, oder dadurch, daß zwischen den Raupenketten oder anderen Vortriebsmitteln
der Vortriebsmaschine eine Rösche ausgearbeitet wird, um auf diese Weise den nötigen
Abstand zwischen der Unterseite der Vortriebsmaschine und der untersten Begrenzung
der Strecke für das Förderband zu schaffen.
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Vortriebsmaschinen, die auf einem hohen Fahrwerk angeordnet sind,
um zwischen ihrer Unterseite und der Streckensohle genügend freien Raum für ein
Abraumband zu schaffen, haben einen verhältnismäßig hohen Schwerpunkt und neigen
daher zur Instabilität und zu einer das Material. ermüdenden Eigenschwingung. Vortriebsmaschinen,
bei denen aus Stabilitätsgründen das Fahrwerk sehr niedrig gehalten ist und das
abgeschrämte Material durch ein Förderband abtransportiert werden soll, das unterhalb
der Maschine in einer eigens dafür vorgesehenen Rösche untergebracht ist, sind nur
dann einsatzfähig, wenn bereits ein mit herkömmlichen Mitteln, wie beispielsweise
Bohr-.- und Preßlufthammer, ausgearbeiteter Graben besteht, der als Rösche verwendbar
ist, oder die die Strecke ausarbeitenden Schrämwerkzeuge von der Vortriebsmaschine
so weit entfernt sind, daß zwischen der Vorderseite der Maschine und den vor ihr
liegenden Schrämwerkzeugen noch genügend Raum frei ist, um dazwischen ein Becherwerk
zum Ausarbeiten einer Rösche anzuordnen.
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Bei einer bekannten Vortriebsmaschine der letztgenannten Art ist das
Fahrwerk der Maschine sehr tief gehalten, und die vor der Vorderseite der Maschine
angeordneten und die Strecke ausarbeitenden Schrämwerkzeuge sind so weit entfernt,
daß dazwischen noch ein Schneidbecherwerk Platz hat. Die Schrämwerkzeuge stehen
auf zwei senkrecht nebeneinander stehenden Schrämwalzen, die miteinander kämmen.
Der Antrieb dieser -Schrämwalzen erfolgt über ein umständliches und energieverzehrendes
Gestänge. Das von den Walzen ausgearbeitete Profil der Strecke ist quadratisch bis
rechteckig, weshalb schon für die Befestigung der vorgetriebenen Strecke größere
Anstrengungen und Geldmittel aufgewendet werden müssen, da Strecken mit rechteckigem
oder quadratischem Profil wesentlich schwieriger zu befestigen sind als Strecken
mit kreisbogenförmigem Profil, deren statische Festigkeit ohnehin viel größer ist.
Nachdem die sich um ihre senkrechten Achsen drehenden Schrämwalzen das ihren Abmessungen
entsprechende Profil der Strecke ausgearbeitet haben, wird durch das nachfolgende,
in der Mitte der Vortriebsmaschine angeordnete Schneidbecherwerk eine Rösche ausgehoben.
Dieses Schneidbecherwerk hat hierbei zwei Aufgaben zu erfüllen; Es muß einmal, wie
bereits erwähnt, die Rösche ausheben und das hierbei angefallene Material abtransportieren
und zum anderen das von den senkrechten Walzen abgeschrämte und in deren Kammbereich
abgegebene Material aufnehmen und ebenfalls abtransportieren. Das Schneidbecherwerk
gibt dann seinerseits das von ihm geförderte Material an ein weiteres Förderband
ab. Schneidbecherwerk und Schrämwalzen sind zwei vollkommen voneinander getrennte
Aggregate, die unabhängig voneinander arbeiten. Strecke und Rösche werden also in
zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten vorgetrieben. Der Umfang und die Kosten
eines derartigen Verfahrens und einer derartigen Maschine werden auf diese Weise
wesentlich erhöht, wogegen andererseits die Beweglichkeit dieser Maschine bis auf
ein Minimum herabgesetzt wird. Nicht nur in ihren Herstellungskosten, sondern auch
in ihrem Betrieb ist diese bekannte Vortriebsmaschine wesentlich teurer. Ein Becherwerk
erfordert nämlich wesentlich mehr Energie, um einen bestimmten Betrag eines Materials
abzutragen, als eine rotierende Schrämtrommel, da ein Großteil der Energie durch
die Reibung zwischen den Ketten des Becherwerks und den Führungselementen verlorengeht.
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Eine weitere bekannte Streckenvortriebsmaschine ist ausschließlich
dazu bestimmt, eine bereits bestehende Strecke durch Nachreißen zu erweitern und
zu vergrößern. Bei dieser Vortriebsmaschine steht der unter dem Zentraldorn liegende
Teil der Maschine in Vortriebsrichtung über die Vorderkante der Schrämtrommel vor.
Wenn diese Maschine also voll einsatzfähig sein soll, muß der unterhalb des Zentraldorns
liegende Teil der Maschine in eine bereits bestehende Strecke eintauchen können.
Wird diese Voraussetzung nicht erfüllt, so liegt der unterhalb des Zentraldorns
befindliche Teil der Maschine am Stirnende der Strecke an, wobei gleichzeitig die
Schrämtrommel in Abstand vom Stirnende - der Strecke liegt. Wenn jedoch die Schrämtrommel
in Abstand vom Stirnende der Strecke liegt, so ist sie auch nicht in der Lage, Material
abzutragen: Es war daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Streckenvortriebsmaschine
mit dicht an ihrer Vorderseite liegenden Schrämwerkzeugen zu schaffen, die im vollen
Gestein oder Erdreich, d. h. ohne eine bereits bestehende und mit herkömmlichen
Mitteln hergestellte kleine Vorstrecke vorauszusetzen und ohne zusätzliche Hilfsaggregate,
in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig eine Strecke und eine unter der Streckensohle
befindliche Rösche vortreibt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß zur gleichzeitigen Ausbildung einer Strecke und einer unter der Streckensohle
befindlichen Rösche das verschwenkbare Drehrohr an seinem der Stirnwand der Strecke
zugekehrten Ende einen zusätzlichen radial vorstehenden Arm mit einer auf ihm drehbar
angeordneten Schrämtrommel aufweist, die gegenüber der ersten Schrämtrommel um einen
bestimmten Winkel versetzt und verschieden lang ist.
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Auf Grund der erfindungsgemäßen Anordnung der Schrämwerkzeuge kann
ohne zusätzlichen Zeitverlust einfach und äußerst billig gleichzeitig eine Strecke
und eine unter der Streckensohle befindliche Rösche aus dem vollen Gestein vorgetrieben
werden, wobei für das Ausarbeiten der Rösche nur eine sehr geringe zusätzliche Energie
erforderlich ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind zur Ausbildung einer
horizontalen Streckensohle die beiden Arme mit den beiden Schrämtrommeln einander
diametral gegenüberliegend auf dem Drehrohr angeordnet, das über einen Winkel von
180° hin und her verschwenkbar ist, wobei die längere Schrämtrommel über und die
kürzere Schrämtrommel unter der Längsachse des Drehrohres einen Bogen beschreiben.
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In Abwandlung des Erfindungsgegenstandes ist zur Ausbildung einer
beiderseits gegen den Rand der Rösche ansteigenden Streckensohle das Drehrohr um
einen Winkel verschwenkbar, der etwas größer als 180° ist.
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In einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist zur
Vergrößerung des Profils der Strecke und zu der Verringerung der Tiefe der Rösche
der Durchmesser der langen Schrämtrommel größer als der Durchmesser der kurzen Schrämtrommel.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Abwandlungsform ist zur Vergrößerung
des Profils der Strecke und zur Verringerung der Tiefe der Rösche das freie Ende
der langen Schrämtrommel konisch ausgebildet.
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Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, daß das Drehrohr und
die Antriebsvorrichtungen für die Verschwenkung des Drehrohres und das Drehen der
Schrämtrommeln auf einem Schlitten angeordnet sind, der in Schienen läuft, die parallel
zur Längsachse des Drehrohres in einem Rahmengestell befestigt sind, das mit Organen
für die Verschiebung des Schlittens sowie mit Vorrichtungen zum Abstützen versehen
ist.
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Zur Abrundung des Erfindungsgegenstandes ist in der Rösche unterhalb
des Rahmengestells ein Förderer zum Abtransport des am Stirnende der Strecke abgeschrämten
Materials angeordnet.
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Nachstehend werden einige Ausführungsformen der Erfindung an Hand
der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In diesen zeigt F i g. 1 eine Draufsicht
auf die erfindungsgemäße Streckenvortriebsmaschine, F i g. 2 eine Seitenansicht
der Maschine nach F i g. 1, F i g. 3 die Vorderansicht der Maschine nach F i g.
1, F i g. 4 einen Querschnitt der durch die Vortriebsmaschine vorgetriebenen Strecke
und F i g. 5, 6 und 7 jeweils einen Querschnitt einer vorgetriebenen Strecke mit
unterschiedlichem Profil. Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Streckenvortriebsmaschine
weist ein Gestell mit zwei untereinander verbundenen Bogenteilen 10,11 auf,
die von Grundelementen 12,13 getragen werden. An den Bogenteilen
1.0, 11 sind senkrechte, hydraulische Heber 14,15 angeordnet, welche einen
Träger 16 halten, der durch die Heber gegen die Decke 17 der vorgetriebenen
Strecke gedrückt werden kann, um die Maschine abzustützen und sie gegen eine Bewegung
während des Betriebes abzusichern.
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Die Bogenteile 10,11 weisen darüber hinaus Steuerarme
18,19 auf, die an die Seitenwandungen der Strecke angreifen, um die Maschine
seitlich abzustützen und in seiner Richtung auszurichten. Unter der äußeren Seite
der Grundelemente 12,13 sind Schreitkufen 51 angeordnet. In diesen
Kufen sind Heber 21 und 22 vorgesehen, um die Maschine anzuheben und
dessen Vorschub oder Rücklauf mit Hilfe der hydraulischen Heber 23 zu ermöglichen.
Die Heber 21 und 22 dienen darüber hinaus zur Einstellung der senkrechten
Stellung der Maschine, wodurch sie in gewissem Maß steuerbar ist.
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In Längsführungen 24 der Maschine ist ein Schlitten
25 gleitend gelagert, der durch hydraulische Heber 26 in Längsrichtung
verschoben werden kann.
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In der Mitte des Schlittens 25 ist ein hohles Drehrohr 27 in Längsrichtung
angeordnet, das um seine Längsachse drehbar gelagert ist. Das Drehrohr ist mit einer
Verzahnung versehen, die mit einer Zahnstange kämmt. Die Zahnstange wird durch zwei
an ihren Enden angreifende hydraulische Kolben 28 hin und her bewegt, wodurch
dem Drehrohr eine Schwenkbewegung vermittelt wird.
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Mit einem Flansch an dem vorderen Ende des Drehrohres 27 ist ein Getriebekasten
30 fest verbunden, aus dem zwei einander diametral gegenüberliegende Arme unterschiedlicher
Länge radial hervorragen, auf welchen Schrämtrommeln 29, 31 um die Längsachsen
der Arme drehbar gelagert sind. Diese Schrämtrommeln tragen nicht dargestellte Schrämwerkzeuge,
mit denen sie in die Stirnfläche 32 am Ende der Strecke eindringen. Die Trommeln
werden über ein im Getriebekasten 30 untergebrachtes Kegelradgetriebe angetrieben.
Das Kegelradgetriebe ist über eine im Innern des Drehrohres angeordnete Welle sowie
über eine Flüssigkeitskupplung 34 und ein Getriebe 35 mit einem Motor 33
verbunden.
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Eine kurze, aus dem Getriebekasten 30 axial vorstehende Welle
trägt an ihrem vorderen Ende einen Zentrierkegel 36, der gleichfalls mit
Schrämwerkzeugen besetzt ist und als Vorschrämelement dient, um den Bereich der
Stirnfläche 32 freizuschneiden, der nicht von den Schneidtrommeln
29 und 31 überstrichen wird.
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Unter der Vorderseite der Maschine ist ein kurzer, querliegender Muldenbandförderer
37 beidseitig auf dem Fahrweg angeordnet, um die von der Schneidtrommel29
abgeschrämten Materialstücke zu sammeln und sie einem in Richtung der Strecke verlaufenden
Bandförderer 38 zuzuführen, der unterhalb der Maschine in der Rösche angeordnet
ist. Der Bandförderer 38 nimmt noch zusätzlich Material auf, das von der
kurzen Schrämtrommel 31 und dem Zentrierkegel 36 abgeschrämt wurde. Leitungen 39
zum Absaugen der Staubluft erstrecken sich von den Einsaugköpfen 41 an der
Vorderseite der Maschine aus bis zu Auslässen 43 am hinteren Ende der Maschine,
welche an eine in der Strecke installierte Fernsaugleitung angeschlossen werden
können.
Die Einsaugköpfe 41 können mit einem Schutz
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verbunden werden, der darüber hinaus Düsen aufweisen kann, durch welche
Wasser auf die Stirnfläche 32 gespritzt werden kann, um den Staub zu binden.
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Bei Inbetriebnahme der Maschine wird deren Traggestell abgestützt
und der Motor 33 angelassen, um die Schneidtrommeln in Schwenkbewegung zu versetzen,
die in Ausgangsstellung im wesentlichen eine horizontale Lage einnehmen. Der Schlitten
25 der Maschine wird mittels der Heber 26 so weit vorgeschoben, bis die Schrämtrommeln
an der Stirnfläche 32 der Strecke anliegen. Danach wird der Schlitten 25 der Maschine
durch Sperren der Heber 45 festgelegt, während das Drehrohr 27 durch die hydraulischen
Kolben 28 über einen Winkel von etwa 180° verschwenkt wird, wobei die Schrämtrommeln
ständig umlaufen, so daß sie an der Stirnfläche 32 eine Materialschicht abtragen.
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Danach wird der Schlitten 25 ein weiteres Stück vorgeschoben, so daß
die Schneidtrommeln eine weitere Schicht abtragen können, wenn das Drehrohr 27 in
die Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Es kann jedoch auch zunächst das Drehrohr
27 in die Ausgangsstellung zurückgeschwenkt werden, bevor der Schlitten 25 für einen
weiteren Arbeitsgang vorgeschoben wird.
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Alle diese Vorgänge werden durch eine Bedienungsperson gesteuert,
die auf der Plattform 46 am hinteren Ende der Maschine steht, wo alle Steuerorgane
zusammengefaßt sind.
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Wenn der Schlitten 25 der Maschine vollständig ausgefahren ist, dann
wird die Maschine stillgesetzt, der Schlitten 25 zurückgezogen und die Abstützungen
der Maschine gelöst, worauf die Maschine so weit vorbewegt wird, bis die Schrämtrommeln
wieder an der zu bearbeitenden Stirnfläche 32 anliegen. Danach wird die Maschine
wieder abgestützt und der vorstehend beschriebene Arbeitsgang begonnen.
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Das Profil der von der Maschine vorgetriebenen Strecke hängt von den
Längen der beiden Schrämtrommeln sowie von dem Schwenkwinkel des Drehrohres 27 ab.
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Wird beispielsweise das Drehrohr 27 über einen Winkel von 180° verschwenkt,
wobei die längere Schrämtrommel29 in einem Bogen oberhalb einer horizontalen, durch
die Längsachse des Drehrohres 27 hindurchgehenden Ebene verläuft und der
kürzere Arm unterhalb dieser Ebene einen Bogen beschreibt, dann treibt die Maschine
eine Strecke mit dem Querschnitt vor, wie er in F i g. 4 dargestellt ist. Dieser
Querschnitt weist einen oberen Abschnitt mit einem Radius gleich der Länge der längeren
Schrämtrommel und einen unteren Abschnitt mit einem Radius gleich der Länge der
kürzeren Schrämtrommel auf. Dies ergibt auf jeder Seite der Strecke einen ebenen,
waagerechten Fahrweg 48, dessen Breite gleich der Differenz der Schrämtrommellängen
ist, wobei das Niveau der Fahrwege um ein Stück unterhalb der waagerechten, die
Längsachse des Drehrohres enthaltenden Ebene liegt, das gleich dem Radius der Schrämtrommeln
ist.
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Sind beispielsweise die längere Schrämtrommel 2,3 m und die kürzere
Schrämtrommel 1,1 m lang, dann weist die vorgetriebene Strecke Fahrwege von 1,2
m Breiten zu jeder Seite der ausgearbeiteten Rösche mit halbkreisförmigem Querschnitt
von 1,1 m Radius auf, wobei die obere Hälfte der Strecke einen halbkreisförmigen
Querschnitt mit einem Radius von 2,3 m besitzt.
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Um eine Strecke mit dem in F i g. 5 dargestellten Profil herzustellen,
wird das Drehrohr 27 über einen Winkel hin und her verschwenkt, der etwas größer
als 180° ist, wobei die Fahrwege in diesem Fall etwas gegen die Waagerechte geneigt
sind.
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Die Schrämtrommeln müssen nicht unbedingt den gleichen Durchmesser
aufweisen. F i g. 6 zeigt eine Strecke, die mit einer Maschine hergestellt ist,
bei welcher der Durchmesser der längeren Schrämtrommel29 größer ist als der Durchmesser
der kürzeren Schrämtrommel 31..
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Die längere Schrämtromme129 kann an ihrem Ende konusförmig ausgebildet
sein, wie in F i g. 7 dargestellt ist. In diesem Fall entstehen waagerechte Fahrwege,
die in einem Niveau verlaufen, das beträchtlich unterhalb der Achse des Drehrohres
27 liegt.
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Die in F i g. 7 dargestellte Trommel kann auch zum Vortreiben einer
Strecke verwendet werden, bei der das Niveau der Fahrwege, bezogen auf die Gesamthöhe
der Strecke, sehr vermindert ist, so daß über den Fahrwegen 48 ein größerer freier
Raum zur Verfügung steht.
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Die Maschine ruht auf den Fahrwegen 48, und die durch die kürzere
Schrämtrommel ausgearbeitete Rösche bildet einen freien Raum, in den sich alle die
Teile der Maschine hinein erstrecken können, die bis unter das Niveau der Kufen
ragen. Darüber hinaus ermöglicht die Rösche die Anordnung des Förderers 38 unterhalb
der Maschine.
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Mit dem Vorschub der Maschine wird die Strecke hinter dieser in üblicher
Weise ausgebaut, beispielsweise indem Stahlbögen eingesetzt werden.
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Wenn die Strecke fertiggestellt ist, dann kann ein Stufenlader in
der Rösche angeordnet werden, der Kohle von einem Förderband zugeführt erhält, das
sich seitlich von der Strecke in ein abzubauendes Flöz erstreckt. Der Stufenlader
gibt die abgebaute Kohle an einen Hauptförderer ab.