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Special'noe konstruktorskoe bjuro gidroimpul'snoj techniki Sibirskogo
otielenija Akademii Nauk SSSR Novosibirsk/UdSSR VORTRIEBSMASCHINE FÜR DEN STRECKENVORTRIEB
IN FESTEN GESTEINEN Vortriebsmaschine) Die Erfindung betrifft eine @für den Streckenvortrieb
in festen Gesteinen, z.B. in GraniXen, Gneisen und Sandsteinen, vorzugsweise mit
einem Arbeitsorgan, dessen zur Gesteinszerstörung dienender Schlagbolzen sich fortschreitend
bewegt.
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Nach wie vor bleibt eine mechanisierte Auffahrung von Strecken in
festen Gesteinen eine aktuelle Frage, Die Praxis hat ergeben,daß mit steigender
Schlagenergie die Energieintensität bei Hereingewinnung des Gesteines abnimmt und
eine wirksame Zerstörung von festen Gesteinen, z.B. von Gneisen und Graniten erst
dann erreicht wird, wenn die Schläge mit @ einer Energie von 10 OCO bis
20
000 kpm dagegen ausgeübt werden.
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Durch ein bekanntes Arbeitsorgan, welches im einselnen in der USA-Patentschrift
Nr. 3605915; der französischen der deutschen Patentschrift Nr. 2068026; Patentschrift
Nr.1957442 beschrieben ist, können Schläge erzeugt werden, deren Energie im angegebenen
Bereich liegt.
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Jedoch treten bei diesen Größen der Schlagenergie intensive Schlagbeanspruchungen
ein, welche auf die Bauelemente der mit dem Arbeitsorgan dieses Types versehenen
Naschine wirken. Die Schlagbeanspruchungen entwickeln sich entweder beim Beschleunigen
des Schlagbolzens, oder bei seinem Zusammentreffen mit dem Gestein unter einem Winkel
(ein Schrägschlag), oder bei einem Leorschlag des Schlagbolzens, wenn dieser @@@
im Gebirgsmassiv vorkommende Hohlräume trifft. Die Größe dieser Schlagbeanspruchungen
erreicht dabei mehrere Dutzende Tonnen in einer Zeit von hundertstel Sekunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vortriebsmaschinemit
einem Arbeitsorgan zu entwickeln, bei welcher die bein getrieb des Arbeitsorganes
entstehenden Beanspruchungen über eine Minderheit der Bauteile der Vortriebsmaschine
auf das Gestein wirken.
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Vortriebsmaschine Es wird eine mit einem Arbeitsorgan vorgeschlagen,
dessen zur Gesteinszerstörung dienender Schlagbolzen sich fortschreitend bewegt.
Gemäß der Erfindung ist das Arbeitsorgan an einem auseinanderrückbaren und gegen
die Streckenstöße verspreizenden Rahmen derart angeordnet,
daß es
in zwei zueinander senkrechten Richtungen geschwenkt werden kann, wobei der Spreizrahmen
mit den Stützelementen verbunden ist, die an den Strockenstößen ar liegen, wenn
der Rahmen verspreizt ist. Die Schwenkung des Arbeitsorganes in den beiden Richtungen
v;ird d'eh einer die Anbringung des Rahmens mit der Möglichkeit Umdrehung um seine
senkrechte Achse sowie durch eine schwenkbare Befestigung des Arbeitsorganes an
der waagerechten Achse des Rahmens bewirkt.
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Der Spreizrahmen kann eine Grundplatte mit zwei darauf angebrachten
Kraftzylindern sowie einen Querbalken besitzen, der sich mit seinen senkrech@@n
Säulen auf die beweglichen Teile der Kraftzylinder stützt, wobei die Grundplatte
und der Querbalken mit den Stützelementen durch Kugelgelenke verbunden werden. Zur
Schwenkung des Spreizrahrrens um seine Achse dienen Kraftzylinder, die mit ihren
beweglichen Teilen mit den Enden der Kette verbunden sind, die eine unterhalb der
Grundplatte des Spreizrahmens befindliche Trommel umgibt.
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eines Auf Grund solch ~. Aufbaues wirken die Schla,gbeanspruchungen
nur auf den Spreizrahmen, indem sie das Gestein auf dem kürzesten Weg erreichen.
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Fcrner ist die Erfindung durch das Vorhandensein einer Spreizeinrichtung
gekennzeichnet, die eine Verbindung mit dem Spreizrahmen hat und als Auflage bei
dessen Verlagerung in der Strecke mittels Kraftzylinder dient.
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Die Spreizeinrichtung besitzt Auflagekufen mit darauf
angebrachten
Zylindern, die mittels ihrer Kugelgelenke mit den oberen Stützelement gekuppelt
sind, indem sich die Kufen miteinander durch elastisch verformbare Glieder verbinden.
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Vortriebsmaschine Die Verlagerung der in der Strecke erfolgt in diesem
Falle dank verhältnismäßig einfacher Mittel, wobei der Spreizrahmen und die -einrichtung
abwechselnd verspreizt und herangezogen werden.
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Fcrner werden das obere Stützelement der Spreizeinrichtung mit dem
oberen Stützelement des Spreizrahmens außer den Kraft zylindern noch mit elastischen
Platten und die Auflagekufen mit den unteren Stützelement des Spreizrahmens durch
Kraft Zylinder und einen Hebel mit Gleitschuhen, die sich in ihren Führungen bewegen,
verbunden.
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Dank solch einer Verbindung des Spreizrahmens und der Spreizeinrichtung
sowie der gelenkigen Verbindung zwischen dem oberen und unteren Stützelement des
Spreizrahmens und den elastisch verformbaren Gliedern der Aufla-Vortriebsmaschine
gekufen wird eine gute Anpassungsfähigkeit der an die Unebenheiten des Bodens und
der Firste der Strecke erreicht.
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Nachstehend wird die Erfindung durch eine ausführliche Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Vortriebs-maschine
in der Strecke,
wobei die erate von Ort her befindliche Sektion ein Spreizrahmen mit einem daran
angebrachten Arbeitsorgan und die zweite Sektion eine Spreizeinrichtung' ist; Fig.
2 den Spreizrahmen und das Arbeitsorgan der Vortriebsmaschine , gesehen von Ort
der Strecke her; Fig. 3 einen Schnitt durch das obere Stützelement und die Auflagekufen
der Spreizeinrichtung nach der Linie III-III der Fig. 1; Fig. 4 die Befestigung
von elastischen Platten, die zur Verbindung der oberen Stützelemente des Spreizrahmens
und der Sprcizeinrichtunn dienten.
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Vortriebsmaschine/ Die erfindungsgemäße @ für die Auffahrung von
Strecken verfügt, wie Fig. 1 erkennen läßt, über einen nach oben auseinanderrückbaren
Rahmen 1, der jeweils durch ein oberes Stützelement 5 und ein unteres Stützelement
6 gegen die Firste 2 und den Boden 3 der Strecke verspreizt wird. Der Spreizrahmen
1 trägt ein Arbeitsorgan 7 mit einem sich fortschreitend bewegenden, zur Gesteinszerstörung
dienenden Schlagbelzen 8. Eingewender wird die Bauform des Arbeitsorganes 7 hier
nicht beschrieben, weil jedes der bekannten Arbeitsorgane mit geeigneten Größen
der Schlagenergie prinzipiell einsetzbar ist. Im einzelnen kann das Arbeitsorgan
verwendet werden, das in den obenerwähnten Patentschriften
beschrieben
ist.
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Um einen gleichnäßigen Abbau der Gesamtfläche der Ortsbrust 9 in
der Strecke 4 zu gewährleisten, wird das Arbeitsorgan 7 mit der Möglichkeit einer
Schwenkung in der waagerechten und senkrechten Ebene montiert, worüber nachfolgend
ausführlicher berichtet wird.
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Mit den Stützelementen 5 und 6 des Spreizrahmens ist die Spreizeinrichtung
10 gekuppelt, welche als Auflager bei der Verlagerung des Spreizrahmens 1 mit dem
Arbeitsorgan 7 in der Strecke dient. Die Spreizeinrichtung 10 verfügt über ein oberes
Stützelement 11 und Auflagekufen 12, die an den Stoßen der Strecke 4 anliegen. Dabei
dienen die oberen Stützelemente 5 und 11 des Spreizrahmens 1 und der -einrichtung
10 gleichzeitig als Schutzdecke, welche einer Zerstörung der Firste 2 der Strecke
4 vorbeugt.
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Ausführlicher ist der Spreizrahmem 1 in Fig. 2 wiedergegeben. Der
Spreizrahmen 1 hat eine Grundplatte 13 mit darauf senkrecht angebrachten Kraftzylindern
14 sowie einen Querbalken 15 rnit vertikalen Säulen 16, weLche durch Führungshülsen
17 hindurchgehen und sich auf die bewegilchen Teile 18 (den Kolben mit seiner Stange)
der Kraftzylinder 14 stützen. Die Führungshülsen 17 sind au zwei Seitenteilen 19
befestigt, die auf der Grundplatto 13 angebracht sind.
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Das Arbeitsorgan 7 wird auf einer waagerechten Achse 20 festgehalten,
die an den Seitenteilen 19 montiert und
mit Lagern (nicht veranschaulicht)
versehen ist; dabei kann das Arbeitsorgan 7 dank der Kraftzylinder 21 in werden,/
senkrechter Ebene geschwenkt wie dies aus Fig. 1 zu erkennen ist. In der Mitte des
Querbalkens 15 ist ein Kugelkopf 22 vorgesehen, der in eine sphärische Aussparung
23 des oberen Stützelementes 5 eingeführt wird, so daß der Spreizrahmen 1 mit dem
oberen Stützelement 5 durch das Kugelgelenk gekuppelt wird. Am Fuß des Spreizrahmens
1 befindet sich unterhalb der Grundplatte 13 einv Trommel 24, die von einer Kette
25 umgeben wird, indes die Kette mit ihren Enden mit auf dem unteren Stützelement
montierten Kraftzylindern 26 verbunden ist. An der Stirnseite der Trommel 24 ist
eine sphärische Aussparung 27 ausgeführt, in rjelche ein 'Ktlgelkopf 28 hineinragt,
der auf dem unteren Stützelement 6 sitzt, so daß die Grundplatte 13 des Spreizrahmens
1 mit den untcren Stützelement 6 durch das Kugclgelenk gekoppelt ist.
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In dieser Weise verbindet sich der Spreizrahmen 1 gelenkig mit den
Stützelementen 5 und 6 und ist dadurch in der Lage, um seine eigene Achse sowie
gegenüber den Stützelementen 5 und 6 zusanmen mit dem Arbeitsorgan 7 mittels der
Kraftzylinder 26 geschwenkt zu werden, indem die Kraft zylinder 26 die Kette 25'
spannen.
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Die Spreizeinrichtung 10 besitzt zwei auf den Auflagekufen 12 montierte
Kraftzylinder 29 (Fig. 1, 3), auf: deren bewegliche Teile 30 sich Säulen 31 stützen,
welche
durch an Streben 33 befestigten Führungshhülsen 32 hindurchgehen; dabei sind die
Streben 33 starr mit den Auflagekufen 12 verbunden. Das obere Stützelement 11 der
Spreizeinrichtung 10 ruht auf den Kugelköpfen 34 der Säulen 31. Die Auflagekufen
12 sind mit-,verbunden,' einander mittels elastisch verformbarer Glieder 35, die
z.B. als Flachfederpaket (Fig. 3) ausgeführt werden können. Die Federn können an
einem starren Balken 36 befestigt werden.
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Dadurch weisen die Auflagekufen 12 eine Zutc Anpassungsfähigkeit
an die Unebenheiten des Bodens 3 der Strecke 4 auf.
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Wie schon oben erwähnt wurde, besteht die Verbindung der Spreizeinrichtung
10 mit dem Spreizrahmen 1.
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Hierbei ist das obere Stützelement 11 nit den oberen Stützelement
5 des Spreizrahmens 1 mit @ilfe von wei verbunden Kraft zylindern 37 (Fig. 1) und
elastischen Platten, deren Befestigung an den Stützelementen-5-und 11 ausführlich
in Fig. 4 wiedergegeben ist.
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Die Platten 38 sind mit' den einen Ende auf einer waagrechten Achse
39 des Stützeleracntes 11 der Spreizeinrichtung 10 befestigt, während das andere
Ende zwischen die Seitenbegrenzer 40 eingeführt ist, die ir. der Aussparung 41 des
Stützelementes 5 des Spreizrahmens 1 Vortriebsmaschine eingebracht sind. Bei der
Bewegung der in der Strecke wenden sich die Stützelemente 5 und 6, indcn sie sich
den Unebenheiten der Firste und des Bodens anpassen,
auf den Gelenken
gegenüber dem Spreizrahman l, der in Längsrichtung durch die Kraftzylinder 37 und
in Querrichtung durch die elastischen Platten 38 gehalten wird.
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Die Auflagekufen 12 sind mit dem unteren Stützelement 6 des Spreizrahmens
1 mittels zweier Kraftzylinder 42. verbunden Um die Verlagerung der Spreizeinrichtung
10 in der Strecke 4 je nach der Vorwärtsbewegung des Spreizrahmens 1 steuern zu
können, trägt sein unteres Stätzelement 6 einen Hebel 43 (Fig. 1, 4), dessen eines
Ende starr befestigt ist, während an dem anderen Gleitsch@he 44 gelenkig festgehalten
werden, welche sich in auf dem Balken 36 befestigten Führungen 35 bewegen.
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Wie die Beschreibung der Bauart des Spreizrahmens 1 und der Spreizeinrichtung
10 erkennen läßt, bleibt der Ar Vortriebsmaschine beitsraum der nicht verstellt,
so daß die Mecha-Vortriebsmaschine nissen und zeile der für die Bedienung lcicht-
zuganglich sind.
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Vortriebsmaschine Die erfindungsgemäße bewegt sich in der Strecke
wie folgt.
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Angefangen wird mit der Lage, in welcher der Spreiz-Vortriebsmaschine
rahmen 1 in der Strecke 4 verspreizt ist. Um die zu verlagern, wird die Spreizeinrichtung
10 mittels der Kraftzylinder 29 gegen die Firste und den Boden der, Strecke verspreizt,
wonach der Spreizrahmen 1 gelöst @ wird.
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Durch die Kraftzylinder 37 und 42 wird der das Arbeitsorgan 7 tragende
Spreizrahmen 1 zusammen mit den Stützelementen 5 und 6 in der Strecke gegenüber
der unbeweglichen
Spreizeinrichtung 10 verlagert. Anschließend
erfelgt mittels der Zylinder 14 die Spreizung des Spreizraimens 1 gegen die Firste
und den Loden der Strecke, während die Spreizeinrichtung 10 gelöst und bei dem Rückwärtshub
der Kraft zylinder 37 und 42 an den Spreizrahmen 1 heran-Vortriebsmaschine gezogen
wird. Somit bewegt sich die in der Strecke nach dem bekannten Schreitprinzip.
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Vortriebsmaschine Die Umwendung der bei ihrer Verlagerung in der
Strecke erfolgt durch Betätigung nur der rechten bzw.
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linken Zylinder 37 und 42, wobei diese Umwendung der Vortriebsmaschine
durch den Hebel 43 mit den sich in den Führungen 45 bewegenden Gleitschuhen 44 gesteuert
wird.
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Die Gesteinszerstörung erfolgt an der gesamten Fläche der Ortsbrust
durch das Arbeitsorgan 7, welches mehrere Schläge auf dicht beieinanderliegende
Stellen des Gestoinsausübt. Das abgebaute Gestein wird unter Anwendung bekannter
Lade- und Fördergeräte abtransportiert, welche in der Anmeldung nicht beschrieben
werden.
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Vortriebsmaschine Bei Inanspruchnahme der zeigten sich ihre Standsicherheit
gegen Beanspruchungen, ihre Einfachheit und leichte Handhabung beim Betrieb, da
ihr innerer Arbeitsraum pral-tisch nicht verstellt wird.
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Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Streckenvortriebsmaschine
einen kleinen @etallbedarf von ca. 45-50 t auf, der von großer Bedeutung für den
Auf- und Abbau in verengten Strecken ist.