DE2332470C3

DE2332470C3 - Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschinen mit einem Schrämkopf

Info

Publication number: DE2332470C3
Application number: DE2332470A
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 8740 Zeltweg Schwelberger
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1972-06-30
Filing date: 1973-06-26
Publication date: 1984-05-10
Also published as: RO67459A; DE2332470B2; AU5752873A; BE801768A; SE404060B; FR2191015B1; DD104596A5; AR195122A1; AT323691B; BG30028A3; CS186252B2; JPS545222B2; PL89339B1; HU170318B; FR2191015A1; ES416344A1; CA1003863A; DE2332470A1; JPS4964201A; BR7304851D0

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilschnitt-Strekkenvonricbsmaschine mit einem Schrämkopf nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Streckenvortriebsmaschinen werden vor allem für das Auffahren von Strekken in Kohle, Erzen und Gesteinen eingesetzt, wobei durch den Schrämkopf ein Lostrennen der abzubauenden Materialien von der Stollenbrust erfolgt. Hierbei wird in der Regel so vorgegangen, daß durch den eo Schrämkopf an der Stollenbrust von unten nach oben im wesentlichen horizontal verlaufende Schnitte ausgebrochen werden. Um diese Schnitte ausbrechen zu können, ist der Schrämkopf rotierbar und in Richtung der Drehachse mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit verschwenkbar ausgebildet und es sind am Umfang des Schrämkopfes im wesentlichen radial abstehende Meißel befestigt. Infolge der Rotation und der gleichzeiti gen Verschwenkung des Schrämkopfes beschreiben die mit den Schneiden versehenen Enden der Meißel eine schraubenlinienförmige Bahn, wodurch der Ausbruch bewirkt wird.

Bei den bisher bekannten "Schrämköpfen waren die einzelnen Meißel auf Grund von Erfahrungswerten am Umfang des Schrämkopfes angeordnet, wobei darauf geachtet wurde, daß eine möglichst gleichmäßige Abnützung aller Meißel erfolgte.

Hierbei hat jeder Meißel, unabhängig von den anderen Meißeln, seine gesonderte Rille gegraben, so daß die Zerspanung über die gesamte Stollenbrust erfolgte, wobei eine gleichmäßige Beanspruchung der beiden Seiten der Meißelschneiden nicht gewährleistet war und überdies auch eine große Zerspanungsarbeit erforderlich war.

So sind beispielsweise bei einer bekannten Ausführungsform die Meißel spiralförmig am Schrämicopf angeordnet, wobei die Meißelstellung lediglich entsprechend der Rotationsbewegung gewählt wird, die gleichzeitig auftretende Schwenkbewegung jedoch unberücksichtigt bleibt, so daß die Meißel mit ihren Flanken das Gestein drücken, wodurch eine erhebliche Leistungsminderung auftritt Bei Schrämwalzen und Bohrkronen ist eine Anordnung von Meißeln in verschiedenen Gruppen, in welchen die Meißelenden auf Kreisen verschieden großer Durchmesser liegen, bekannt. Bei Bohrkronen, bei welchen immer alle Meißel gleichzeitig in Eingriff mit dem abzubauenden Material stehen, ist eine Vergleichmäßigung des Verschleißes aller Meißel nicht möglich, da die auf Kreisen größeren Durchmessers liegenden Meißel während einer Umdrehung der Bohrkrone einen größeren Weg zurücklegen und daher mit höherer Geschwindigkeit in das abzubauende Material eingreifen. Bei Schrämwalzen mit Meißeln, deren Enden auf Kreisen verschiedener Durchmesser liegen, ist aus dem gleichen Grund eine Vergleichmäßigung des Verschleißes nicht möglich. Der ¹JS-PS 30 64 958 ist ein Schrämkopf zu entnehmen, welcher über einen ersten Teilbereich seiner Vortriebsbewegung nach Art eines Gesteinsbohrers in die Abbaufront eingetrieben wird, wobei alle Meißel während einer Umdrehung des Schrämkopfes mit dem abzubauenden Gestein in Eingriff stehen. Über einen zweiten Teilbereich seiner Vortriebsbewegung wird dieser Schrämkopf nach Art einer Schrämwalze im wesentlichen normal zur Rotationsachse weiter bewegt Eine solche Ausbildung des Schrämkopfes ist dabei in beiden Teilbereichen der Vortriebsbewegung mit den obenerwähnten Nachteilen in bezug auf den Meißelverschleiß behaftet

Eine gleichmäßige Abnützung aller Meißel konnte jedoch trotz aller Versuche mit den bisher bekannten Schrämköpfen bei der Verwendung in Teilschnittschrämmaschinen nicht erzielt werden, da neben den durch die Rotation der Meißel auf die Meißel wirkenden Kräften auch die Schwenkverlagerung des Schrämarmes zusätzliche, verschleißbringende Kräfte auf die Meißel ausübt Es ergab sich immer, daß einige Meißel früher abgenutzt waren und daher ausgewechselt werden mußten, so daß die Streckenvortriebsmaschine zur Auswechslung dieser Meißel stillgesetzt werden mußte, obwohl die anderen Meißel noch einsatzfähig waren. Die Stillsetzung einer Streckenvortriebsmaschine zum Zwecke der Auswechslung der Meißel bewirkt jedoch einen beträchtlichen Produktionsausfall, so daß eine möglichst lange Lebensdauer der Meißel erwünscht ist

Die Erfindung zielt darauf ab, die Schrämleistung des Schrämkopfes zu verbessern und eine Vergleichsmäßi-

gung der Abnützung der hauptsächlich auf Verschleiß beanspruchten Meißei zu erzielen. Die Erfindung besteht hierbei im wesentlichen darin, daß die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 verwirklicht sind

Dadurch, daß der Mittelabstand der Meißel zweier benachbarter Gruppen, in Achsrichtung des Schrämkopfes gemessen, dem Produkt aus dem Tangens des Winkels, weichen die Resultierende aus der Geschwindigkeit des auf dem Kreis größeren Durchmessers liegenden rotierenden Meißelendes und der Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes mit der Normalebene zur Achse des Schrärskopfes einschließen, und der Länge des durch dieses Meißelende beschriebenen Bogens über den Bogenwinkel entspricht, um welchen der dieses Meißelende aufweisende Meißel demjenigen Meißel der vorhergehenden Gruppe nacheilt, wird erreicht, daß der nacheilende Meißel, dessen Ende auf einem größeren Radius liegt als der voreilende Meißel, jeweils in die Spur des voreilenden Meißels eintritt und damit die Rille vertieft Hierbei greifen, da ja die Rille vertieft wird, beide Seiten der Meißelschneide am Gestein an. Dadurch, daß die Meißelbrüste zur Richtung der Resultierenden aus der Geschwindigkeit der rotierenden Meißelenden und der Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes angenähert normal stehen, wird der Vorteil erzielt, daß beide Seiten der Meißelschneiden gleichmäßig belastet werden, und der Meißel nicht drückt Wenn die Brustbreite der Meißel einer Gruppe multipliziert mit der Anzahl der Meißel dieser Gruppe kleiner ist als die Schwenkverlagerung des Schrämkopfes während einer Umdrehung, liegen die Rillen, weiche von den Meißeln der jeweils nachfolgenden Gruppe immer mehr vertieft werden, in Abstand voneinander, so daß Rippen stehen bleiben, welche dann gebrochen werden. Wenn aber die Brustbreite der Meißel einer Gruppe multipliziert mit der Anzahl der Meißel dieser Gruppe gleich der Schwenkverlagerung des Schrämkopfes während einer Umdrehung ist, werden die Rillen Mann an Mann geschnitten, so daß keine Rippen zwischen den Rillen stehen bleiben. Bei sprödem Gestein ist weniger Leistung für das Brechen der Rippen erforderlich und bei festem Gestein ist es vorteilhaft, die Rillen Mann an Mann zu schneiden. Durch die Gesamtheit wird di° Schrämleistung bei gleichmäßiger Abnutzung aller Meißel verbessert, so daß eine frühzeitige Auswechslung einzelner Meißel nicht erforderlich ist Es wird somit eine lange Betriebsdauer zwischen den zur Auswechslung der r.teißel benötigten Stillstandszeiten der Streckenvortriebsmaschine ermöglicht

Die Ourchmesserdifferenz zwischen den Meißelenden jeweils zweier benachbarter Reihen ist zweckmäßig so groß, daß jeder Meißel entsprechend seiner Eingriffsdauer eine so große Vertiefung der Rillen in der Strekkenbrust bewirkt, daß ebenfalls eine gleichmäßige Abnützung der Meißel auf Grund der damit erzielten konstanten Meißelbelastung sichergestellt ist Gemäß der Erfindung sind daher zweckmäßig die Durchmesserdifferenzen der Kreise, auf welchen die Meißelenden der verschiedenen Gruppen liegen, entsprechend der gewünschten Eindringtiefe des Schrämkopfes in das Gestein so gewählt worden, daß bei dieser Eindringtiefe die durch die Meißel der einzelnen Gruppen zerspanten Volumina ungefähr gleich sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schrämkopf nach der Linie 1-1 in F i g. 2 und F i g. 2 stellt eine Ansicht des Schrämkopfes in Richtung dos Pfeiles II in F i g. 1 dar.

Der erfindungsgemäße Schrämkopf besteht aus einem rotierbar angeordneten Grundkörper 1, der von einem nicht dargestellten Schrämarm getragen ist Der Schrämarm ist hierbei um einen Königszapfen in eüier im wesentlichen horizontalen Richtung verschwenkbar, sowie in vertikaler Richtung verstellbar ausgebildet Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß beidseitig des ίο Schrämarmes Schrämköpfe vorgesehen sind, wobei entsprechend der Schwenkrichtung jeweils immer nur ein Schrämkopf zum Einsatz gelangt Der Schrämarm trägt weiter den Schrämmotor samt einem Getriebe, über das die Schrämköpfe angetrieben werden. Auf dem Grundkörper 1 sind Meißelhalter 2 vorgesehen, welche mit dem Grundkörper 1 durch Schweißen verbunden sind und in weichen Schrämmeißel 3 durch geeignete, nicht dargestellte Vorrichtungen gehalten sind.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, vv-cist der Grundkörper 1 Stufen 4,5,6 und 7 verschiedenen Durchmessers auf, auf welchen die einzelnen Meißelhalter 2 befestigt sind. Die einzelnen Meißel 3 sind somit kreisförmig in mehreren Gruppen angeordnet, wobei die mit den Schneiden 9 veiiahenen Meißelenden 8 der einzelnen Gruppen auf Kreisen verschiedener Durchmesser liegen. Weiters sind die Meißelschneiden 9, wie aus F i g. 1 insbesondere aus der strichpunktierten Darstellung hervorgeht, in einer Richtung schräggestellt, die der Richtung der Resultierenden aus der Geschwindigkeit der rotierenden Meißelenden jeder Gruppe und der Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 10 des Schrämkopfes entspricht Da die Geschwindigkeit mit der sich die rotierenden Meißelenden bewegen, bei gleichbleibender Drehzahl des Schrämkopfes mit steigendem Durchmesser größer wird und da die Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes konstant ist, so sind also die Meißelschneiden der auf dem kleinsten Durchmesser angeordneten Meißelenden um den größten Winkelbetrag λ und die Meißelschneiden der auf dem größten Durchmesser angeordneten Schneiden um den kleinsten Winkelbeirag α gegenüber einer zur Drehachse des Schrämkopfes senkrechten Achse schräggestellt

Die Breite jeder Gruppe, der Meißel 3 multipliziert mit der Anzahl der Meißei in dieser Gruppe ist zweckmäßig kleiner als die Strecke, die der sich mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit verschwenkbare Schrämkopf während einer Umdrehung des Schrämkopfes zurücklegt Dadurch bleiben zwischen den durch die Meißelschnciden hergestellten Rillen Stege stehen, die lediglich durch die Bearbeitung des Materials im Nachbarbereich ausbrechen, so daß der günstigste Sciuämeffekt erzielt wird. Der Mittelabstand zwischen den Meißeln zweier benachbarter Gruppen, in Achsrichtung des Schrämkopfes gemessen, entspricht dem Produkt aus dem Tangens des Schrägstellungswinkels des Meißels, dessen Ende auf dem Kreis größeren Durchmessers liegt und der Länge des durch das Ende dieses Meißels beschriebenen Bogens über dem Böge η-winkel, um welchen dieser Meißel demjenigen Meißel der vorhergehenden Gruppe nacheilt, in dessen Spur er eintritt. Dadurch wird sichergestellt, daß jede Meißelreihe in die durch die vorhergehende Meißelreihe gebildete Rille im auszubrechenden Material eingreift und eine Vertiefung dieser Rille bewirkt Um sicherzustellen, daß jede Meißelreihe in gleicher Weise beansprucht wird, ist die Durchmesserdifferenz zweier benachbarter Meißelreihen so groß, daß jeder Meißel entsprechend seiner

Eingriffsdauer eine so große Vertiefung der Rillen in der Streckenbrust bewirkt, daß eine gleichmäßige Abnutzung der Meißel auf Grund der dadurch erzielten Meißelbelastung sichergestellt ist.

Die in Vorschubrichtung 10 gesehene erste Meißel- i reihe weist Meißel 3' auf, die zusätzlich in Vorschubrichtung 10 verschiedene Neigungen aufweisen. Mit diesen Meißeln 3' kann eine saubere Begrenzung des gewünschten Profils hergestellt werden. Weiters ist noch an der Stirnseite des Schrämkopfes ein an sich bekannter Kernbrecher 11 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschine mit einem Schrämkopf, der rotierbar und in Richtung sei- ner Drehachse bei gleichbleibender Drehzahl mit gleichbleibender Vorschubgeschwimdigkeit verschwenkbar ist und an dessen Umfang im wesentlichen radial abstehende Meißel befestigt sind, die in mehreren in Richtung der Drehachse hintereinander liegenden Gruppen über den Umfang des Werkzeugträgers verteilt angeordnet sind, wobei die Meißelenden der verschiedenen Gruppen auf Kreisen verschieden großer Durchmesser liegen,, weiche von Gruppe zu Gruppe in Richtung zum Schrämann, größer werden und wobei die Meißelbrüste schräg zur durch die Drehachse gehenden Axialebene stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabstand (a) der Meißel (3) zweier benachbarter Gruppen, in Achsrichtung des Schrämkopfes ge- messen, dem Produkt aus dein Tangens des Winkels («), weichen die Resultierende aus der Geschwindigkeit des auf dem Kreis größeren Durchmessers liegenden rotierenden Meißelendes (8) und der Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes mit der Normalebene zur Achse de,t Schrämkopfes einschließen und der Länge des durch dieses Meißelende (8) beschriebenen Bogens über den Bogenwinkel entspricht, um welchen der dieses Meißelende (8) aufweisende Meißel (3) demjenigen Meißel (3) der vorhergehenden Gruppe nacheilt, in dessen Spur er eintritt, daß die Meißelbrüste »ur Richtung der Resultierenden aus der Geschwindigkeit der rotierenden Meißelenden (8) und dsr Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes angenähert normal stehen und daß die Brustbreite der Meißel (3) einer Gruppe multipliziert mit der Anzahl der Meißel (3) in dieser Gruppe gleich oder kleiner ist als die Schwenk Verlagerung des Schrämkopfes während einer Umdrehung.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesserdifferenz der Kreise, auf weichen die Meißelenden der verschiedenen Gruppen liegen, entsprechend der vorgesehenen Eindringtiefe des Schrämkopfes in das Gestein so bemessen sind, daß bei dieser Eindringtiefe die durch die Meißel der einzelnen Gruppen zerspanten Volumina ungefähr gleich sind.