DE2541838A1

DE2541838A1 - Walzenschraemmaschine bzw. vortriebsmaschine fuer den untertagebergbau

Info

Publication number: DE2541838A1
Application number: DE19752541838
Authority: DE
Inventors: Willy Lanfermann
Original assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Current assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE2541838C3; DE2541838B2; GB1537115A

Description

8205 Bochum, den 17. September 1975

Gebr. Eickhoff, Maschinenfabrik u. Eisengießerei mbH, 463 Bochum Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine für den Untertagebergbau

Die Erfindung betrifft eine Walzenschrämmaschine bzw. eine Vortriebsmaschine für den Untertagebergbau, die zwischen Antriebsmotor und Lösewerkzeug ein als Zweiwellengetriebe ausgebildetes schaltbares Zwischengetriebe besitzt.

Es sind Vortriebsmaschine^ deren Lösewerkzeug mit zwei verschiedenen Drehzahlen betrieben werden kann, bekannt. Diese Vortriebsmaschinen sind mit einem Untersetzungsgetriebe ausgestattet, das als mit Haupt- und Vorgelegewelle ausgerüstetes Schaltgetriebe ausgebildet ist.

Außerdem gehören Walzenschrämmaschinen zum vorbekannten Stand der Technik, deren Walzentragarm am äußeren Tragarmende, im Bereich der Schrämwalze,mit einem als Schaltgetriebe ausgebildeten Zwischengetriebe besetzbar ist. Aufgabe dieses Zwischengetriebes ist es, der Schrämwalze wahlweise eine für die Gewinnungsfahrt geeignete höhere Drehzahl oder eine für die Räumfahrt besonders zweckmäßige niedrige Drehzahl zuzuführen.

Gewinnungsmaschinen, insbesondere Walzenschrämmaschinen und auch für den Vortrieb von Flözstrecken dienende Vortriebsmaschinen, treiben ihr Lösewerkzeug in der Regel mit einer einzigen durch ein nicht schaltbares Untersetzungsgetriebe bestimmten günstigsten Drehzahl an, die auf das hauptsächlich zu lösende Mineral abgestellt ist. Ihr Untersetzungsgetriebe ist deshalb auf das bei der Betriebsdrehzahl des Lösewerkzeuges auftretende Drehmoment des Antriebsmotors ausgelegt. Daher muß die Schrämwalze zur Schonung des Meißelbesatzes beim Schneiden des Nebengesteins, beispielsweise beim Durchfahren gestörter Strebabschnitte oder auch beim Schneiden des innerhalb eines Streckenprofils anstehenden Nebenge-

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steins, mit verminderter Vorschubgeschwindigkeit gefahren werden. Außerdem ist es zweckmäßig, die hierbei besonders starke Staubentwicklung durch Reduzieren der Schrämwalzendrehzahl zu verringern, Erforderlichenfalls werden deshalb Walzenschrämmaschinen nachträglich mit einem zusätzlichen schaltbaren Zwischengetriebe ausgestattet, das zwischen Antriebsmotor und Schrämkopf liegt und zwei unterschiedliche Antriebsdrehzahlen liefert. Nun bringt eine Drehzahlverringerung des Lösewerkzeuges bei konstanter Leistungsabgabe des Antriebsmotors stets eine entsprechende Zunahme des Antriebsdrehmomentes mit sich, so daß das dem Zwischengetriebe nachgeschaltete Untersetzungsgetriebe der Walzenschrämmaschine leicht überlastet und beschädigt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, Überlastungen des Untersetzungsgetriebes einer Gewinnungs- oder Vortriebsmaschine zu unterbinden,

Dazu geht die Erfindung von einer Walzenschrämmaschine bzw. einer Vortriebsmaschine für den Untertagebergbau aus, die zwischen Antriebsmotor und Lösewerkzeug ein als Zweiwellengetriebe ausgebildetes schaltbares Zwischengetriebe besitzt und schlägt vor, die Vorgelegewelle des Zwischengetriebes mit einer das Drehmoment der Abtriebswelle begrenzenden, vorzugsweise einstellbaren Überlastkupplung auszurüsten. Diese Überlastkupplung tiberträgt nur Drehmomente bis zur zulässigen Größe und verhindert daher bei reduzierter Schrämwalzendrehzahl Überlastungen der dem Zwischengetriebe nachgeschalteten Getriebeteile.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal trägt die Vorgelegewelle des Zwischengetriebes ein drehbar gelagertes und axial verschiebbares Zahnrad, das über eine stirnseitige Verzahnung oder Über Klauen, deren Flanken gegenüber der Vorgelegewellenachse geneigt sind, formschlüssig mit der stirnseitigen Verzahnung eines drehfest und unverschiebbar auf der Vorgelegewelle angeordneten Zahnrades verbindbar ist und unter Axialdruck steht.

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Zweckmäßigerweise stellen zwei auf beiden Stirnflächen der Zahnräder diametral gegenüberliegende VorSprünge bzw. Klauen, deren Flankenwinkel 25 bis 45° beträgt, den Formschluß zwischen den Kupplungshälften her. Wegen ihrer relativ großen Kopffläche sind diese Vorsprünge bzw. Klauen bei normaler Drehzahl selbst bei stärkerem Axialdruck nicht in der Lage ineinanderzugreifen; vielmehr muß erst der Antriebsmotor der Gewinnungsmaschine ausgeschaltet werden, um bei auslaufendem Motor die Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften herstellen zu können. Folglich kann die unter Überlast ausgerückte Kupplung bei normaler Motordrehzahl von selbst nicht wieder einrücken.

Die der Kupplungsverzahnung abgewandte Stirnfläche des verschiebbaren Zahnrades kann hydraulisch beaufschlagbar sein. Dazu ist sie mit einem Axialkräfte übertragenden Wälzlager besetzt, das den Kolben eines die Vorgelegewelle umschließenden ringförmigen Druckzylinders drehbar mit dem verschiebbaren Zahnrad verbindet. Das Stirnrad kann sich daher unabhängig von dem die Axialkräfte erzeugenden Kolben drehen. Eine mit der Hauptwelle des Zwischengetriebes verbundene Flüssigkeitspumpe und ein Hydraulikspeicher sowie ein den Hydraulikspeicher wahlweise mit der Flüssigkeitspumpe oder mit dem Druckzylinder verbindendes Zweiwegeventil sorgen für den Beaufschlagungsdruck des verschiebbaren Zahnrades bzw. für das Aufladen des Hydraulikspeichers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Walzenschrämmaschine in Seitenansicht; Fig. 2 das Zwischengetriebe, der Walzenschrämmaschine

in einem geschnittenen Grundriß; Fig. 3 einen Schnitt durch das Zwischengetriebe nach

der Linie A-B der Figur 2; Fig. 4 einen Hydraulikplan.

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Die Walzenschrämmaschine 1 besitzt ein zwischen Antriebsmotor 2 und Schrämkopf 3 gelegenes Zwischengetriebe 4» das als schaltbares Zweiwellengetriebe ausgebildet ist. Wie die Figur 2 zeigt, besteht die Hauptwelle 5 des Zwischengetriebes 4 aus zwei gleichachsigen, gegeneinander verdrehbaren Abschnitten 5a, 5b, von denen der Wellenabschnitt 5a in den Wälzlagern 6 und 7 und der Wellenabschnitt 5b in den Wälzlagern 8 und 9 liegt. Wahlweise kann der Wellenabschnitt; 5a, der dem Antriebsmotor 2 der Walzenschrämmaschine 1 zugewandt ist, mit unterschiedlichen Anschlüssen 10 bzw. 11 ausgerüstet sein, und zwar in Abhängigkeit von der Nennleistung des Antriebsmotors 2. Auf dem Wellenabschnitt 5a befindet sich das Stirnrad 12, das mit seiner verzahnten Bohrung in die Außenverzahnung der Sitzfläche 13 des Wellenabschnittes 5a längsverschiebbar eingreift und mit ihm drehfest verbunden ist. Es wird von der Schaltgabel 14 in seine jeweilige Arbeitsposition geschoben und kämmt mit seiner Verzahnung 15 ständig mit dem Antriebsrad 16 der Flüssigkeitspumpe 17· Außerdem steht es in einer seiner beiden Schaltpositionen mit dem Zahnrad 18 der Vorgelegewelle 19 im Eingriff. Das Stirnrad 12, das zusätzlich mit einem Kupplungszahnkranz 20 ausgerüstet ist, verbindet in einer seiner beiden Schaltstellungen die beiden Wellenabschnitte 5a, 5b der Hauptwelle 5 starr miteinander, indem es in die Innenverzahnung 21 der Eindrehung 22 des Wellenabschnittes 5b eingreift. In dieser Situation geht die Drehbewegung des Antriebsmotors 2, die über das Stirnrad 23 des nicht dargestellten Motorwellenstumpfes beispielsweise in den Anschluß 10 des Wellenabschnittes 5a eingeleitet wird, über beide Wellenabschnitte 5a, 5b der Hauptwelle 5 direkt in das Abtriebsrad 24 und weiter in den Schrämkopf 3 der Walzenschrämmaschine 1 über. Dabei läuft das Zahnrad 25 des Wellenabschnittes 5b, das mit dem Stirnrad 26 der Vorgelegewelle 19 kämmt, leer mit um, während der Zahneingriff der beiden Räder 12, 18 aufgehoben ist.

Die Vorgelegewelle 19 liegt drehbar in den Wälzlagern 27, 28 des Zwischengetriebes 4· Über die Paßfeder 29 ist sie mit dem unver-

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schiebbar angeordneten Zahnrad 18 verbunden und trägt auch das drehbar und längsverschiebbar auf ihr gelagerte Stirnrad 26. Beide Zahnräder 18, 26 der Vorgelegewelle 19 besitzen auf ihren einanderzugewandten Stirnseiten je zwei sich diametral gegenüberliegende segmentföriaige Klauen 3O₉ deren Planken unter einm Winkel von 25 bis 45° gegenüber der durch die Achse der Vorgelegewelle 19 verlaufenden Ebene abgeschrägt sind. Daher bleiben die Klauen 30 nur dann in der zur Übertragung eines Drehmomentes erforderlichen formschlüssigen Stellung, wenn das verschiebbare Zahnrad 26 axial beaufschlagt ist. Als den Axialdruck erzeugendes Organ dient ein im Gehäuse des Zwischengetriebes 4 gelagerter ringförmiger Zylinder 3I₉ der die Vorgelegewelle 19 umschließt und der sich am Außenring des Wälzlagers 28 abstützt. Er nimmt in seiner Eindrehung 32 den gleichfalls die Vorgelegewelle 19 umschließenden ringförmigen Kolben 33 auf, der durch Dichtungen 34» 35 außenseitig und bohrungsseitig abgeschlossen ist. Ein in die Eindrehung 32 eintretendes Druckmittel preßt den Kolben 33 gegen das Wälzlager 36, das vom Bund 37 des umlaufenden Zahnrades 26 getragen wird, und stellt den Formschluß zwischen beiden Zahnrädern 18, 26 her. Folglich geht die Antriebsbewegung des Motors 2 Über die Räder 12, 18, 26, 25 des Zwischengetriebes 4j wenn das Zahnrad 12 mit dem Zahnrad 26 kämmt und die Verbindung zwischen den beiden Wellenabschnitten 5a, 5b der Hauptwelle unterbrochen ist. Auf diese Weise wird die Motordrehzahl auf den zum Lösen des Nebengesteims erforderlichen Wert reduziert und dadurch die Staubentwicklung der Schrämwalze 38 vermindert.

Das zum Beaufschlagen des Druckzylinders 31 erforderliche Druckmittel liefert die Flüssigkeitspumpe 17, die über die Verzahnung 15, 16 ihre Drehbewegung von der Hauptwelle bezieht. Sie gibt ihre Druckflüssigkeit Über die durch ein Oberdruckventil 39 abgesicherte Leitung 40 an das Filter 41 sowie über die durch ein Rückschlagventil 42 entgegen der Förderrichtung gesperrte Leitung 43 an das von Hand zu bedienende Mehrwegeventil 44 weiter. Wie

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aus der Figur 5 hervorgeht, läßt sich das Mehrwegeventil 44 in drei Schaltstellungen bringen. Es verbindet in einer Schaltstellung die Flüssigkeitspumpe 17 mit dem Hydraulikspeicher 45 und in einer anderen Schaltstellung die Flüssigkeitspumpe 17 mit einer zu den Lagerstellen des Zwischengetriebes 4 führenden Leitung 46. Weiterhin verbindet das Mehrwegeventil 44 in einer dritten Schaltstellung den Hydraulikspeicher 45 über die mit einem Rückschlagventil 47 ausgestattete Leitung 48 mit dem Druckzylinder 31· Das Druckniveau des Hydraulikspeichers 45 wird, wenn er mit der Flüssigkeitspumpe verbunden ist, durch das in der Leitung 48 liegende Überdruckventil 49 bestimmt. Der Druck des Hydraulikspeichers 45 bestimmt wiederum den Beaufschlagungsdruck des Kolbens 33 und damit die auf die Klauen 30 der beiden Zahnräder 18, 26 einwirkende Axialkraft.

Beim Anfahren einer Störungszone kann der Bedienungsmann der Walzenschrämmaschine 1 mit Hilfe des Handhebels 50 über die Welle 51 und deren Verzahnung 52 die Schaltgabel 14 bei ausgeschaltetem Antriebsmotor 2 auf den beiden Führungsstangen 53 verschieben und das Zahnrad 12 in die in der Figur 2 dargestellte Lage rücken. In diese Lage geht, wie bereits ausgeführt, die Drehbewegung des Antriebsmotors 2 über die Zahnräder 12, 18, 26, 25 von dem Wellenabschnitt 5a über auf den Wellenabschnitt 5b und weiter auf den Schrämkopf 3 der Walzenschrämmaschine 1. Beim Wiedereinschalten des Antriebsmotors 2 läuft die Schrämwalze 38 daher mit verminderter Drehzahl um und kann mit verminderter Vorschubgeschwindigkeit die Störungszone durchfahren. Das dabei auftretende Drehmoment wird durch die Klauen 30 der beiden Zahnräder 18, 26 begrenzt, und zwar auf einen Wert, der sich durch die Axialkraft des Druckzylinders 31 und durch die Neigung der Flanken der Klauenpaare 30 bestimmt. Übersteigt das Motordrehmoment diesen Wert, beispielsweise bei zu großer Vorschubgeschwindigkeit, so wird die an den Flanken der Klauen 30 wirksame Axialkomponente größer als die entgegengesetztwirkende Axialkraft des Druckzylinders 31 und preßt über den Kolben 33 die Druckflüssigkeit durch die Leitung 48 und

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das Überlastventil 49 in den Sumpf 54 zurück. Bei diesem Vorgang, der den Kolben 33 in seine obere Totlage bringt (Fig. 5)> entkuppeln sich die beiden Zahnräder 18, 26 und bleiben, da der Beaufschlagungedruck des Hydraulikspeichers 45» der nur beim Einrücken der Klauen 30 mit dem Druckzylinder 31 verbunden ist, fehlt, in der entkuppelten Stellung. Erst bei auslaufendem Antriebsmotor 2 kann mit Hilfe des Mehrwegeventils 44 der Druckzylinder 31 wieder mit dem Hydraulikspexcher 45 verbunden, der Kolben 33 beaufschlagt und der Formschluß zwischen den beiden Zahnrädern 18, 26 erneut hergestellt werden·

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Claims

Bochum, den 17. Sept. 1975 8205 P at ent an» p rüch e

1. Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine für den Untertagebergbau, die zwischen Antriebsmotor und Lösewerkzeug ein als Zweiwellengetriebe ausgebildetes schaltbares Zwischengetriebe besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle (19) des Zwischengetriebes (4) mit einer das Antriebsdrehmoment begrenzenden, vorzugsweise einstellbaren Überlastungskupplung (30) ausgerüstet ist.

2. Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle (19) des Zwischengetriebes (4) ein drehbares und axial verschiebbares Stirnrad trägt, das über eine stirnseitige Verzahnung, deren Flanken gegenüber der Vorgelegewellenachse (19) geneigt sind, formschlüssig mit der stirnseitigen Verzahnung (30) eines drehfest und unverschiebbar auf der Vorlegewelle (19) angeordneten Stirnrades (l8) verbindbar ist und unter Axialdruck steht.

3. Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich auf beiden Stirnflächen der Zahnräder (l8, 26) diametral gegenüberliegende Vorsprünge bzw. Klauen (30) den Formschluß herstellen, deren Flankenwinkel 25 bis 45° beträgt.

4. Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine nach den Ansprüchen

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kupplungsverzahnung abgewandte Stirnfläche des verschiebbaren Stirnrades hydraulisch beaufschlagbar ist.

5. Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein der beaufschlagbaren Zahnradstirnfläche zugeordnetes, die Axialkräfte übertragendes Wälzlager (36), das den Kolben (33) eines die Vorlegewelle (l9) umschließenden ringförmigen Druckzylinders (3l) drehbar mit dem verschiebbaren Stirnrad (26) verbindet.

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6. Walzenschrämmaschine bzw. Vortriebsmaschine nach den Ansprüchen· 4 und 5* gekennzeichnet durch eine mit der Hauptwelle (5) des Zwischengetriebes (4) getrieblich verbundene Flüssigkeitspumpe (17) und einen Hydraulikspeicher (54) sowie ein den Hydraulikspeicher (45) wahlweise mit der Flüssigkeitspumpe (17) oder mit dem Druckzylinder (3l) verbindendes Mehrwegeventil (44).

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