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Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen
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Vortriebsmaschine Die Erfindung betrifft eine Vortriebsmaschine mit
einem an einem Schwenkarm gelagerten Schneidkopf, der zwei im Abstand angeordnete,
um eine quer zur Schwenkarmachse verlaufende gemeinsame Drehachse rotierende Schneidwalzen
aufweist.
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Solche Vortriebsmaschinen sind bekannt und haben sich in der Praxis
bewährt. Sie werden vor allem in Bergbaubetrieben zum Auffahren von Strecken, insbesondere
in der Lagerstätte (Flöz), wie vor allem zum Auffahren von Flöz- und Abbaustrecken,
Auf- oder Abhauen, Maschinenställen usw.,
mit Erfolg eingesetzt.
Außerdem finden diese Maschinen zur Gewinnung von Mineralien, wie z.Bo Kohle, in
Untertagebetrieben, insbesondere in Kurzfrontbetrieben, Verwendung.
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Bei den bekannten Vortriebsmaschinen dieser Art sind die beiden Schneidwalzen
sowohl an ihren Umfangsflächen als auch jeweils an ihren beiden Seitenflächen mit
Schrämmeißeln bestückt. Da die Schneidwalzen in einem der Breite des höhenschwenkbaren
Schwenkarmes entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sind, bleibt bei der Vortriebs-
oder Gewinnungsarbeit zwischen den Schneidwalzen ein ungeschnittener Gesteins- oder
Mineralsteg am Arbeitsstoß stehen, wenn der Schneidkopf senkrecht in den Stoß gefahren
wird oder im Vertikalschnitt arbeitet. Dieser Steg läßt sich nur durch horizontale
Seitenschnitte des Schneidkopfes entfernen, bei dem die an den Stirnflächen der
Schneidwalzen angeordneten Schrämmeißel die Schneidarbeit verrichten.
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Die Notwendigkeit, die Gesteins- oder Mineralstege im Arbeitsstoß
durch Seitenschnitte des Schneidkopfes zu lösen, mindert die Leistungsfähigkeit
der Vortriebsmaschine. Außerdem ist es bei dieser Schneidkopfanordnung schwierig,
eine glatte Sohle oder Firste zu schneiden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vortriebs- bzw. Gewinnungsmaschine
der genannten Art so auszubilden, daß sie in kontinuierlicher Schneidarbeit einen
Bereich schneiden kann, welcher der Gesamtbreite des Schneidkopfes entspricht, wodurch
die
Möglichkeit geschaffen wird, den Arbeitsstoß auf ganzer Höhe allein durch Auf- oder
Abschwenken des Schneidkopfes hereinzugewinnen. Dabei soll die Schneidwalzenanordnung
vorzugsweise auch so getroffen sein, daß sich mit dem Schneidkopf eine glatte Sohle
und Firste schneiden läßt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Zwischenraum
zwischen den beiden Schneidwalzen mindestens eine Zwischenwalze mit gegenüber den
Schneidwalzen kleinerem Durchmesser angeordnet ist, welche um eine zu der Drehachse
der Schneidwalzen parallele Drehachse drehbar ist. Die Zwischenwalze hat hierbei
zweckmäßig eine Länge, die etwa gleich dem Seitenabstand der Schneidwalzen ist.
Ihr Durchmesser ist vorzugsweise etwa gleich dem halben Durchmesser der Schneidwalzen
oder etwas kleiner.
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Die Anordnung der Zwischenwalze in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen
den beiden größeren Schneidwalzen ermöglicht es, mit einer Schnittbreite zu arbeiten,
die der Gesamtbreite des Schneidkopfes, also etwa dem Abstand der einander abgewandten
Stirnflächen der Schneidwalzen entspricht. Die Zwischenwalze schneidet dabei im
Bereich zwischen den größeren Schneidwalzen, so daß bei der Vortriebsarbeit kein
ungeachnittener Gesteins- oder Mineralsteg im Arbeitsstoß verbleibt. Damit ist die
Möglichkeit geschaffen, den Arbeits-Stoß allein durch eine Auf- und Abschwenkbewegung
des den Schneidkopf tragenden Schwenkarmes auf voller Breite des Schneidkopfes zu
schneiden, wodurch eine erheblich bessere
Maschinenausnutzung und
entsprechend eine Leistungssteigerung der Vortriebsmaschine erzielt wird.
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Die Zwischenwalze wird vorzugsweise so zwischen den beiden größeren
Schneidwalzen angeordnet, daß ihre Drehachse in einem radialen Abstand von dem Schneidwalzenumfang
liegt, der etwa gleich dem halben Durchmesser der Zwischenwalze entspricht. Dies
bedeutet, daß die Zwischenwalze in einer mit dem Umfang der größeren Schneidwalzen
zusammenfallenden Schnittebene arbeitet. Es wäre aber auch möglich, die Zwischenwalze
so zu bemessen und auszubilden, daß ihr mit Schrämmeißeln bestückter Walzenumfang
radial über den Schneidwalzenumfang vorspringt, derart, daß die Zwischenwalze mit
einem dem Schnitt der größeren Schneidwalzen vorauseilenden Freischnitt arbeitet.
Auch die gegenteilige Anordnung ist unter Umständen möglich.
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Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die Zwischenwalze
in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung gegenüber den beiden Schneidwalzen
versetzbar. Insbesondere die Versetzbarkeit in Umfangsrichtung ist von Bedeutung,
da in diesem Fall die Zwischenwalze auf das jeweils gewünschte Niveau des Sohlen-
und Firstschnittes eingestellt werden kann und damit die Möglichkeit gegeben ist,
eine glatte Sohle und Firste zu schneiden. Falls ein glatter Sohlen- und Firstschnitt
gewünscht ist, empfiehlt es sich, in dem Zwischenraum zwischen den beiden Schneidwalzen
zwei zueinander und zu den Schneidwalzen achsparallele
Zwischenwalzen
anzuordnen. Dabei wird der Winkelabstand zwischen den beiden Zwischenwalzen so eingestellt,
daß die eine Zwischenwalze in der unteren, dem Sohlenschnitt entsprechenden Schwenklage
des Schwenkarmes und die andere Zwischenwalze in der oberen, dem Firstschnitt entsprechenden
Schwenklage des Schwenkarmes mit ihrem Walzenumfang auf dem Schnittniveau der Sohle
bzw. der Firste liegt. Um die Vortriebsmaschine auf unterschiedliche Schnitthöhen
einstellen zu können, empfiehlt es sich, zumindest die eine der beiden Zwischenwalzen
derart anzuordnen, daß sie sich auf dem gemeinsamen Lager-Teilkreis versetzen läßt.
Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Zwischenwalze stufenweise
umsteckbar ist.
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Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu
treffen, daß sich die Zwischenwalze in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des
Schwenkarmes selbsttätig verstellen läßt. In diesem Fall kann mit ein und derselben
Zwischenwalze sowohl ein glatter Sohlenschnitt als auch ein glatter Firstschnitt
hergestellt werden.
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Der Antrieb der Zwischenwalze(n) erfolgt vorteilhafterweise über den
Schneidwalzenantrieb und dessen Getriebe, wobei die Zwischenwalzen zweckmäßig im
gleichen Drehsinn wie die größeren Schneidwalzen angetrieben werden. Es empfiehlt
sich, der bzw. den Zwischenwalzen eine Zahnradübersetzung zuzuordnen, so daß die
Zwischenwalzen mit höherer Drehzahl angetrieben werden als die größeren Schneidwalzen,
wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Zwischenwalzen derjenigen der Schneidwalzen
entsprechen
kann.
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In baulicher Hinsicht besonders zweckmäßig ist eine Anordnung, bei
der der Schwenkarm, der mit seinem freien Ende in den Zwischenraum zwischen den
beiden Schneidwalzen einfaßt, mit in seitliche Lageröffnungen der Schneidwalzen
eingreifenden Lagerstücken versehen is-t, in welchen die Zwischenwalze(n) drehbar
gelagert ist (sind). Im Inneren dieser Lageröffnungen der Schneidwalzen wird zweckmäßig
ein Zahnkranz od.dgl. koaxial zur Schneidwalzen-Drehachse befestigt, welcher unmittelbar
oder mittelbar über ein Zwischenrad mit einem auf einem Wellenzapfen der Zwischenwalze
sitzenden Zahnrad im Eingriff steht. Der Antrieb der Zwischenwalze(n) erfolgt in
diesem Fall durch die rotierenden Schneidwalzen über die genannten Getrieberäder,
wobei die Schneidwalzen ihrerseits über das im Inneren des Schwenkarmes angeordnete
Getriebe angetrieben werden. Bei dieser Getriebeanordnung ist es ohne weiteres möglich,
über die mit den beiden Schneidwalzen drehfest verbundenen Zahnkränze oder Zahnräder
gleichzeitig mehrere Zwischenwalzen anzutreiben.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung wird auf die Zeichnungen
Bezug genommen, in denen ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vortriebsmaschine dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Vortriebsmaschine
gemäß der Erfindung in Seitenansicht; Fig. 2 die Vortriebsmaschine gemäß Fig. 1
in Draufsicht;
Fig. 3 in größerem Maßstab und in Draufsicht, teilweise
im Horizontalschnitt, die Verlagerung der Zwischenwalze an der Schneidwalze und
die getriebliche Kopplung dieser Teile; Fig. 4 in schematischer Darstellung die
Verlagerung und getriebliche Anordnung zweier Zwischenwalzen an dem Schneidkopf
der Vortriebsmaschine gemäß den Fig. 1 bis 3; Fig. 5 in schematischer Darstellung
einen Schneidkopf mit zwei Zwischenwalzen, von denen zumindest die eine in Abhängigkeit
von der jeweiligen Schnitthöhe verstellbar ist.
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Die dargestellte Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine weist einen Schwenkarm
10 auf, der am Maschinengestell 11 um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert
ist. Das Maschinengestell 11 übergreift portalartig einen Förderer 12, der aus einem
Kettenkratzförderer bestehen kann. Der Förderer 12 und die gesamte Vortriebsmaschine
sind in Vortriebsrichtung V in Richtung auf den Arbeitsstoß 13 rUckbar. Die Vortriebsmaschine
kann auf dem Förderer 12 quer zur Vortriebsrichtung V, d.h. in Pfeilrichtung S,
verschiebbar geführt sein.
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Das Maschinengestell 11 kann einen den Schwenkarm 10 tragenden Aufbau
14 aufweisen, der gegenüber dem Unterbau des Maschinengestells um ein. vertikale
Achse schwenkbar oder nach Art eines Schlittens in Vortriebsrichtung V auf dem Unterbau
des Maschinengestells geführt ist.
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Die Höhenverschwenkung des Schwenkarmes 10 erfolgt mittels
hydraulischer
Zylinder 15, die zwischen dem Schwenkarm und dem Maschinengestell gelenkig eingeschaltet
sind.
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Der Schwenkarm 10 trägt an seinem freien Ende einen Schneidkopf 16,
der zwei Schneidwalzen 17 aufweist, die um eine quer zur Längsachse des Schwenkarmes
10 verlaufende horizontale Drehachse 18 drehbar sind. Die um die gemeinsame Achse
18 rotierenden Schneidwalzen 17 sind sowohl an ihrem Walzenumfang 17' als auch an
ihren äußeren Stirnflächen 17" mit Schrämmeißeln bestückt, was in der Zeichnung
nicht gesondert dargestellt ist.
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Der Antrieb der beiden Schneidwalzen 17 erfolgt durch einen (nicht
dargestellten) Antriebsmotor, der im Inneren des Schwenkarmes 10 angeordnet oder
außenseitig an diesem angeflanscht sein kann, und über ein im Inneren des Schwenkarmes
angeordnetes Getriebe, dessen Abtriebswelle in Fig. 3 bei 19 angedeutet ist. Auf
der Abtriebswelle 19 sitzt ein Zahnrad 20, welches im Zahneingriff mit einem Zahnrad
21 steht, das auf der Welle 22 der Schneidwalze 17 sitzt. Die beiden Schneidwalzen
17 werden demgemäß von dem Antriebsmotor über das im Schwenkarm 10 angeordnete gemeinsame
Getriebe angctrieben. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Schneidwalzen 17 an ihren
dem Schwenkarm 10 zugewandten Seitenflächen Lageröffnungen 23 aufweisen, in welche
am freien Ende des Schwenkarmes 10 seitlich angebaute Gehäuseteile 24 eingreifen,
welche die Getriebeteile 19 bis 22 aufnehmen.
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Der Seitenabstand der beiden Schneidwalzen 17 entspricht der Baubreite
des zwischen den Schneidwalzen liegenden freien Kopfendes des Schwenkarmes 10. In
dem Zwischenraum 25 zwischen den beiden Schneidwalzen 17 sind zwei Zwischenwalzen
26A und 26B angeordnet, die um Drehachsen 27 drehbar sind, welche zueinander und
zu der Drehachse 18 der Schneidwalzen 17 parallel verlaufen. Die Länge der Zwischenwalzen
entspricht etwa dem Abstand der beiden Schneidwalzen 17.
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Der Durchmesser der Zwischenwalzen ist etwa gleich dem halben Durchmesser
der Schneidwalzen. Die Zwischenwalzen 26A und 26B sind auf ihren Umfangsflächen
28 mit Schrämmeißeln bestickt, was in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt
ist. Die Achsen 27 der beiden Zwischenwalzen liegen in einem radialen Abstand von
der Mantelfläche 17' der Schneidwalzen 17, welcher dem halben Durchmesser der Zwischenwalzen
entspricht. Infolgedessen liegen die Umfangsflächen 28 der Zwischenwalzen jeweils
an einer Stelle in einer Ebene mit den zylindrischen Mantelflächen 17' der Schneidwalzen
17. Diese Umfangsstellen sind in den Fig. 1 und 4 bei 29 und 30 dargestellt. Die
beiden Zwischenwalzen 26A und 26B werden von dem Antrieb der Schneidwalzen 17 angetrieben.
Wie Fig. 3 zeigt, sind an den seitlichen Anbauteilen 24 des Schwenkarmes 10 konsolenartige
Lagerstücke 31 befestigt, in welchen an den Zwischenwalzen angeordnete Drehzapfen
32 drehbar gelagert sind. Auf den Drehzapfen 32 sitzen Ritzel 33, welche mit Zwischenzahnrädern
34 kämmen, die ihrerseits mit einem Zahnrad oder Zahnkranz 35 im Zahneingriff
stehen.
Der Zahnkranz 35 ist an der Schneidwalze 17 koaxial zu deren Drehachse 18 so befestigt,
daß er in der Lageröffnung 23 der Walze liegt. Der Antrieb der Zwischenwalzen 26A
und 263 erfolgt daher durch die angetriebenen Schneidwalzen 17 über die Räder 33,
34 und 35 mit einer solchen Übersetzung, daß die Drehzahl der Zwischenwalzen größer
ist als diejenige der Schneidwalzen, vorzugsweise derart, daß die Umfangsgeschwindigkeit
sämtlicher Walzen 17, 26A und 26B gleich ist. Dabei werden die Zwischenwalzen im
gleichen Drehsinn angetrieben wie die Schneidwalzen.
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Fig. 1 zeigt den Schneidkopf 16 in der unteren Schwenklage des Schwenkarmes
10. In dieser unteren Schwenkposition schneiden die beiden Schneidwalzen 17 sowie
die untere Zwischenwalze 26B, letztere bei 29, etwas unterhalb der Sohle 36, während
die obere Zwischenwalze 26A frei mitläuft. Ist der Schneidkopf 16 dagegen in die
obere, in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Schwenklage hochgeschwenkt, so schneidet
die obere Zwischenwalze 26A zusammen mit den Schneidwalzen 17 an der Firste 37 der
Strecke.
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Die Anordnung der Zwischenwalzen ermöglicht es daher, die Firste und
auch die Sohle auf voller Breite des Schneidkopfes glatt zu schneiden. Auf den Zwischenbereichen
zwischen der unteren und oberen Schwenklage des Schneidkopfes 16 schneiden die Zwischenwalzen
26A und 26B nur dann, wenn der Schneidkopf sich so weit in den Arbeitsstoß 13 eingearbeitet
hat, daß die Schrämmeißel der Zwischenwalzen den zwischen den rotierenden Schneidwalzen
17 zunächst stehenbleibenden
Gesteins- oder Mineralsteg am Stoß
13 erfassen und zerspanen.
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Aus Fig. 5 sind die geometrischen Verhältnisse bei unterschiedlichen
Schnitthöhen der Vortriebsmaschine zu erkennen. Soll mit einer Schnitthöhe H1 gearbeitet
werden, die etwa der Mindestschnitthöhe der Vortriebsmaschine entspricht, so sind
die beiden Zwischenwalzen 26A und 26B auf ihrem gemeinsamen Lager-Teilkreis in einem
solchen Winkelabstand angeordnet, daß in der unteren Schwenkposition des Schwenkarmes
die untere Zwischenwalze 26B bei 29 die Sohle 36 schneidet, während die obere Zwischenwalze
26A in der oberen Schwenklage des Schwenkarmes mit ihrer Arbeitsfläche 30 exakt
in Höhe der zu schneidenden Firste liegt. Der Schneidkopf 16 kann daher bei der
gewünschten Schnitthöhe H1 eine glatte Sohle und eine glatte Firste schneiden.
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Soll Jedoch mit einer Schnitthöhe H2 gearbeitet werden, so muß die
obere Zwischenwalze 26A von der Arbeitsposition I in die Arbeitsposition II gebracht
werden, in der sie bei der gewünschten Schnitthöhe H2 zusammen mit den Schneidwalzen
17 die glatte Firste 37' schneidet. Das Umstecken der Zwischenwalze 26A in Abhängigkeit
von der gewünschten Schnitthöhe läßt sich z.B. dadurch bewerkstelligen, daß auf
dem gemeinsamen Lager-Teilkreis der beiden Zwischenwalzen mehrere im Winkelabstand
angeordnete Lagerstellen ftir die Zwisohenwalze 26A vorgesehen werden. Die in den
Fig. 3 und 4 dargestellte Getriebeanordnung für den Antrieb
der
Zwischenwalze läßt ein solches Umstecken der Zwischenwalze ohne weiteres zu.
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Das Versetzen der Zwischenwalze läßt sich auch dadurch erreichen,
daß an den die Zwischenwalze tragenden Lagerstükken 31 kreisbogenförmige Lagerführungen
angeordnet werden, in denen sich die Zwischenwalze auf dem genannten Lager-Teilkreis
verschieben und in der jeweiligen Arbeitsposition festlegen läßt. Es besteht auch
die Möglichkeit, nur eine einzige Zwischenwalze vorzusehen, die zwischen den beiden
Schneidwalzen 17 so angeordnet wird, daß sie beim Heben und Senken des Schwenkarmes
selbsttätig mittels eines Verstellmechanismus von der Arbeitsposition der unteren
Zwischenwalze 26B in die jeweilige Arbeitsposition der oberen Zwischenwalze 26A
und umgekehrt gebracht wird. Dieser Verstellmechanismus kann an dem Schwenkarm angeordnet
werden. Auch in diesem Fall ist es möglich, die Firste stufenlos zu schneiden. Wie
aus den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, ist der Winkelabstand der beiden Zwischenwalzen
auf dem genannten Lager-Teilkreis in jedem Fall kleiner als 1800 und größer als
900. Er liegt im allgemeinen zwischen 130 und 1700. Die Drehrichtung der Schneidwalzen
17 und der Zwischenwalzen 26A, 26B wird vorzugsweise so gewählt, daß sämtliche falzen
von oben nach unten schneiden. Kommt es auf einen glatten First- und Sohlenschnitt
nicht an, so kann zwischen den beiden Schneidwalzen auch nur eine einzige Zwischenwalze
verlagert werden, die den zwischen den größeren Schneidwalzen 17 am Stoß 13 verbleibenden
Gesteins- oder Mineralsteg schneidet.
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ErSindungsgemäß kann die achse der Zwischenwalze auch auf einem Kreisbogen
stufenlos oder in Stufen versetzbar sein, dessen Mittelpunkt exzentrisch zur Achse
der Schneidwalzen liegt und dessen Radius größer ist als der Durcimesser der Zwischenwalze.
Bei dieser Anordnung läßt sich die Zwischenwalze gegenüber den Schneidwalzen nicht
nur in Umfangsriciltung, sondern zugleich auch in Radialrichtung versetzen, was
unter gewissen Umständen vorteilhaft sein kann. Besonders zweckmäßig ist diese Anordnung
dann, wenn die Zwischenwalze in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkanües
selbsttätig verstellt wird. Bei der Schwenkbewegung des Schwenkarmes wird demgemäß
die Zwischenwalze auch in radialer Richtung gegenüber den Schneidwalzen verstellt.
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L e e r s e i t e