-
Vorschubvorrichtung für Gewinnungsmaschinen des Untertageberg-
-
baues' insbesondere fEr Walzenschrämmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Vorschubvorrichtung für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues, insbesondere
für Walzenschrämmaschinen, die mit in ine sich über die Länge des Maschinenfahrweges
erstreckende Zahnstange eingreifenden Vorschuborganen ausgestattet ist.
-
Es sind Vorschubvorrichtungen für Gewinnungsmaschinen bekannt, die
sich an einer rohrförmigen Führungsschiene, die sie mit zwei Klemmvorrichtungen
umgreifen, abstützen und die Gewinnungsmaschine in Streblängsrichtung verschieben.
Eine dieser beiden Klemmvorrichtungen befindet sich in Gleitstellung, in der sie
die Führungsschiene nicht festhält, während die andere Klemmvorrichtung sich in
einer die Führungsschiene verspannenden Klemmstellung befindet und einem Hydraulikzylinder,
der die Vorschubbewegung der Gewinnungsmaschine erzeugt, als Widerlager dient. Durch
wechselweises Beaufschlagen der mit ihnen verbundenen Hydraulikzylinder wird so
eine schrittweise Vorschubbewegung der Gewinnungsmaschine in Streblängsrichtung
erzeugt (OS 1 805 339).
-
Außerdem sind Kettenschrämmaschinen und Kohlenhobel bekannt, die mit
einem verzahnten Antriebsrad in die Verzahnung einer sich über die Länge des Maschinenfahrweges
erstreckenden Zahnstange eingreifen. Die Zahnstange befindet sich im Bereich der
versatzseitigen Wand des Strebfördermittels und trägt bzw. führt die Gewinnungsmaschine,
die sich mit ihrem vom Antriebsmotor der Maschine angetriebenen Antriebsrad auf
der Zahnstange abwälzt.
-
(US-Patentgehriften 1 710 801 und 1 638 507) Mit der erstgenannten
Vorschubvorrichtung läßt sich nur eine schrittweise, unstetige Vorschubbewegung
erzeugen, während die letztgenannten Vorschubvorrichtungen in der Lage sind, eine
Gewinnungsmaschine stetig anzutreiben.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine andere Möglichkeit
zur Erzeugung einer weitgehend stetigen Vorschubbewegung für Gewinnungsinaschinen
aufzuzeigen.
-
Sie geht dazu von einer Vorschubvorrichtung aus, wie sie eingangs
beschrieben worden ist, und schlägt vor, als Vorschuborgane mindestens drei Hydraulikzylinder
vorzusehen, die der Zahnstangenverzahnung gegenüberliegend in einer zur Profilbezugsebene
der Zahnstangenverzahnung senkrechten Ebene angeordnet sind, mit den Enden ihrer
Kolbenstangen auf den Flanken der Zahnstangenver zahnung aufliegen, einen Mittenabstand
voneinander haben, der ungleich der Zahnstangenteilung oder einem ganzzahligen Vielfachen
der Zahnstangenteilung ist und in ihrer Beaufschlagung so gesteuert sind, daß sie
nacheinander nur im Bereich der in die jeweilige Vorschubrichtung der Gewinnungimaschine
abfallenden Zahnflanken beaufschlagt werden, wobei die Horizontalprojektion der
Zahnflanken mindestens gleich dem Quotienten aus der Zahnteilung und der Anzahl
der Hydraulikzylinder ist. Eine so ausgebildete Vorschubvorrichtung benötigt zwar
eine Flüssigkeitspumpe zur Erzeugung der Vorschubbewegung,aber kein Untersetzungsgetriebe.
Sie hat daher kleinere Abmessungen als herkömmliche Vorschubvorrichtungen und ist
wegen ihrer kompakten Bauweise besonders für den Untertageeinsatz zur Fortbewegung
einer Gewinnungsmaschine geeignet, die sie mit stetiger, stufenlos verstellbarer
Vorschubbewegung verschiebt, weil wegen des vom Teilungsmaß der Zahnstange abweichenden
gegenseitigen Abstandes der einzelnen Hydraulikzylinder immer mindestens einer ihrer
Kolben seinen Arbeitshub ausführt. Bei dieser Bewegung gleitet das Kolbenstangenende
mit durch die Beaufschlagung vorgegebener und daher einstellbarer Geschwindigkeit
vom Kopf eines Zahnes bis zum Zahnfuß über die Zahnflanke und drückt infolge der
Schräglage der Zahnflanke die Gewinnungsmaschine um das der Projektion der Flanke
entsprechenden Maß in Richtung auf die Zahnlücke in Streblängsrichtung weiter.
-
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann eine so ausgebildete Vorschubvorrichtung
mit mehreren Zylindergruppen ausgerüstet werden.
-
Es arbeitet dann ein Hydraulikzylinder jeder Zylindergruppe im gleichen
Rhythmus und verstärkt die Vorschubkraft der Vorrichtung.
-
Zur Verminderung der Reibung und des damit verbundenen Verschleißes
können sich die Kolbenstangen mittels drehbar gelagerter Rollen auf den Zahnflanken
der Zahnstange abwälzen. Ferner können zur Sicherung ihres Zahneingriffes die Hydraulikzylinder
die Zahnstange mit je einem Ansatz unter- bzw. hintergreifen. Auch dieser Ansatz
kann mit mindestens einer sich an einer Zahnstangenfläche abwälzenden und die Reibung
vermindernden Rolle versehen sein. Weiterhin können die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder
mit sich gegenüberliegenden seitlichen Nasen oder Rollen in Schlitze der Zylinderansatze
eingreifen und so in Hubrichtung seitlich geführt sein. Durch die Maßnahme werden
die in Längsrichtung der Zahnstange wirkenden erheblichen Reaktionskräfte, die stets
beim Arbeitshub eines Hydraulikzylinders auftreten, ohne den Kolben bzw. die Kolbenstange
zu belasten, aufgenommen und über den Zylinder in die Walzenschrämmaschine bzw.
deren Rahmen eingeleitet. Außerdem empfiehlt es sich, die Hydraulikzylinder einzeln
oder gruppenweise um je eine parallel zur, vorzugsweise jedoch in der Profilbezugsebene
der Zahnstangenverzahnung liegende Achse schwenkbar zu lagern, damit sie ständig
die Möglichkeit haben, sich rechtwinklig zu den Flanken der Zahnstangenverzahnung
einzustellen und die von ihnen erzeugten, im wesentlichen in der Profilbezugsebene
auftretenden Vorschubkräfte direkt in die Gewinnungsmaschine überzuleiten.
-
Ferner ist es von Vorteil, die Hydraulikzylinder oberhalb der Zahnstange
anzuordnen und sie mit ihrer Kolbenstange von oben in eine auf der Zahnstangenoberseite
befindliche Verzahnung eingreifen zu lassen. Bei dieser Anordnung sichert bzw. unterstützt
das Maschinengewicht den Zahneingriff, entlastet die die Zahnstange untergreifenden
Zylinderansätze und vermindert so die sich der Maschinenbewegung widersetzende Reibung.
-
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Kolben der Hydraulikzylinder ständig
in Richtung auf die Zahnstangenverzahnung elastisch beaufschlagt sind, damit sie
immer in Kontakt mit den Flanken der Zahnetangenverzahnung bleiben und sich ohne
Leerlauf mit einsetzendem Arbeitshub sofort an der Kraftübertragung beteiligen können.
-
Eine so ausgebildete Vorschubvorrichtung kann auch elektrisch oder
mechanisch betrieben werden, indem beispielsweise an Stelle
der
Hydraulikzylinder elektrisch oder, mit Hilfe eines sich drehenden Exzenters, mechanisch
angetriebene Stößel auf die Verzahnung der Zahnstange einwirken und die Vorschubbewegung
in der vorbeschriebenen Weise in die Gewinnungs- bzw. Walzenschrämmaschine einleiten.
-
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann jedem Hydraulikzylinder
ein Stellzylinder zugeordnet sein, die gemeinsam an einem die Beaufschlagung der
Hydraulikzylinder steuernden Drehachieber angreifen, wobei deren Beaufschlagung
von den Hydraulikzylindern gesteuert wird. Dazu sind alle Hydraulikzylinder mit
einem Stufenkolben ausgestattet, die mit der in einer Steuerbohrung ihres Zylinders
befindlichen und ständig beaufschlagten Stirnfläche ihres im Durchmesser kleineren
Kolbens die Beaufschlagung des zugehörigen Stellzylinders mit Hilfe der Zahnstangenverzahnung
steuern. Weiterhin kann ein von Hand verstellbares Wegeventil vorgesehen sein, das
je nach Maschinenfahrtrichtung jeden der Stellzylinder mit dem zugehörigen Hydraulikzylinder
verbindet und einen Richtungswechsel des Maschinenvorschubes ermöglicht.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt
und im folgenden Beschreibungsteil näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine auf einem Strebfördermittel verfahrbare Doppelwalzenmaschine
in Seitenanticht; Fig. 2 einen der als Vorschuborgan dienenden Hydraulikzylinder
als Einzelheit in einem Schnitt quer zur Zahnstange; Fig. 3 eine Zylindergruppe
in einen Schnitt mit der zugehörigen schematisch dargestellten Steuerung; Mit 1
ist das Strebfördermittel bezeichnet, auf welchem die Walzenschrämmaschine 2 in
Streblängsrichtung verfahrbar angeordnet und geführt ist. Sie stützt sich mit den
an ihrem Rahmen 3 befestigten, nicht dargestellten Gleitkufen auf dem Strebförder-
Mittel
1 ab, das im Bereich seiner versatzseitigen Wand eine sich über die Länge des Maschinenfahrweges
erstreckende Zahnstange 4 trägt. In die Verzahnung 5 dieser Zahnstange 4 greifen
die der Walzenschrämmaschine 2 als Vorschuborgane dienenden Hydraulikzylinder 6
mit ihren Kolbenstangen 7 ein und verschieben die Walzenschrämmaschine 2 stetig
in Längsrichtung des Strebes.
-
In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind drei als Vorschuborgane
dienende Hydraulikzylinder 6 über die Länge des Maschinenrahmens 3 verteilt, mit
einem Mittenabstand voneinander angeordnet.
-
dessen Maß ungleich der Zahnstangenteilung ist und auch keinem ganzzahligen
Vielfachen der Zahnstangenteilung entspricht. Sie befinden sich oberhalb der Zahnstange
4 und greifen von oben in die auf der Oberseite der Zahnstange 4 befindliche Zahnstangenverzahnung
5 ein. Es ist aber auch möglich, sie von der Seite oder aus einer anderen Richtung
in die entsprechend angeordnete Verzahnung 5 der Zahnstange 4 eingreifen zu lassen.
Mit einem Zylinderansatz 8 untergreifen alle Hydraulikzylinder 6 die Zahnstange
4, stützen sich mittels Rollen 9 an der Unterseite der Zahnstange 4 ab und sichern
den Zahneingriff, wobei sie vom Maschinengewicht unterstützt werden.
-
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist jeder Hydraulikzylinder 6 mit einem
Stufenkolben 10 versehen, dessen im Durchmesser kleinerer Kolbenabschnitt 10 b sich
innerhalb einer Steuerbohrung 11 bewegt.
-
Das aus dem Hydraulikzylinder 6 herausgeführte und in die Zahnstangenverzahnung
5 eingreifende Kolbenstangenende 7 trägt zur Verminderung der Reibung und des Verschleißes
in dem gewählten Ausführungsbeispiel eine um eine Achse 12 drehbare Rolle 13, die
sich auf den Flanken der Zahnstangenverzahnung 5 abwälzt. Gehalten wird die Achse
12 vom Gabelkopf 14 der Kolbenstange 7. Weiterhin befinden sich auf beiden Außenseiten
des Gabelkopfes 14 um Zapfen 15 drehbare, gleichachsig zur Rolle 13 liegende Rollen
16, die in ihres Durchmesser entsprechend bemessene aenkrechte Schlitze 17 der sich
gegenüberliegenden und die Verzahnung 5 der Zahnstange 4 seitlich einschließenden
Zylinderansätze 8 bzw. 8 a eingreifen.
-
Der kürzere Zylinderansatz 8 a, der oberhalb der Zahnstange 4 endet,
ist mit einem nach unten offenen Schlitz 17 ausgestattet, während der die Zahnstange
4 mit zwei Rollen 9 untergreifende längere Zylinderansatz 8 mit einem langlochartigen
Schlitz 17 versehen ist. Beide Schlitze 17 führen die Rollen 16 des Gabelkopfes
14 der Kolbenstange 7 bei der Hubbewegung des Stufenkolben 10 rechtwinklig
zur
Profilbezugsebene X der Zahnstangenverzahnung 5, nehmen die Reaktionskräfte, die
in Längsrichtung der Zahnstange 4 wirksam sind, auf und verhindern, daß der Stufenkolben
10 sich in der Zylinderbohrung verkantet.
-
ZweckmSßigerweise sind die Rollen 9, 13 ballig ausgebildet, um ihnen
unabhängig von der jeweiligen Lage der Walzenschrämmaschine 2 immer eine hinreichende
Auflagerfläche auf den Zahnflanken bzw.
-
an der Zahnstange 4 zu geben. Aus diesem Grunde können die einzelnen
Hydraulikzylinder 6 auch um nicht dargestellte Achaen, die in der Profilbezugsebene
X der Zahnstangenverzahnung 5 liegen, schwenkbar am Rahmen 3 der Walzenschrämmaschine
2 gelagert sein. Es ist aber auch möglich, wie in der Fig. 3 dargestellt, die Hydraulikzylinder
6 gruppenweise mit Hilfe eines Gestelles 18 zusammenzulassen und das Gestell 18
um einen einzigen Zapfen 19, der in der Profilbezugsebene X der Zahnstangenverzahnung
5 liegt, achwenkbar an Maschinenrahmen 3 bzw. am Körper der Walzenschrämmaschine
2 zu befestigen. Die Hydraulikzylinder sind dann weitgehend unabhängig von der Maschinenlage
und können sich dann einzeln bzw.
-
gemeinsam um ihre oder die Rahmenachse senkrecht zur Profilbezugaebene
X der Zahnstangenverzahnung 5 einstellen. Da die von den Hydraulikzylindern erzeugten
Vorschubkräfte stets in oder in der Nähe der Profilbezugsebene X der Zahnstangenverzahnung
wirksam sind, lassen sie sich mittels der in der Ebene X befindlichen Achsen bzw.
-
Achse 19 unmittelbar in den Maschinenkörper bzw. den Maschinenrahmen
3 überleiten.
-
Alle Hydraulikzylinder sind ständig vom Druck eines Steuerkreislaufes
20 beaufschlagt, der über Leitungen 21 auf die Stirnflächen der Teile 10 b der Stufenkolben
10 der Hydraulikzylinder 6 einwirkt und von einer nicht dargestellten Pumpe mit
Druckflüasigkeit versorgt wird. Er verhindert, daß die Rollen 13 der Kolbenstangen
7 sich von den Zahn flanken der Zahnstangenverzahnung 5 abheben und zwingt sie,
dem Zahnstangenprofil bei der Vorschubbewegung der Walzenschrämmaschine 2 genau
zu folgen. Leitungen 22 verbinden alle Hydraulikzylinder 6 mit einem gemeinsamen
ron Hand verstellbaren Wegeventil 23, das nur in der unteren Totlage des jeweiligen
Stufenkolbens 10 über die Stuorbohrung 11 des zugehörigen Hydraulikzylinders 6 und
über die Leitungen 22 vom Steuerkreislauf
beaufschlagt wird. Es
läßt in dieser Situation, wenn die Rolle 13 einer Kolbenstange 7 sich über dem Zahngrund
bewegt, den Steuerdruck über eine der Leitungen 24 auf einen der Stellzylinder 25,
26 oder 27 einwirken und drückt dessen Zylinderkolben in seine innere Totlage. Alle
drei Stellzylinder 25, 26 und 27 greifen an einem stirnseitigen Ansatz 28 eines
Drehschiebers 29 an, der mit un jeweils 1200 zueinander versetzten, in unterschiedlichen
Ebenen liegenden Kröpfungen 30 versehen ist. Unter dem Beaufschlagungsdruck des
Steuerkreislaufes 20 dreht der jeweils beaufschlagte Stellzylinder 25, 26 oder 27
den Drehschieber 29 m einen 1200 betragenden Schritt weiter und verbindet dadurch
den Hydraulikzylinder 6, der sich über der in Vorschubrichtung der Walzenschrämmaschine
2 abfallenden Zahnflanken befindet, mit dem Arbeitskreislauf. Leitungen 31 bilden
diesen von einer nicht dargestellten Flüssigkeitspumpe über die axiale Schieberbohrung
32 mit Druckflüssigkeit versorgten Arbeitskreislauf, der über die axiale Schieberbohrung
33 mit dem nicht dargestellten Sumpf verbunden ist.
-
In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 hat der Stufenkolben 10
des Hydraulikzylinders 6 a gerade seinen Arbeitshub beendet, und der Drehschieber
29 ist bereits in einer Lag., in der er den Hydraulikzylinder 6 c über die zugehörige
Leitung 31 mit dem Druck des Arbeitskreislaufes beaufschlagt und die beiden Hydraulikzylinder
6 a und 6 b über die zugehörigen Leitungen 31 und eine Axialbohrung 33 mit dem nicht
dargestellten Sumpf verbunden hat. Unter dem Beaufschlagungsdruck verschiebt jetzt
der Hydraulikzylinder 6 c die Walzenschrämmaschine 2 in Richtung des Pfeiles 34.
Sowie der Stufenkolben 10 a dieses Hydraulikzylinders 6 c seine innere Totlage erreicht,
gibt sein Kolbenteil 10 b die zugehörige Leitung 22 frei und läßt über das Wegeventil
23 und die Leitung 24 den Beaufschlagungsdruck des Steuerkreislaufes auf den Stellzylinder
27 einwirken, der den Drehschieber 29 augenblicklich um 1200 in Pfeilrichtung 35
verstellt. Uber die zugehörige Leitung 31 wird jetzt der Hydraulikzylinder 6 b vom
Druck des Arbeitskreislaufes beaufschlagt und der Hydraulikzylinder 6 c über die
Bohrung 33 mit dem nicht dargestellten Sumpf verbunden, ohne dabei den Hydraulikzylinder
6 a vom Sumpf zu trennen. Durch entsprechende Wahl des Hydraulikzylinderabstandes
in Bezug auf die Zahnstangenteilung und mit Hilfe der Ausnehunten 36, 37 des Drehschiebers
29 lassen sich die Arbeitshübe des auslaufenden und des anfahrenden Hydraulikzylinders
6 in ihrem
zeitlichen Ablauf so festlegen, daß sie sich geringfügig
tberdecken und der Vorschub der Walzenschrämmaschine 2 weitgehend stetig und gleichmäßig
abläuft. Dazu ist die Horizontalprojektion der Flanken der Zahnstangenverzahnung
5 gröber als der Quotient aus der Zahnteilung und der Anzahl der Hydraulikzylinder
6. Nur dann können bei entsprechender Beaufschlagung aufeinanderfolgende Arbeitshübe
der Stufenkolben 10 die Walzenschrämmaschine 2 stetig verschieben.
-
Mit Hilfe des Wegeventils 23 lassen sich die auf entgegengesetzten
Ventilseiten befindlichen Anschlüsse vertauschen. Während das Wegeventil 23 in der
Fig. 3 den Hydraulikzylinder 6 a mit dem Stellzylinder 25 den Hydraulikzylinder
6 b mit dem Stellzylinder 26 und den Hydraulikzylinder 6 c mit dem Stellzylinder
27 verbindet und dadurch den Beaufschlagungsdruck des Arbeitskreislaufes so lenkt,
daß er stets einen dieser Hydraulikzylinder 6 beaufschlagt und dadurch die Walzenschrämmarchine
2 in Richtung des Pfeiles 34 bewegt, verbindet es in seiner anderen unteren Schaltstellung
den Hydraulikzylinder 6 a mit dem Stellzylinder 27, den Hydraulikzylinder 6 b mit
dem Stellzylinder 25 und den Hydraulikzylinder 6 c mit dem Stellzylinder 26. Infolgedessen
wird, wenn das Umschalten des Wegeventils 23 in der in der Fig. 3 dargestellten
Situation erfolgt, der über die Leitung 22 des Hydraulikzylinders 6 a dem Wegeventil
23 zugehende Steuerdruck über die Leitung 24 den Stellzylinder 27 beaufschlagen
und den Drehschieber 29 in Pfeilrichtung 35 um 1200 verstellen. Dadurch wird der
Hydraulikzylinder 6 c augenblicklich mit der zum Sumpf führenden Axialbohrung 33
des Drehschiebers 29 verbunden, und gleichzeitig wird der Druck des Arbeitskreislaufes
über die Axialbohrung 32 des Drehschiebers 29 und die Leitung 31 auf den Teil 10
a des Stufenkolbens des Hydraulikzylinders 6 b gelenkt, so daß sich die Walzenschrämmaschine
3 entgegen der Richtung des Pfeiles 34 verschiebt. Am Ende dieses Arbeitshubes beaufschlagt
der Steuerdruck über die Steuerbohrung 11 und die Leitungen 22,'24 den Stellzylinder
25, der infolge der vorangegangenen Schieberdrehung durch den Stellzylinder 27 eine
der Stellung des Zylinders 27 in Fig. 3 entsprechende Lage gegenüber dem Ansatz
28 des Drehschiebers 29 eingenommen hat. Unter dem Steuerdruck bewegt der Stellzylinder
25 den Steuerschieber 29 jetzt entgegen der Pfeilrichtung
35 um
einen Schaltschritt zurück und verbindet über die Leitung 31 den Hydraulikzylinder
6 c, dessen Rolle 13 jetzt am Anfang der entgegen der Pfeilrichtung 34 abfallenden
Zahnflanke steht, mit dem Arbeitskreislauf. Gleichzeitig hat er Über die entsprechend
Leitung 31 den Zylinder 6 b mit der zum Sumpf führenden Axialbohrung 33 des Steuerschiebers
29 verbunden, so daß die Walzenschrämmaschine 2 ihre Vorschubbewegung entgegen der
Richtung des Pfeiles 34 fortsetzt.