DE2639591B2

DE2639591B2 -

Info

Publication number: DE2639591B2
Application number: DE2639591A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Zeltweg Kissich; Peter Dipl.- Ing. Knittelfeld Kogler; Otto Dipl.-Ing. Schetina; Alfred Ing. Zitz
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1980-05-22
Also published as: MX144205A; YU39218B; PL112254B1; FR2323001A1; HU177015B; AU1728576A; US4098539A; AU500560B2; SU917705A3; AT339235B; JPS5651279B2; FR2323001B1; ZA764887B; YU214176A; ATA676875A; DE2639591A1; GB1548206A; CS186743B2; JPS5245502A; CA1050054A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneidarm für eine Teilschnittschrämmaschine mit beidseitig angeordneten Schrämköpfen, bei welchem die Schrämköpfe von einem im Schneidarm untergebrachten Untersetzungsgetriebe angetrieben sind. Bei Teilschnittschrämmaschinen sind zu beiden Seiten des Endes des allseits schwenkbaren Schrämarmes je ein Schrämkopf um eine senkrecht zur Längserstreckung des Auslegerarmes liegende Achse rotierbar gelagert und durch Schwenken des Schrämarmes wird eine Vorschubbewegung in Richtung seiner Achse ausgeführt, wobei die Schrämköpfe von einer im Schrämarm untergebrachten Antriebsanordnung über ein Untersetzungsgetriebu angetricben sind. Bei einer Vorschubbewegung in Richtung der Achse der Schrämköpfe, welche üblicherweise horizontal liegt, schneidet nur der jeweils vordere Schrämkopf, wobei abwechselnd der rechte und der linke Schrämkopf in Schneidstellung gelangt. Zu Beginn des Schnittes müssen jedocn beide Schrämköpfe in das Gestein hineingedrückt werden. Beim ersten Anschneiden der Abbaufront werden die Schrämköpfe durch Vorfahren der Schrämmaschine in die Abbaufront hineingedrückt. Wenn die erste Zeile in Achsrichtung der Schrämköpfe geschnitten ist, werden die Schrämköpfe durch Verschwenken des Schrämarmes senkrecht zu ihrer Achse verschoben und es wird eine neue Zeile in entgegengesetzter Richtung durch den jeweils anderen Schrämkopf geschnitten. Die beiden Schrämköpfe sind seitlich des Schrämarmendes angeordnet und sind daher in axialer Richtung voneinander um die Breite des Endes des Schrämarmes distanziert Bei der ^ Vorschubbewegung senkrecht zur Achse der Schrämköpfe entsteht daher eine Rippe im Gestein, derer Breite der Breite des Endes des Schrämarmes entspricht. Diese Rippe muß nun entweder abgebrochen werden oder muß bei der Vorschubbewegung von der

ίο Rückseite des jeweils in Vorschubrichtung hinteren Schrämkopfes zerschnitten werden. Je breiter diese Rippe wird, desto zeitraubender wird die Arbeit zur Entfernung dieser Rippe. Beim Schneiden von gewölbten Profilen, wie dies beispielsweise im Tunnelbau erforderlich ist, muß die Wölbung am Scheitel in eine Gerade übergehen, welche um eine Schrämkopfbreite länger ist als der Abstand der größten Schrämköpfe voneinander, da ja die Rippe am Scheitel des Gewölbes durch Hin- und Herbewegen des Schrämkopfes in

2» seiner Achsrichtung entfernt werden muß. Diese Abflachung am Scheitel beeinflußt die Standfestigkeit des Ausbruches in ungünstiger Weise.

Für den Antrieb der Schrämköpfe muß ein sehr großes Drehmoment auf die Schrämköpfe übertragen

2"> werden. Die Drehzahl der Schrämköpfe ist geringer als die Drehzahl des Antriebsmotors, der im Schrämarm untergebracht ist und bei den üolichen Anordnungen ist das letzte Zahnrad des Antriebes auf der Welle der Schrämköpfe angeordnet, rotiert mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Schrämköpfe und muß daher das gleiche hohe Drehmoment aufnehmen wie die Schrämköpfe, wobei die gesamte Untersetzung zwischen Motor und Schrämkopf im Schrämarm untergebracht ist. Üblicherweise ist dieses letzte Zahnrad ein

^)Γ> Stirnrad und muß sehr breit bemessen werden, um das Drehmoment übertragen zu können. Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig große Breite des Schrämarmendes und damit eine verhältnismäßig große Distanz zwischen den beiden Schrämköpfen, woraus wieder

⁴⁽¹ folgt, daß die zwischen den Schrämköpfen entstehende Rippe eine große Breite aufweist. Eine solche Rippe kann nicht mehr gebrochen werden, sondern muß in zeitraubender Arbeit geschnitten werden.

Aus der DE-OS 23 24 101 ist bekannt, die letzte

^Vl Untersetzungsstufe eines Getriebes innerhalb einer hohlen Schrämwalze anzuordnen. Bei Schrämwalzen tritt jedoch zum Unterschied von Teilschnittnchrämmaschinen mit beidseitig am Schneidarm angeordneten Schrämköpfen keine Rippe zwischen Schrämköpfen auf

^r'" und die Lagerung der bekannten Ausbildung ist für die Aufnahme großer Schnittkräfte ungünstig gelöst.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den bei Teilschnitt-Schrämmaschinen mit beidseitig vom Schneidarm angeordneten Schrämköpfen unvermeidlichen Zwi-

^v> schenraum zwischen letzteren so gering wie möglich zu halten, um dadurch die stets verbleibende Gesteinsrippe zu verschmälern und leichter beseitigen zu können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in jedem der beiden hohl ausgebildeten Schrämköpfe ein Umlaufrä-

^b" dergetriebe angeordnet ist, dessen Träger der Umlaufräder mit dem Schneidarm starr verbunden ist, daß die Sonnenräder der beiden Umlaufrädergetriebe gleichachsig mit dem letzten im Schneidarm gelagerten Getriebezahnrad angeordnet und beide Sonnenräder ^Γ| mit demselben Getriebezahnrad gleichachsig gekuppelt sind und daß die Hohlräder der beiden Umlaufrädergetriebe mit den Schrämköpfen verbunden sind. Auf diese Weise rotiert das letzte Zahnrad, welches im Schräm-

arm untergebracht ist, mit einer Drehzahl, welche um das Ausmaß der in den Schrämköpfen untergebrachten Untersetzung größer ist als die Drehzahl der Schrämköpfe. Das auf dieses Zahnrad wirkende Drehmoment ist somit geringer, so daß die Breite dieses Zahnrades im Verhältnis der in den Schrämköpfen untergebrachten Untersetzung gegenüber den bekannten Anordnungen verringert werden kann. Die Breite des Endes des Schrämarmes und damit der Abstand zwischen den Schrämköpfen wird wesentlich verringert und daraus ergibt sich eine wesentlich geringere Breite der sich zwischen den Schrämköpfen ausbildenden Rippe im Gestein. Diese schmale Rippe kann nun entweder gebrochen oder zumindest mit wesentlich geringerem Arbeitsaufwand zerschnitten werden. Es wird damit Leistung eingespart und beim Schrämen von gewölbten Ausbrüchen wird die sich ergebende geradlinige Scheitelstrecke wesentlich verkürzt, wodurch die Standfestigkeit des Ausbruches verbessert wird. Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig in jedem Schrämkopf ein Untersetzungsgetriebe angeordnet, dessen Antrieb von einem gemeinsamen im Schrämarm gelagerten Zahnrad abgeleitet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hohlräder und die Schrämköpfe an den Trägern der Umlaufräder gelagert, wodurch eine stabile Lagerung des Schrämkopfes erreicht wird. Zweckmäßig sind hierbei die beiden Schrämki >fe auf den Hohlrädern verdrehbar gelagert und mit den Hohlrädern durch eine Rutschkupplung verbunden. Auf diese Weise können an einem Meißel auftretende Lastspitzen durch Festfressen desselben abgebaut werden, bevor noch der Meißel zu Schaden kommt, da die rotierenden Massen zwischen Meißel und Kupplung auf ein Mindestmaß beschränkt sind. Vor allem aber rotieren diese Massen, welche durch den Meißel abgebremst werden müssen, mit der kleinsten Geschwindigkeit und es müssen die mit größerer Geschwindigkeit rotierenden Teile des Untersetzungsgetriebes nicht abgebremst werden, so daß die Trägheitskräfte auf ein Mindestmaß reduziert werden.

Bei einer solchen Ausbildung ergibt sich auch eine einfache Konstruktion. Gemäß der Erfindung können die Sonnenräder der beiden Umlaufrädergetriebe zentral im Antriebszahnrad fliegend gelagert und durch eine zentrale Schraube miteinander verspannt sein, während der Träger der Planetenräder des Umlaufrädergetriebes mit dem Schrämarm verschraubt sein kann. Vorzugsweise ist eine Stirnseite jedes riohlrades gegenüber dem Schrämarm, beispielsweise durch eine Labyrinthdichtung, abgedichtet.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Schrämmaschine in Arbeitsstellung in Seitenansicht und Draufsicht, wobei in der Darstellung nach Fig. I der Schrämarm in die Mitte geschwenkt dargestellt ist.

F i g. 3 zeigt den vorderen Teil des Schrämarmes mit den Schrämköpfen, teilweise in Draufsicht und teilweise im horizontalen Axialschnitt.

Wie F i g. 1 und 2 zeigen, ist der Schrämarm 1 um eine vertikale Achse 2 und um eine horizontale Achse 3 schwenkbar mit dem Chassis der Schrämmaschine 4 verbunden. Am vorderen Ende 5 des Schrämarmes t ist zu beiden Seiten je ein mit Meißeln bestückter Schrämkopf 6 und 7 um eine Achse 8 rotierbar gelagert. Der Vorschub des Schrämkopfes erfolgt durch Schwenkung des Schrämarmes um die vertikale Achse 2 abwechselnd in Richtung der Pfeile 9 und 10. Beim Vorschub in Richtung des Pfeiles 9 schneidet der Schrämkopf 7 und beim Vorschub in Richtung des Pfeiles 10 schneidet der Schrämkopf 6. Wenn der Schrämarm seine Endstellung auf der rechten Seite oder auf der linken Seite erreicht hat, wird er durch Verschwenkung um die horizontale Achse 3 in der Vertikalen verschwenkt. Wenn von unten nach oben gearbeitet wird, ergibt sich das Bild nach Fi g. 1, wobei

ίο zeilenweise die schraffiert angedeutete Schicht 11 geschrämt wird. Hierbei werden von Zeile zu Zeile die Schrämköpfe um einen Betrag a, welcher der sogenannten Gesamtspannstärke entspricht, hochgehoben, wobei in jeder Zeile ein Sektor geschrämt wird, welcher durch

I") die strichlierte Linie 12 angedeutet ist. Beim Anheben, d. h. beim Übergang von einer Zeile auf die andere, müssen die Schrämköpfe sich um den Betrag a, welche »Einbruchtiefe« genannt wird, in das Gestein einarbeiten. Die Schrämköpfe sind in einem durch die Breite des

2(i Endes 5 des Schrämarmes 1 bestimmten Abstand b voneinander distanziert, so daß eine Rippe im Gestein verbleibt, welche ungefähr die Breite b und die Höhe a aufweist. Die Form dieser Rippe ist durch die strichlierte Linie 12 in Fig. 1 angedeutet. Diese Rippe muß nun

.»■■> entweder durch Verschwenkung des Schrämarmes 1 um die vertikale Achse 2 abgebrochen oder weggeschrämt werden. Dai Brechen der Rippe erfordert weniger Leistung als das Schrämen, jedoch ist ein Brechen nur bis zu einer begrenzten Breite b möglich. Diese Breite b

in soll daher möglichst schmal gehalten werden.

Fig. 3 zeig! nun die Ausbildung des Antriebes der Schrämköpfe 6 und 7. Die Umhüllenden der Meißeispitzen sind durch die strichpunktierten Linien 6u und 7a angedeutet. Der Antrieb erfolgt von einem nicht

)■'> dargestellten im Schrämarm 1 untergebrachten Motor über ein Wechselgetriebe 13. Auf der Antriebswelle des Wechselgetriebes ist ein kleines Kegelrad 14 angeordnet, welches mit einem großen K.egelrad 15 kämmt, welches auf der Welle 16 eines Stirnradritzels 17

w aufgekeilt ist. Mit dem Stirnrad 17 kämmt ein um eine Achse 18 drehbares größeres Stirnrad 19 und mit diesem kämmt wieder ein Stirnrad 20. Die Zahnräder 14, 15 und 19 sind im Schrämarm 1 gelagert. Das Zahnrad 20 ist im Schrämarm 1 im Bereich des Endes 5

i> desselben untergebracht.

Das Zahnrad 20 ist mittels zweier Lager 21 in einem Gehäuseteil 22 des Schrämarmes 1 gelagert. Innerhalb des Zahnrades 21 sind zwei koaxiale Büchsen 23 angeordnet, die mittels Klauen 24 mit dem Zahnrad 20

^r)ii gekuppelt sind. Durch Sprengringe 25, welche mit Borden 26 der Büchsen 23 zusammenwirken, sind die Büchsen 23 gegen axiale Verschiebung im Zahnrad 20 gesichert. Zwei Ritzel 27, welche durch Klauen 28 mit der Büchse 23 gekuppelt sind, sind durch eine zentrale

ν· Schraube 29 miteinander verspannt.

Das Ritzel 27 bildet das Sonnenrad eines in jeder Schrämkopfhälfte angeordneten Umlaufrädergetriebes. 30 ist das Hohlrad dieses Umlaufrädergetriebes und 31 sind die Umlaufräder desselben. In jedem Schrämkopf

Wi sind drei solche Umlaufräder 31 um 120° versetzt angeordnet. Die Umlaufräder 31 sind in einem Träger 32 gelagert, welcher durch Schrauben 33 fest mit dem Gehäuseteil 22 des Schrämarmes 1 verschraubt ist. Mit dem Hohlrad 30 ist eine Hülse 34 und mit dieser wieder

n^r> ein ringförmiger Teil 37 fest verbunden. Die Hülse 34 mit dem Hohlrad 30 ist auf dem mit dem Gehäuseteil 22 des Schrämarmes 1 fest verbundenen Träger 32 mittels eines Rolienlaeers 35 und der rinefrtrmipe TpH V! ist

mittels eines Lagers 38 ebenfalls auf dem Träger 32 drehbar gelagert. Durch eine Labyrinthdichtung 36 ist die Hülse 34 gegenüber dem Schrämarm 1 abgedichtet. 42 ist ein Deckel, der dicht auf den ringförmigen Teil 37 aufgeschraubt ist. Der Getrieberaum ist somit völlig nach außen abgedichtet und bildet mit dem lürienraum des Schrämarmes 1 einen gemeinsamen Raum, der mit öl gefüllt sein kann.

39 ist der Körper des Schrämkopfes und 40 ist ein mit dem Körper 39 fest verschraubter Deckelteil des Schrämkopfes. Die Teile 39 und 40 sind mit den Meißeln bestückt.

Der Körper 39 des Schrämkopfes ist auf der Hülse 34 verdrehbar gelagert. 41 ist eine Rutschkupplung üblicher Bauart, welche den Körper 39 des Schrämkop- ι fes mit der Hülse 34 und damit mit dem Hohlrad 30 kuppelt und nur bei Überschreitung eines vorbestimmten Drehmomentes dure!irutscht.

Durch dieses Umlaufrädergetriebe werden die Schrämköpfe 6 und 7 mit dem Zahnrad 20 in einem ; Übersetzungsverhältnis angetrieben, welches durch das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers des Sonnenrades 27 zum Teilkreisdurchmesser des Hohlraumes 30 gegeben ist. Die Schrämköpfe 6 und 7 rotieren somit langsamer als das Stirnrad 20 und es ist daher das durch das Stirnrad 20 zu übertragende Drehmoment kleiner als das von den Schrämköpfen 6 und 7 aufgebrachte Drehmoment und die Zahnbreite des Stirnrades 20 und damit die Breite des Endes 5 des Schrämarmes 1 kann somit entsprechend kleiner ausgebildet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung beträgt beispielsweise das Übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad 27 und Hohlrad 30 etwa 4:1. Das vom Stirnrad 20 zu übertragende Drehmoment ist somit nur ein Viertel des auf den Schrämköpfen aufgebrachten Drehmomentes. Dadurch, daß die letzte Übersetzungsstufe in den hohlen Schrämköpfen untergebracht ist, beträgt nun die Zahnbreite des Stirnrades 20 nur ein Viertel derjenigen Zahnbreiie, welche erforderlich ware, wenn die gesamte Übersetzung im Schrämarm untergebracht wäre und das Zahnrad 20 mit gleicher Drehzahl rotieren würde wie die Schrämköpfe. Die Breite ödes Schrämarmendes verringert sich somit auf ein Viertel und damit wird auch die Breite der zwischen den beiden Schrämköpfen verbleibenden Gesteinsrippe auf ein Viertel verringert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schneidarm für eine Teilschnittschrämmaschine mit beidseitig angeordneten Schrämköpfen, bei welchem die Schrämköpfe von einem im Schneidarm untergebrachten Untersetzungsgetriebe angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden hohl ausgebildeten Schrämköpfe (6, 7) ein Umlaufrädergetriebe angeordnet ist, dessen Träger (32) der Umlaufräder (31) mit dem Schneidarm (1) starr verbunden ist. daß die Sonnenräder (27) der beiden Umlaufrädergetriebe gleichachsig mit dem letzten im Schneidarm (1) gelagerten Getriebezahnrad (20) angeordnet und beide Sonnenräder (27) mit demselben Getriebezahnrad (20) gleichachsig gekuppelt sind und daß die Hohlräder (30) der beiden Umlaufrädergetriebe mit den Schrärflköpfen (6,7) verbunden sind.

2. Schneidarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräder (30) und die Schrämköpfe an den Trägern (32) der Umlaufräder (3t) gelagert sind.

3. Schneidarm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schrämköpfe (6, 7) auf den Hohlrädern (30) verdrehbar gelagert und mit den Hohlrädern (30) durch Rutschkupplungen (41) verbunden sind.

4. Schneidarm nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite jedes Hohlrades gegenüber dem Schrämarm (1), beispielsweise durch eine Labyrinthdichtung (36), abgedichtet ist.

5. Schneidarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (27) der beiden Umlaufrädergetriebe zentral im letzten Getriebezahnrad (20) fliegend gelagert und durch eine zentrale Schraube (29) miteinander verspannt sind.