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Ankermagazin für ein Gebirgsankersetzgerät
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Die Erfindung betrifft ein Ankermagazin für Gebirgsankersetzgeräte,
wie sie zur Abstützung des Firstes eines Bergwerksstollens od.dgl. eingesetzt werden.
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Die klassische Technik der Abstützung eines Firstes besteht darin,
daß nach Bohren von Löchern in jedes dieser Löcher ein Gebirgsanker eingesetzt wird,
der an seinem Ende eines Zwinge trägt, die durch einen Expansionseffekt sich im
Grund des Loches verankert. Der Anker wird daraufhin angezogen, was zur Zusammendrückung
des Firstmaterials in Form einer konzentrischen Säule führt, die die Stange des
Ankers umgibt. Die neuere Entwicklung auf diesem Gebiet sieht vor, diese zu expandierenden
Anker durch solche zu ersetzen, die mit einem Kunstharz eingegossen werden.
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Dabei müssen aber die drei grundlegenden Arbeitsvorgänge, nämlich
das Bohren des Loches, das Einbringen des Ankers und das Anziehen des Ankers, weiterhin
durchgeführt werden.
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Es sind Gebirgsankersetzgeräte bekannt, die aufeinanderfolgend diese
drei Arbeitsvorgänge durchführen können.
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Bei einem derartigen bekannten Gerät (DE-PS 1 217 318) ist ein Turm
vorgesehen, der schwenkbar auf seinem Support angeordnet ist und der einen Bohrschlitten
und einen Ankersetzschlitten trägt. Der erste Schlitten bildet ein Bohrwerkzeug,
das in einer ersten Arbeitsphase das Bohren eines Loches ermöglicht. Daraufhin vollführt
der Turm eine Drehung um seine Schwenkachse, die von einer Stange gebildet wird,
die im First des Stollens verankert wird, derart, daß der zweite Schlitten in die
Achse des zuvor gebohrten Loches überführt wird, so daß dann der Anker gesetzt und
angezogen werden kann. Im Fall des Setzens von Ankern, die mit Kunstharz eingegossen
werden, kann der Turm darüber hinaus noch eine Setzeinrichtung für das Einbringen
von Kunstharzpatronen tragen, die ebenfalls in die Achse des gebohrten Loches geschwenkt
werden kann, und zwar bevor der Anker gesetzt wird.
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Diese Art von Geräten ermöglichen eine Automatisierung des Setzens
von Gebirgsankern. Um darüber hinaus die menschliche Handarbeit weiter einzusparen
und die Leistung zu steigern, aber auch die Sicherheit der im Untertagebetrieb arbeitenden
Menschen zu erhöhen, ist es durch die DE-PS 1 198 309 ebenfalls bekannt, ein Gerät
zum Setzen von Gebirgsankern mit einem Ankermagazin auszurüsten. Ein derartiges
Magazin kann eine bestimmte Anzahl von Ankern aufnehmen, die eine Reserve für mehrere
aufeinanderfolgende Ankersetzvorgänge darstellen. Das bekannte Magazin beinhaltet
dabei einen Mechanismus zum Vorbewegen der Anker, so daß die Anker nach und nach
in die Arbeitsachse des Mechanismus für das eigentliche Ankersetzen gelangen. Der
bekannte Mechanismus zum Vorbewegen ist jedoch extrem kompliziert und kostspielig
sowohl bezüglich seines Aufbaus
wie auch bezüglich seiner Wartung
und ist demzufolge gerade unter Berücksichtigung des Untertagebetriebs wenig zuverlässig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ankermagazin
für ein Gebirgsankersetzgerät zu schaffen, das insbesondere bezüglich seiner Art
der Halterung und der Vorbewegung der Anker äußerst einfach ist und daher in Bau
und Wartung wirtschaftlich ist und sehr sicher funktioniert.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem Magazin der gattungsgemäßen
Art darin, daß ein am Support des Turmes befestigtes Gehäuse vorgesehen ist, das
mindestens zwei Endlosketten trägt, die in zueinander parallelen Ebenen liegen und
die synchron antreibbar sind, wobei mindestens ein Teilbereich der Kettenglieder
dieser Ketten die Form von Pratzen hat, die, in Kombination mit vorgesehenen Führungen,
die Mittel zur Halterung und Vorbewegung der Gebirgsanker bilden.
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Ein derartiger Vorbewegungsmechanismus ermöglicht das aufeinanderfolgende
Vorbewegen der Anker in die Achse des Ankersetzschlittens auf eine einfache Weise,
wobei selbstverständlich die Bewegungen der Ketten mit den Schwenkbewegungen des
Turmes und der Verlagerungsbewegung des Ankersetzschlittens synchronisiert sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist
das Gehäuse des Ankermagazins nach einer Seite offen, während ein Schutzblech den
gesamten oberen Bereich des Magazins überdeckt. Die offene Seite ermöglicht die
Einführung der Gebirgsanker, die beispielsweise durch eine feststehende Führung
im oberen Bereich des Gehäuses und eine schwenkbare Führung am unteren Bereich des
Gehäuses gehalten werden, wobei Mittel zum Ver-
riegeln oder Freigeben
dieser zweiten Führung vorgesehen sind. Das Schutzblech vermeidet dabei, daß Firstmaterial
od.dgl. in den Mechanismus fällt, so daß ein unbeabsichtigtes Blockieren der Gebirgsanker
vermieden ist.
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Es ist unerläßlich, daß die Endlosketten exakt synchron angetrieben
werden, damit die sich vorbewegenden Gebirgsanker parallel zu sich selbst bleiben
und exakt in die Achse des Mechanismus für das eigentliche Ankersetzen geführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfòrm beinhaltet daher das Ankermagazin zwei Endlosketten,
die dadurch synchron angetrieben werden, daß ein einziger, von dem Gehäuse getragener
Motor vorgesehen ist, der unter Zwischenschaltung eines Winkel triebes über zwei
Transmissionswellen und Kardangelenke mit Kettenritzeln verbunden ist, die den Antrieb
der beiden Ketten gewährleisten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Ankermagazin zwei
Endlosketten, die synchron zueinander ausgehend von einem einzigen Motor angetrieben
sind, der direkt mit den Antriebsritzel der einen Kette verbunden ist, das seinerseits
unter Zwischenschaltung einer Transmissionswelle und Kardangelenken mit dem Antriebsritzel
der anderen Kette in Verbindung steht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht
jede der Endlosketten aus einer Doppelrollenkette, wobei die Antriebsritzel und
die Umlenkräder ebenfalls Doppelräder sind. Dies führt zu einem außerordentlich
starren, exakt arbeitenden Antriebsmechanismus.
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Jede Kette hat dabei mindestens einen Abschnitt aus gewöhnlichen Kettengliedern
und eine gleiche Anzahl von Abschnitten, deren Kettenglieder die Form von Pratzen
haben.
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So sind beispielsweise alternierend zwei Abschnitte mit gewöhnlichen
Kettengliedern und zwei Abschnitte mit pratzenförmigen Kettengliedern vorgesehen.
Die Anzahl der
Pratzenpaare des letzteren Abschnittes entspricht
dabei der Anzahl von Gebirgsankern, die im Magazin gespeichert werden können.
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Der erste Anker, den der Kettentrieb in Richtung auf den Turm vorbewegt,
sollte in exakter Lage festgehalten werden. Zu diesem Zweck sind dem erfindungsgemäßen
Magazin vorzugsweise zwei verschwenkbare Klemmen zugeordnet, die vom Turm getragen
werden und die darauf ausgelegt sind, einen Gebirgsanker zu ergreifen und festzusetzen,
wobei die obere Klemme in bekannter Weise durch Verschwenkung nach oben fortbewegbar
ist, während die untere Klemme sich durch Verschwenkung, sei es nach oben, sei es
nach unten, fortbewegen kann, wobei eine Rückstellfeder, kombiniert mit einem System
von Anschlägen, es ermöglicht, diese untere Klemme in die mittlere, horizontale
Lage zurückzuführen. Der Gebirgsanker ist somit durch die Klemmen an zwei festen
Punkten arretiert, die ihn fest an Ort und Stelle halten, die sich aber fortbewegen
können, um den Durchgang des Ankersetzschlittens zu ermöglichen. Eine weitere Funktion
der Klemmen besteht darin, nicht nur den Gebirgsanker festzuhalten, sondern auch
die Ketten nach ihrer Verlagerung um einen entsprechenden Arbeitsschritt.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines Turmes eines Ankersetzgerätes,
der mit dem erfindungsgemäßen Ankermagazin ausgerüstet ist, Fig. 2 eine Draufsicht
auf den Turm nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine Seitenansicht des
Gebirgsankermagazins nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine Frontansicht
des Magazins, Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie 5 - 5 der Fig. 3
in vergrößertem Maßstab, Fig. 6 eine Teilansicht einer der Endlosketten des Magazins,
Fig. 7 eine Teilschnittdarstellung der unteren fortbewegbaren Klemme des Magazins,
Fig. 8 und 9 Seiten- und Stirnansichten vergleichbar den Fig. 3 und 4 für ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines Gebirgsankermagazins gemäß der Erfindung.
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In Fig. 1 ist ein Turm 1 eines Ankersetzgerätes gezeigt, der am Ende
eines Armes 2 angeordnet ist, wobei seine Neigungslage mittels eines Kolbens 3 einstellbar
ist.
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Der Turm 1 ist schwenkbar um eine Achse 5 an seinem Support 4 gelagert.
Die Achse 5 ist in Fig. 1 in Vertikallage gezeigt, kann aber eine Neigungslage einnehmen,
je nach Stellung des Kolbens 3. Ein weiterer Kolben 6, der einerseits am Support
4 und andererseits an einem Punkt des Turmes 1 angelenkt ist, ermöglicht die Verschwenkung
des Turmes um die Achse 5, wie mit Pfeil 7 gezeigt.
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Der Turm 1 besteht im wesentlichen aus einem im Querschnitt H-förmigen
Träger 8, der parallel zur Achse 5 liegt und dessen Schenkel Gleitführungen für
einen Bohrschlitten 9 und einen Ankersetzschlitten 10 bilden. Die Achse 11 des Bohrwerkzeuges
und die Achse 12 der Einrichtung 10 für das Ankersetzen haben den gleichen Abstand
von der Schwenkachse 5 des Turmes. Hierdurch ist es möglich, zunächst ein
Loch
zu bohren und dann einen Gebirgsanker exakt in die Achse des Loches zu verbringen,
wobei der um die Achse 5 schwenkende Turm 1 jeweils völlig in saner Schwenklage
festgehalten werden kann, und zwar mittels einer Verankerungsstange 13, die sich
am oberen Ende des Turmes befindet.
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In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, das
sich auf ein Ankersetzgerät zum Setzen von mit Kunstharz einzugießenden Ankern bezieht,
trägt der Turm 1 noch eine Eintreibleitung 14 für Kunstharzpatronen, die zwischen
den Schlitten 9 und 10 liegt, und zwar auf dem gleichen Kreisbogen 15, wie er von
den Achsen 11 und 12 beschrieben wird. Die Eintreibleitung 14 ermöglicht das Einbringen
von Kunstharzpatronen ohne Handarbeit in das gebohrte Loch, wobei der Turm 1 dann
eine Zwischenstellung einnimmt.
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Der Turm 1 ist erfindungsgemäß mit einem Magazin 16 für die Gebirgsanker
ausgerüstet, das an dem Support 4 mittels eines Befestigungsstückes 17 befestigt
ist.
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Das in den Fig. 3 bis 5 im einzelnen gezeigte Magazin 16 weist ein
Gehäuse 18 auf, das sich in Parallellage zum Turm 1 erstreckt. Das Gehäuse 18 ist
nach einer Seite offen, hat aber ein Schutzblech 15, das den gesamten oberen Bereich
des Magazins abdeckt. In seinem unteren Bereich trägt das Gehäuse 18 eine horizontale
Platte 20. Vor dieser Platte, d.i. auf der offenen Seite des Gehäuses, ist eine
erste Führung 21 angeordnet, die um eine horizontale Achse 22 verschwenkbar ist,
die ihrerseits unter der Platte 20 liegt.
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Ein Halter 23, der an dem Gehäuse 18 um eine Achse 24 verschwenkbar
gelagert ist, ermöglicht das Verriegeln der Führung 21 in der dargestellten Stellung.
In seiner anderen Schwenklage gibt er die Führung frei, so daß diese um die Achse
22 verschwenken kann. Eine weitere Führung 257 die zur rühruny 21 parallel liegt,
ist ortsfest am oberen Be-
reich des Gehäuses 18 befestigt.
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Die Einrichtung, die der Halterung der Gebirgsanker in Kombination
mit den Führungen 21 und 25 sowie der Vorbewegung der Gebirgsanker dient, beinhaltet
im wesentlichen zwei identische Endlosketten 26 und 27, die abständig übereinander
liegen und in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind. Die beiden Ketten 26
und 27 sind synchron zueinander ausgehend von einem Hydraulikmotor 28 angetrieben,
der von dem Gehäuse 18 getragen wird. Die Abtriebswelle des Motors 28 ist über eine
Kupplung 29 mit einem Winkeltrieb 30 verbunden, dessen Abtriebswelle zwei Bewegungsableitungen
ermöglicht. Das untere Ende der Abtriebswelle des Winkel triebes 30 ist mittels
eines ersten Kardangelenkes 31 an eines Transmissionswelle 32 angekuppelt, die ihrerseits
über ein zweites Kardangelenk 33 an ein Doppelritzel 34 angekuppelt ist, das die
untere Kette 26 treibt.
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In gleicher Weise ist das obere Ende der Abtriebswelle des Winkel
triebes 30 über ein erstes Kardangelenk 35 an eine Transmissionswelle 36 angekuppelt,
die ihrerseits über ein zweites Kardangelenk 37 an ein Doppelritzel 38 gekuppelt
ist, das die obere Kette 27 treibt.
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Das Doppelritzel 34 der unteren Kette 26 und das Doppelumlenkrad 39
dieser Kette sind von Stücken 40 und 41 getragen, die Lager bilden und die einstellbar
am Gehäuse 18 befestigt sind. In gleicher Weise ist das Doppel ritzel 38 der oberen
Kette 27 und ist auch das Doppelumlenkrad 42 dieser Kette von Stücken 43 und 44
getragen, die Lager bilden und die ihrerseits einstellbar am Gehäuse 18 befestigt
sind.
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In den Fig. 5 und 6 sind Einzelheiten der Endlosketten 26 und 27 gezeigt.
Es handelt sich um Doppelrollenketten, die jeweils zwei Abschnitte aufweisen, die
von normalen Kettengliedern 45 gebildet sind, sowie ferner zwei Abschnitte, deren
Kettenglieder 46 die Form von Pratzen haben, die
nach außen gerichtet
sind. In jedem dieser drei letztgenannten Abschnitte sind die Pratzen 46 zu drei
Paaren gruppiert. Die beiden Pratzen eines jeden Paares bilden zwischen sich eine
Aussparung mit kreisförmigem Boden.
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Die Kettenabschnitte mit den pratzenförmigen Kettengliedern 46 der
beiden Ketten 26 und 27 sind exakt übereinander angeordnet, so daß die Gebirgsanker
47 in den entsprechenden Aussparungen der beiden Ketten angeordnet werden können.
Das untere Ende des Gebirgsankers 47 ruht auf der unteren Platte 20 des Gehäuses
18, während die Führungen 21 und 25, abgesehen von einem gewissen Spiel, jede seitliche
Bewegung der Anker verhindern.
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Das Einstecken der Gebirgsanker 47 in das Magazin geschieht von der
offenen Seite des Gehäuses 18 her, wobei die Anker in Schräglage eingesteckt werden.
Dabei befindet sich die Führung 21 nach unten abgeschwenkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
können drei Gebirgsanker 47 in das Magazin 16 eingesetzt werden. Es versteht sich,
daß je nach Wunsch andere Speicherzahlen verwirklicht werden können. Nach Wiederanheben
der Führung 21 und ihrer Verriegelung mittels des Halters 23 ist der Mechanismus
bereit, den ersten Gebegsanker 47 in die Achse 12 der eigentlichen Einrichtung zum
Ankersetzen zu verbringen, wobei der Turm 1 in die in Fig. 2 gezeigte Lage überführt
ist und der Ankersetzschlitten 10 in seiner unteren Lage gehalten ist.
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Für den Vortransport des ersten Gebirgsankers 47 wird nun der Hydraulikmotor
28 in Gang gesetzt, so daß die beiden Kettenritzel 34 und 38 synchron gedreht werden,
um die beiden Endlosketten 26 und 27 gemäß Pfeil 48 mit der gleichen Geschwindigkeit
vorzubewegen, bis der erste Gebirgsanker 47 in der Achse 12 der Ankersetzeinrichtung
liegt. In dieser Lage angekommen, wird der Gebirgsanker automatisch von zwei fortbewegbaren
Klemmen arretiert und ergriffen, und zwar
einer oberen Klemme 49
und einer unteren Klemme 50, die an dem Turm 1 angeordnet sind.
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Die oberen Klemme 49 (Fig. 2) ist von bekannter Bauart, wie sie bei
Ankermagazinen zur Haltung eines einzubringenden Bolzens üblich sind. Sie ist um
eine Achse 51 schwenkbar, so daß sie durch ein Verschwenken nach oben fortbewegt
werden kann, was beim Durchgang des Ankersetzschlittens 10 geschieht, wenn dieser
am Ende seiner Wegbahn ankommt.
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Die untere Klemme 50, die in ihren Einzelheiten in Fig. 7 gezeigt
ist, arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die obere Klemme, kann jedoch nach oben
oder unten verschwenken. Sie weist zwei Klemmbacken 52 und 53 auf, die um die Achsen
54 und 55 am Ende eines Hebels 56 verschwenkbar sind, wobei der Raum zwischen den
beiden Klemmbacken 52 und 53 eine Aussparung 57 definiert, in der ein Gebirgsanker
aufgenommen werden kann. Die Klemmbacken können sich ausreichend weit voneinander
entfernen, um den Durchtritt des Gebirgsankers in die Aussparung 57 zu ermöglichen.
Sie schließen sich dann wieder unter der Wirkung einer Feder 58. Der Hebel 56 ist
um eine Achse 59 schwenkbar an einem Support 60 gelagert, der seinerseits über einen
Klemmring 61 am Turm 1 befestigt sist. Eine Feder 62, kombiniert mit einem Anschlagsystem
bekannten mechanischen Prinzips ermöglicht es, den Hebel 56 in die mittlere horizontale
Lage zurückzuführen, nachdem er um die Achse 59, sei es nach oben, sei es nach unten,
verschwenkt wurde. Der Hebel 56 trägt des weiteren eine Rolle 63, die es dem Schlitten
10 ermöglicht, ihn leichtgängig nach oben im Verlauf des Ankersetzens zurückzudrücken
und ihn ebenfalls leicht nach unten zurückzudrücken, wenn der Schlitten 10 zurückläuft.
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Wenn ein erster Gebirgsanker gesetzt wurde, können die Ketten 26 und
27 des Magazins 16 erneut betätigt werden, um einen neuen Gebirgsanker in die Achse
12 der Setzein-
richtung zu verbringen, wobei diese Verlagerung
naturgemäß korrekt mit den Bewegungen des Turmes 1 und demzufolge mit dem Arbeitszyklus
synchronisiert ist, welcher Arbeitszyklus die aufeinanderfolgenden Vorgänge des
Bohrens, des Einbringens der Kunstharzpatrone und des Ankersetzens beinhaltet. Nachdem
die drei Gebirgsanker, die eine magazinierte Gruppe bilden, die also von den Pratzen
eines bestimmten Kettenabschnittes gehalten wurden, abgegeben worden sind, bieten
sich die Pratzen des anderen Abschnittes der Ketten an der offenen Seite des Magazins
dar, was die Einbringung einer neuen Gruppe von Gebirgsankern in das Magazin ermöglicht.
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Bei dem in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel eines
Gebirgsankermagazins fehlt zunächst das obere Schutzblech, was eine bessere Einsichtnahmemöglichkeit
für den Benutzer ermöglicht. Insbesondere ist aber eine modifizierte und vereinfachte
Ausgestaltung derjenigen Mittel vorgesehen, die den Synchronantrieb der beiden Endlosketten
26 und 27 gewährleisten. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Motor 28 am unteren
Bereich des Magazins befestigt. Er wird von dem Lager 21 des Doppelritzels 39 der
unteren Kette 26 mit getragen und ist direkt mit diesem Doppelritzel über einen
Stutzen gekoppelt. Das Doppelritzel 39 seinerseits ist über eine Transmissionswelle
64 und zwei Kardangelenke 65, 66 mit dem Doppelantriebsritzel 42 der oberen Kette
27 gekuppelt. Die Umlenkkettenräder der unteren und oberen Ketten sind wieder mit
den Bezugsziffern 34 und 38 gekennzeichnet. Im übrigen entspricht dieses Magazin
dem vorhergehend beschriebenen. Es werden die gleichen Bezugszeichen übernommen.
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Im Zusammenhang mit der Erfindung wurde von einem Ankersetzgerät ausgegangen,
mit dem Gebirgsanker gesetzt werden, die mit Kunstharz eingegossen werden. Ein entsprechendes
Magazin kann aber ohne weiteres auch mit Vorteil bei einem
Ankersetzgerät
eingesetzt werden, das in der klassischen Weise Anker setzt, die mit einer expandierbaren
Zwinge versehen sind.
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Es versteht sich, daß sich die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele des Gebirgsankermagazins beschränkt. Im Rahmen
des Erfindungsgedankens sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen möglich, insbesondere
was den Einsatz äquivalenter Mittel für den Antrieb der Endlosketten betrifft.