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Verfahren zur Herstellung eines Streckenquerschnittpro-
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fils mittels einer an einem Streb förderer zwangsgefUhrten Walz.nschrämmaschine
und Schrämmaschine zur Durchführung des Verfahrens Bei der Hereingewinnung von in
untertägigen Fldzen anstehenden Mineralien mittels an einem Streb förderer, zum
Beispiel an einem Kratzerkettenfdrderer, zwangs ge führter Schrämmaschine hat man
versucht, diese Schrämmaschine auch zum Auffahren der Begleitstrecken mit heranzuziehen.
Diese Bemühungen brachten jedoch nur Teilerfolge, was im wesentlichen auf die Schwierigkeiten
zurückzuführen ist, die mit einer möglichst genauen Erzeugung des Streckenquerschnittprofilß
verbunden sind, und zwar insbesondere dann, wenn ein bogenförmiges Streckenquerschnittsprofil
hergestellt werden soll. Eine konturengenaue Führung der Schräalze erfordert nämlich
eine exakte Steuerung des Maschinenvorschubs sowie eine darauf einwandfrei abgestimmte
Schwenkbewegung des die Schrärmualte tragenden Schwenkarms.
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Die Abstimmung dieser Bewegungen muß von Hand durchgeführt werden,
so daß sie zwangsläufig allen Unzulänglichkeiten ausgesetzt ist, die mit einer manuellen
Aussteuerung von zwei sich in verschiedenen Achsen abspielenden Bewegungsvorgängen
verbunden sind. Hinzu treten erschwerend die im Schrämbetrieb vorhandenen extrem
schlechten Sichtbedingungen, welche die Einhaltung des gewünschten Sohnittverlaufs
der Schrämwalze nahezu unmöglich machen. Die Praxis muß demzufolge trotz der Existenz
geeigneter Maschinen bislang weitgehend davon Abstand nehmen, die Begleitstrecken
parallel
zum Gewinnungsbetrieb mit der Qewinnungsmaschine aufzufahren, weil die ungenaue
Konturenerzeugung mit aufwendigen Hinterfllarbeiten verbunden ist.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren
zur Herstellung eines Stre ckenquers chni t tprofi ls mittels einer an einem Streb
förderer zwangs ge führten Walzenschrämmaschine aufzuzeigen, gemäß welchem die vorstehend
beschriebenen Schwierigkeiten überwunden werden, als auch eine geeignete Schrämmaschine
zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
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Was den verfahrensmäßigen Teil dieser Aufgabe anlangt, so besteht
dessen Lösung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
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Gemäß diesem Verfahren wird die Vorachubbewegung der 5 chrämmas chine
im aufzufahrenden Stre ckenquers chni ttsbe reich in eine Vielzahl kleiner Teilschritte
aufgegliedert, wobei jedem Teilschritt der Vorschubbewegung ein bestimmter Schwenkwinkel
des die Schrämwalze tragenden Schwenkarms zugeordnet wird.
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Zur Uberwa¢hung der Bewegungsabläufe werden die jeweiligen Ist-Positionen
einerseits der Maschine und andererseits des Schwenkarms und damit auch der Schrämwalze
mit den vorprogrammierten Soll-Positionen bezüglich jeden Teilschritts verglichen
und die dabei festgestellten, außerhalb der zulässigen Toleranz liegenden Abweichungen
in eine entsprechende Aussteuerung des jeweiligen Antriebs umgeformt.
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Hat derzufolge die Schränmiaschine nach dem Hereingewinnen der Mineralien
im Streb das Strebende erreicht, so werden von einem vorbestimmten Bezugspunkt ab,
der sich beispielsweise am
Streb förderer befinden kann, die sich
selbständig gegenseitig steuernden Bewegungsabläufe der Maschine und des Schwenkares
in Gang gesetzt und damit eine konturengenaue Erzeugung des gewiinsohten Stre ckenquers
chnittsprofi 15 ermöglicht.
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Die gegenständliche Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe
kennzeichnet sich durch ein zweiachsig regelbarren Kopiersystem mit zwei auf einer
gemeinsamen angetriebenen Welle befestigten, mit dem gewünschten Maschinenvorschub
und dem darauf abgestimmten Schwenkwinkel des Schwenkarms vorprogrammierten Kurvenscheiben
und diesen zugrordneten Vergleichsvorrichtungen der Ist-Positionen der Maschine
und des Schwenkarms mit den Soll-Positionen, welche einerseits mit dem Vorachubantrieb
und dem Schwenkantrieb und andererseits mit dem Antrieb für die Kurvenscheiben regelungstechnisch
verbunden sind.
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Durch Ausbildung und Zuordnung der Kurvenscheiben auf der gemeinsamen
Welle werden die Stellungsvorgaben der Vorschubbewegung und der Schwenkbewegung
bestimmt. Durch Abtasten der Kurven mit anschließendem Vergleich mit den Ist-Positionen
der Maschine und des Schwenkarms durch entsprechend ausgebildete Vergleichsvorrichtungen
können diese nach dem Auswerten des Vergleichsergebnisses unmittelbar auf den Vorschubantrieb
und den Rhwenkantrieb einwirken und ermittelte Differenzen durch eine entsprechende
Aussteuerung des einen oder anderen Antriebs egalisieren. Nun kann bei einer Anderung
des Gebirgswiderstands die eine oder andere Bewegung aber nachlaufen. Da jedoch
die Vorschubbewegung und die Schwenkbewegung der Schrämwalze Uber den Widerstand
des Gebirges rückgekoppelt sind, sorgen dann die auch mit dem Antrieb für die Kurvenscheiben
verbundenen Vergleichgvorrichtungen dafür, daß dieser Antrieb so lange gestoppt
wird,
bis der Nachlauf aufgeholt ist und sich wieder im zulässigen Toleranzbereich befindet.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungs gemäßen Grundgedankens
kennzeichnet sich daduth, daß zum Vergleich der Ist-Positionen mit den Soll-Positionen
Differenzverstärker vorgesehen sind, die einerseits mit den Steuerungen für den
Vorschubantrieb und den Schwenkantrieb und andererseits mit der Steuerung für einen
die Kurvenscheibenwelle drehenden Elektromotor verbunden sind. Die Differenzverstärker
ermitteln folglich laufend die jeweiligen Ist-Stellungen der Maschine und des Schwenkarms
und vergleichen diese mit den Stellungsvorgaben über die Kurvenscheiben, wobei sie
dann über ein verstärktes Ausgangssignal, insbesondere auf elektronischem Wege,
die Steuerungen des Vorschubantriebs und des Schwenkarmantriebs entsprechend dem
festgestellten Differenzbetrag beeinflussen, wodurch die Antriebe schneller oder
langsamer laufen. Ferner sorgen die Differenzverstärker dafür, daß sie bei einem
Anwachsen des Nachlaufweges der Vorschubbewegung einerseits oder der Schwenkbewegung
des Schrämarms andererseits über den maximalen Betrag hinaus auf den die Kurvenscheibenwelle
drehenden Elektromotor einwirken und ihn stoppen. Dadurch werden beide Bewegungsvorgänge
unterbrochen, bis der durch Veränderung des Gebirgswiderstands entstandene Nachlaufbetrag
egalisiert ist.
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Die exakte Entfernung der Sohrämmaschine vom vorgegebenen Bezugspunkt
muß laufend gemessen werden. Hierzu kann es dann nach einem erfindungsgemäßen Merkmal
von Vorteil sein, daß dem Maschinengehäuse eine am Förderer entlanglaufende und
mit den Vergleichsvorrichtungen verbundene Meßrolle zugeordnet ist.
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Zweckmäßig ist dann auch eine Vorrichtung vorgesehen, die den
Schwenkwinkel
des Schwenkarms feststellt und den Vergleichsvorrichtungen übermittelt.
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Obwohl die Vorschubbewegung der Schrämmaschine und auch die Schwenkbewegung
des Schwenkarms durch rein elektrische Antriebe bewirkt werden können, ist es auch
möglich, diese durch Antriebe mit anderen Energie formen zu ersetzen. In diesem
Fall ist es dann gemäß der Erfindung von Vorteil, daß die Steuerungen für den Vorschub
der Maschine und das Schwenken des Schwenkarms Bestandteil von hydrostatischen Antrieben
sind. Entsprechend den durch die Vergleichsvorrichtungen ermittelten Werten erfolgt
dann die Aussteuerung des Schwenkarms und des Vorschubs durch Stromregelung der
hydrostatischen Antriebe.
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Die Bewegungen der Maschine und des Schwenkarms können erfindungsgemäß
dadurch festgehalten werden, daß den Kurvenscheiben Abtastvorrichtungen auf induktiver
oder optischer Basis zugeordnet sind.
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Obwohl es möglich wäre, das erfindungsgemäße Kopier- und Vergleichssystem
unmittelbar der Schrämmaschine zuzuordnen, sieht die Erfindung jedoch vor, daß das
Kopier- und Vergleichssystem Bestandteil eines ortsfest vorgesehenen Steuerstands
ist, der mit der Maschine durch Schleppkabel verbunden ist. Der elektronische Steuerstand
verbleibt folglich zweckmäßig in einer der Strecken und wird zu Beginn des Arbeitsvorgangs
über Stecker und Schleppkabel mit der Maschine verbunden. Da die erforderlichen
Sröme gering sind und die Regelungs- beziehungsweise Steuerungsvorgänge im wesentlichen
in Halbleitern ablaufen, unterliegt auch der Schlagwetterschutz der erfindungsgemäßen
Vorrichtung keinen ernsthaften Problemen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Hilfe einer Schrämmaschine
durchgeführt werden» die nur einen Schwenkarm besitzt. Selbstverständlich ist es
auch möglich, eine Schrämmaschine zu verwenden, die an jedem Ende einen Schwenkarm
besitzt.
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Ferner ist nach der Erfindung nicht ausgeschlossen, daß nicht die
im Streb für den eigentlichen Gewinnungsvorgang eingesetzte Schrämmaschine zur Herstellung
des Streckenquerschnittprofils eingesetzt wird. Vielmehr kann es entsprechend dem
erfindungsgemäßen Gedanken durchaus von Vorteil sein, daß eine Maschine zum Einsatz
gelangt, die speziell den Strebrandbedingungen angepaßt ist. Hiervon wird jedoch
der Grundgedanke der Erdindung sowohl hinsichtlich der Verfahrensmerkmale als auch
der gegenständlichen Merkmale nicht berührt.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten
Aus führungsbeispie ls näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 im vertikalen Längsichnitt den Endabschnitt eines
Schrämstrebs mit einer auf einem Streb förderer verfahrbaren Schrämmaschine in der
Ansicht und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiachsig geregelten Kopiersystems
des Maschinenvorschubs und des Schwenkverhaltens des die Schrämwalze tragenden Schwenkarms.
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Mit 1 ist in der Fig. 1 ein Gewinnungsstreb bezeichnet, dessen Abbaufront
2 mittels einer Schrämmaschine 3 hereingewonnen und durch einen entlang der Abbaufront
2 verlegten Kratzerkettenförderer 4 zur Strecke 5 hin abgefördert wird. Der Kratzerkettenförderer
4 besteht aus einzelnen Rinnenschüssen 6, die in
den Stoßbereichen
7 begrenzt horizontal- und vertikalgelenkig miteinander verbunden sind. Im Förderer
4 läuft ein nicht näher dargeste lltes Krat zerke ttenband endlos um.
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Der abbaustoßseitige Oberflansch 8 des Förderers 4 dient im Zusammenwirken
mit einer versatzseitig am Förderer 4 befestigten besonderen Führungsschiene 9 der
Zwangs führung der Walzenschrämmaschine 3. Beim Ausführungsbeispiel besitzt die
SchrDmmaschine 3 lediglich eine Schrämwalze 10, die endseitig eines über 1800 schwenkbaren
Schwenkarms 11 angeordnet ist. Mit 12 ist ein Räumschild bezeichnet, der um 3600
gegenüber der Schrämwalze 10 beweglich ist.
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Die Vorschubbewegung der Schrämmaschine 3 und die Schwenkbewegung
des Schwenkarms 11 werden durch hydrostatische Antriebe 13, 14 erzeugt, denen jeweils
ein eigener Elektro-Motor 15 beziehungsweise 16 zugeordnet ist. Die Zuführung der
Energien erfolgt Uber ein Schleppkabelsystem 17, in das auch die Steuerleitungen
zu dem in der Strecke befindlichen Steuerstand 18 eingegliedert sind. Zum Vors chub
system der Schrämmaschine 3 gehbrt ferner eine Kette 19, die entlang des Förderers
4 verspannt ist. Die näheren Einzelheiten des Vorschubsystems sind nicht eingezeichnet.
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Anhand der Darstellung der Fig. 2 wird naehstehend die Herstellung
des Querschnittprofils der Strecke 5 erläutert. Zu diesem Zweck ist in den Steuerstand
18 ein zweiachsig regelbares Kopiersystem eingegliedert, das zwei auf eine.r gemeinsamen
Welle 20 befestigte Kurvenscheiben 21 beziehungsweise 22 besitzt, die durch einen
Elektromotor 23 angetrieben werden. Die Kontur der Kurvenscheiben 21, 22 und ihre
gegenseitige Zuordnung entspricht dem gewünschten Bewegungsablauf des Maschinenvorschubs
und des Schwenkarms zwecks Erzeugung des Streckenquerschnittprofils.
Hierbei
ist jede der Bewegungen in viele kleine Teilschritte aufgegEiert, wobei zu jeder
Stellung der Maschine 3 eine bestimmte Winkelstellung des Schwenkarms 11 gehört.
Die Entfernung der Maschine 3 von einem vorbestimmten Bezugspunkt 24 aus wird durch
Mit laufen einer Meßrolle 25 auf dem Förderer 4 festgestellt.
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Die Ermittlung der Kurvenkontur erfolgt in den Abtastvorrichtungen
26 induktiv oder optisch.
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Beim Schneiden der Streckenquerschnittskontur werden die Ist-Stellungen
des Schwenkarms 11 und der Schrämmaschine 3 laufend festgestellt und in Vergleichsvorrichtungen
27, 28 mit den Stellungsvorgaben entsprechend den Kurvenscheiben 21, 22 verglichen.
Den Differenzen entsprechend erfolgt dann eine automatische Aus steuerung des Schwenkarms
11 und des Vorschubs der Maschine 3, wobei die Aussteuerung durch eine Stromregelung
der hydrostatischen Antriebe 13, 14 durchgeführt wird. Die jeweiligen Stromregler
sind mit 29 beziehungsweise 30 bezeichnet.
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Die Bewegungen der Maschine 3 und des Schwenkarms 11 sind über den
oebirgswiderstand rückgekoppelt. Da dieser sich naturgemäß ändert, besteht die Möglichkeit,
daß die eine oder die andere Bewegung nachlaufen kann. Wenn also der Nachlaufbetrag
der einen oder anderen Bewegung das maximal zulässige Maß übersteigt, so wird durch
einen Unterbrecher 31 die Beaufschlagung des Elektromotors 23 solange gestoppt,
bis der Nachlauf egalisiert ist.