-
Walzenschrämmaschine, insbesondere für den Abbau geringmächtiger Flöze
-
Die Erfindung betrifft eine Walzenschrämmaschine, insbesondere für
den Abbau geringmächtiger Flöze, die im Bereich ihrer von der Zahnstange entfernteren
Seitenwand mit einer Räderkette ausgerüstet ist, welche die an entgegensetzten Maschinenenden
befindlichen beiden Schrämwalzen mit einem gemeinsamen oder mit mehreren Antriebsmotoren
getrieblich verbindet, und die mit wenigstens einem Antriebsrad ausgestattet ist,
dessen Zähne in die Verzahnung einer sich iiber die Länge des Maschinenfahrweges
erstreckenden, auf der Abbaustoßseite eines Strebfördermittels angeordneten Zahnstange
eingreifen.
-
Durch die deutsche Offenlegungsschrift 27 54 862 ist bereits eine
Walzenschrämmaschine für den Abbau niedriger Flöze bekanntgeworden, deren neben
dem Strebfördermittel liegender Maschinenkörper mit vor Kopf angeordneten Schrämwalzen
ausgestattet ist, die sich mindestens über die Breite des Maschinenkörpers erstrecken.
Beide Schrämwalzen sind an je einem Tragarm drehbar gelagert, der zentrisch zu seiner
Schwenkachse mit einem zylindrischen Gehäuse versehen ist, das zwischen stirnseitigen
Ansätzen des Maschinenkörpers liegt und das Untersetzungsgetriebe aufnimmt. Eine
Räderkette verbindet die Untersetzungsgetriebe beider Schrämwalzen mit ihrem einzigen
Antriebsmotor, der quer zur Maschinenfahrtrichtung innerhalb des Maschinenkörpers
liegt. Diese Räderkette ist im Bereich der von der Zahnstange entfernteren Seitenwand
angeordnet und erstreckt sich über die ganze Länge des Maschinenkörpers.
-
Des weiteren gehören elektrische Kupplungen zum vorbekannten Stand
der Technik, die ein gleichstromerregtes Polrad besitzen, das innerhalb eines Gehäuses,
von einer Spule umgeben, drehbar gelagert ist. Es umschließt einen Anker, der, von
einer Welle drehbar gehalten, zentrisch innerhalb des Polrades liegt. Bei Drehzahlunterschieden
zwischen dem äußeren Polrad and dem inneren Anker, der als Kurzschlußkäfiganker
ausgebildet ist, wirkt das
konstant erregte Polrad wie das Drehfeld
eines Asynchronmotorsauf den Anker ein. Die daraufhin im Anker entstehenden Wirbelströme
erzeugen ein Antriebsmoment In dem stehenden bzw. langsamer umlaufenden Anker, das
in Abhängigkeit zur Erregung und zur Schlupfdrehzahl steht (Meyers Handbuch über
die Technik, Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1964, Seite 392).
-
Walzenschrämmaschinen, auch wenn sie für den Abbau geringmächtiger
Flöze bestimmt sind, besitzen in der Regel eine eigene Winde, die sich innerhalb
ihres Maschinenkörpers befindet. Eine solche Windenanordnung verbessert die Steuer-
und Regelbarkeit sowie die Manövrierfähigkeit einer Walzenschrämmaschine und hat
darüber hinaus den wesentlichen Vorteil, daß sich das Zugorgan einsparen läßt, welches
bei Walzenschrämmaschinen, deren Winde sich am Strebende befindet, zur Übertragung
der Windenzugkraft benötigt wird. Ein solches Zugorgan bildet eine ständige Gefahrenquelle
für die im Streb tätigen Bergleute, behindert den Zugang zum Gewinnungsfeld und
überträgt die Windenzugkraft nicht stetig und stoßfrei auf die Walzenschrämmaschine.
Eine innerhalb des Maschinenkörpers der Walzenschrämmaschine angeordnete Winde beansprucht
allerdings zusätzlichen Bauraum und vergrößert zumindest die Maschinenbaulänge.
Auch ist der Einsatz von Walzenschrämmaschinen größerer Baulänge in geringmächtigen,
wellig verlaufenden Flözen problematisch, wegen der mit zunehmender Maschinenbaulänge
schlechteren Anpassungsmöglichkeit des Maschinenkörpers an den Flözverlauf.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Walzenschrämmaschine zu
schaffen, die sich, obwohl sie mit eigener Winde ausgerüstet ist, durch eine besonders
geringe Baulänge auszeichnet und deshalb vor allem für den Abbau geringmächtiger
Flöze geeignet ist.
-
Dazu geht die Erfindung von der eingangs erläuterten Walzenschrämmaschine
aus und schlägt vor, jedes ihrer in die Zahnstange eingreifenden Antriebsräder mit
der Räderkette über zwei
schleifringlose Induktionskupplungen zu
verbinden, die einen gemeinsamen, mit dem in die Zahnstange eingreifenden Antriebsrad
über ein Untersetzungsgetriebe verbundenen Anker besitzen und je einen den Anker
umgebenden Rotor aufweisen, die beide mit je einem zweier sich gegenläufig drehender
Stirnräder der Räderkette getrieblich verbunden sind. Unter der Antriebsbewegung
des bzw.
-
der Antriebsmotoren der Walzenschrämmaschine laufen die beiden Rotoren
der Induktionskupplungen zwar mit gleicher Drehzahl, aber mit entgegengesetztem
Drehsinn um. So lange die Spulen der beiden Kupplungen nicht erregt sind, wird kein
Drehmoment auf das in die Zahnstange eingreifende Antriebsrad der Walzenschrämmaschine
übertragen. Je nach Marschrichtung der Walzenschrämmaschine läßt sich die Spule
der einen oder die Spule der anderen Induktionskupplung mit Hilfe eines Gleichstromes
niedriger Spannung erregen und auf diese Weise ein Magnetfeld erzeugen, das sich
über den zugehörigen Rotor und den gemeinsamen Anker beider Induktionskupplungen
schließt. Der vom Antriebsmotor oder aber den Antriebsmotoren der Walzenschrämmaschine
angetriebene Rotor induziert nunmehr innerhalb des Ankers durch Schneiden des Magnetfeldes
Wirbelströme, die rückwirkend ein Magnetfeld und damit ein Drehmoment innerhalb
des Ankers erzeugen. Letzteres wirkt über ein Untersetzungsgetriebe auf das Antriebsrad
der Walzenschrämmaschine ein und bewegt sie in der gewünschten Fahrtrichtung. Eine
solche Induktionskupplung erfordert naturgemäß erheblich weniger Bauraum als eine
elektrische oder hydraulische Winde. Auch ist der bauliche Aufwand für den notwendigen
Schlagwetterschutz bei solchen Kupplungen wegen der niedrigen Betriebsspannung verhältnismäßig
gering, was zur Verringerung des benötigten Bauraumes mit beiträgt. Da sich die
Schlupfdrehzahl einer derartigen Kupplung über die Erregung der Kupplungsspule beeinflußen
läßt, kann mit ihrer Hilfe die Vorschubgeschwindigkeit der Walzenschrämmaschine
auf den gewünschten Wert gebracht werden.
-
Um beim Einsatz in geneigt gelagerten Flözen eine solche Walzenschrämmaschine
zu sichern und in Stillstandszeiten oder beim
Auftreten von Maschinenstörungen
vor dem Abrutschen zu bewahren, kann zwischen den beiden Induktionskupplungen eine
magnetbetätigte, federbelastete Reibungsbremse vorgesehen sein. Sie blockiert in
Stillstandszeiten der Walzenschrämmaschine oder beim Auftreten von Maschinen störungen
das in die Zahnstange eingreifende Antriebsrad und unterbindet jede durch auftretende
Hangabtriebskräfte verursachte Vorschubbewegung.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die Spulen der beiden Induktionskupplungen
nur wechselweise, jedoch zusammen mit der Spule der magnetbetätigten Reibungsbremse
mit dem elektrischen Netz verbindbar sind und wenn deren Erregung stufenlos steuerbar
ist. Auf diese Weise kann stets nur eine der beiden Magnetkupplungen für die eine
oder andere Vorschubrichtung der Walzenschrämmaschine an Spannung gelegt und gleichzeitig
auch die Reibungsbremse gelüftet werden.
-
Um die Vorschubgeschwindigkeit der Walzenschrämmaschine mit der jeweiligen
Schrämwalzenbelastung in Übereinstimmung zu bringen, kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal
der Belastungsstrom der Spulen beider Induktionskupplungen in Abhängigkeit von der
Stromaufnahme des bzw. der Antriebsmotoren im Sinne einer konstanten Motorleistung
regelbar sein.
-
Weiterhin ist es möglich, einen mit dem Anker der Induktionskupplungen
getrieblich verbundenen Tachogenerator vorzusehen, der ein zur Regelung des Gleichstromes
der Induktionskupplungen dienendes Signal liefert. Dieses Istwertsignal wird in
Verbindung mit einem vom Bedienungsmann der Gewinnungsmaschine vorgegebenen Sollwertsignal
zur Regelung des Gleichstromes der jeweils tätigen Induktionskupplung genutzt und
auf diese Weise eine konstante, dem vorgegebenen Sollwertsignal proportionale Vorschubgeschwindigkeit
der Gewinnungsmaschine erzielt, wie sie für gewisse Betriebszustände unter Tage
erforderlich ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen
dargestellt
und im folgenden Beschreibungsteil anhand dieser Abbildungen näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäße Walzenschrämmaschine in einem
Grundriß; Fig. 2 den Getriebeaufbau der Walzenschrämmaschine als Einzelheit.
-
Das Strebfördermittel ist mit 1 bezeichnet. Es ist versatzseitig mit
einer rohrförmigen Führungsschiene 2 ausgestattet und trägt auf seiner Abbaustoßseite
eine mit einer Zahnstange 3 versehene Maschinenfahrbahn 4. Auf dieser Maschinenfahrbahn
4 stützt sich die Walzenschrämmaschine 5 mittels nicht dargestellter Roll- oder
Gleitkufen ab und greift mittels zweier Führungskufen 6 ihres das Strebfördermittel
1 übergreifenden Portals 7 an der auf der Versatzseite des Strebfördermittels 1
gelegenen rohrförmigen Führungsschiene 2 an. Weiterhin sind im Schramtiefsten sich
auf dem Liegenden abstützende Gleitkufen 8 vorgesehen, die zur Abstützung der Walzenschrämmaschine
5 mit beitragen. Der innerhalb des Gewinnungsfeldes befindliche Maschinenkörper
wird in beiden Maschinenfahrtrichtungen durch je eine vor seinen Stirnseiten angeordnete
und ihn vollständig abdeckende Schrämwalze 9 freigeschnitten. Tragarme 10, die oberhalb
der Maschinenfahrbahn 4 liegen, halten die Schrämwalzen 9.
-
Beide mit 10 bezeichneten Tragarme der Schrämwalzen werden, wie man
der Figur 2 entnimmt, von je einer im Maschinenkörper der Walzenschrämmaschine 5
gelagerten und hier quer zur Maschinenfahrtrichtung angeordneten Schwenkwelle 11
getragen.
-
Diese Schwenkwelle 11 läßt sich mit Hilfe zweier Hydraulikzylinder
12 betätigen, d. h. um ihre Längsachse verdrehen, und so durch den Tragarm 10 die
Schrämwalze 9 in die gewünschte Arbeitsposition bringen. Zwei quer zur Maschinenfahrtrichtung
angeordnete Antriebsmotoren 13, die über eine Stirnräderkette 14 starr miteinander
gekuppelt sind, übertragen ihre Drehbewegung mittels dieser Räderkette 14 auf eine
innerhalb der zentralen
Schwenkwellenbohrung 15 gelagerte Welle
16 und damit weiter an die Räderketten 17 der beiden Tragarme 10. Über die Räderkette
17 gelangt die Drehbewegung in das Innere des Schrämwalzenkörpers und teilt sich
über ein hier angeordnetes, nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe den beiden
Schrämwalzen 9 mit.
-
Beim Einsatz in einem geringmächtigen Flöz fließt die Leistung der
beiden durch die Räderkette 14 starr miteinander gekuppelten Antriebsmotoren 13
im wesentlichen der in Maschinenfahrtrichtung vorlaufenden Schrämwalze 9 zu, weil
diese praktisch das Flöz auf seiner ganzen Höhe löst, während die nachlaufende Schrämwalze
9 entweder leer umläuft bzw. gar abgekuppelt ist oder aber nur den Flözrest zu lösen
hat. Mit der bzw. den Schrämwalzen 9 treiben diese beiden Motoren 13 über das Stirnrad
18 der Räderkette 14 und den Ring 19 auch den Rotor 20 der Induktionskupplung 21
an. Weiterhin gelangt die Drehbewegung über das mit dem Stirnrad 18 kämmende Stirnrad
22, die Welle 23 und die Stirnräder 24 und 25 in die mit einer Außenverzahnung versehene
Büchse 26 und über den Ring 27 in den Rotor 28 einer zweiten Induktionskupplung
29, den sie mit der Drehzahl des Rotors 20, aber entgegengesetztem Drehsinn, antreibt.
Beide Induktionskupplungen 21,29 befinden sich, gleichachsig zueinander liegend,
in einer Büchse 30, unmittelbar neben den beiden Antriebsmotoren 13, zu ihnen parallel
liegend. Zwischen ihnen ist eine magnetbetätigte, federbelastete Reibungsbremse
31 in der Büchse 30 zentriert. Sie liegt zwischen den die Spulen 32,33 der Induktionskupplungen
21,29 umschließenden Gehäusen 34,35, die in die Büchsenbohrung 36 eingeschoben und
hier axial gesichert sind.
-
Eine Spule 37 und mehrere über den Umfang der Reibungsbremse 31 verteilte
Federn 38 befinden sich in Ausnehmungen des Bremsengehäuses, das, wie die Gehäuse
34,35 der Induktionskupplungen 21,29, unverdrehbar in der Büchsenbohrung 36 liegt.
Ebenso ist der axial verschiebbare Bremsring 39 unverdrehbar innerhalb der Reibungsbremse
31 angeordnet, während der beidseitig mit einem Reibbelag versehene Bremsring 40
drehfest mit dem gemein-
samen Anker 41 der beiden Induktionskupplungen
21,29 verbunden ist. Dieser Anker 41 liegt, wie die beiden Rotoren 20,28 zentrisch
innerhalb der beiden Kupplungsgehäuse 34,35 und der sie umschließenden Büchse 30.
Er ist von den beiden Rotoren 20,28, wie diese von den sie umschließenden Gehäusen
34,35 und deren Spulen 32,33 durch einen Luftspalt getrennt. Der Anker 41 bildet
ein für beide Induktionskupplungen 21,29 gemeinsames Bauteil, das mittels Zapfen
41a,41b einerseits in einer Zentralbohrung des Stirnrades 18 der Räderkette 14 und
andererseits in der Zentralbohrung der außenverzahnten Büchse 26 drehbar gelagert
ist.
-
Getrieblich ist der Anker 41 über die Stirnräder 42,43,44 mit dem
Sonnenrad 45 des Planetengetriebes 46 verbunden. Dessen Planetenräder 47 wälzen
sich an der Innenverzahnung 48 des feststehenden Planetengehäuses 49 ab und übertragen
die Drehbewegung auf den Planetenradträger 50, der mit dem Sonnenrad 51 eines nachgeschalteten
Planetengetriebes 52 gekuppelt ist. Das Sonnenrad 51 kämmt mit den Planetenrädern
53 des Planetengetriebes 52 und versetzt mit Hilfe der Innenverzahnung 54 des Planetengehäuses
55 den Planetenradträger 56 in Drehung. Diese Drehbewegung wird über den Zapfen
57 des Planetenradträgers 56 an das Zahnrad 58 weitergegeben. In dessen Zahntaschen
59 greift das Antriebsrad 60 der Walzenschrämmaschine 5 mit seinen Zähnen ein und
übernimmt die Drehbewegung, die es mit Hilfe der unter ihm befindlichen Zahnstange
3 in eine gradlinige Bewegung der Walzenschrämmaschine 5 umsetzt.
-
Ein mit dem Stirnrad 42 kämmendes Stirnrad 61 treibt einen Tachogenerator
62 an, der fortlaufend ein der Drehzahl des Ankers 41 und damit des Antriebsrades
60 proportionales elektrisches Signal erzeugt. Mit Hilfe dieses Istwertsignals und
eines vom Bedienungsmann der Walzenschrämmaschine 5 vorgegebenen Sollwertsignals,
das als Führungsgröße dient, läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit der Walzenschrämmaschine
5 auf einen gewünschten Wert einstellen und durch Regelung des die antreibende Induktionskupplung
erregenden Gleichstromes konstant halten.
-
Diese Möglichkeit, eine Walzenschrämmaschine mit konstanter Vor-
schubgeschwindigkeit
zu betreiben, kann vor allem bei der Räumfahrt genutzt werden oder aber an den Strebenden,
beim Einfahren der Schrämwalze 9 in den neuen Abbaustoß, wo eine Walzenschrämmaschine
nur mit reduzierter Vorschubgeschwindigkeit arbeitet, um Blockierungen ihrer Schrämwalzen
9 zu vermeiden.
-
Selbstverständlich ist es auch möglich, die beschriebene Walzenschrämmaschine
5 mit nur einem einzigen Antriebsmotor 13 auszurüsten, der sowohl die beiden Schrämwalzen
9 als auch das Antriebsrad 60 antreibt. Ebenso wäre ein Betrieb der Walzenschrämmaschine
mit zwei getrieblich nicht miteinander gekuppelten Antriebsmotoren 13 denkbar, wobei
nur einer der beiden Antriebsmotoren 13 das in die Zahnstange 3 eingreifende einzige
Antriebsrad 60 antreibt. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäße Walzenschrämmaschine
5 mit zwei Antriebsrädern 60 auszustatten, wie das in der Figur 1 des Ausführungsbeispiels
dargestellt ist. In diesem Fall werden beide Antriebsräder 60 über je zwei Induktionskupplungen
21,29 in der vorbeschriebenen Weise angetrieben, wobei beide Antriebsmotoren 13
über die Induktionskupplungen 21,29 entweder gemeinsam mit beiden oder aber getrennt
mit je einem der beiden Antriebsräder 60 verbunden sein können.
-
Die beim Betrieb der Walzenschrämmaschine 1 in den Induktionskupplungen
21,29 erzeugte Verlustwärme wird durch ein Kühlmittel abgeführt. Als Kühlmittel
dient entweder Luft oder aber das zur Motorkühlung bzw. das zur Staubbekämpfung
dienende Wasser. Es wird in einer geeigneten Form den zu kühlenden Teilen der Induktionskupplungen
21,29 zugeführt und danach zum Abbaustoß hin abgesprüht.
-
Leerseite