DE3202869C2 - Walzenschrämmaschine, insbesondere für den Abbau geringmächtiger Flöze - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Walzenschrämmaschine (5), insbesondere für den Abbau geringmächtiger Flöze. Diese Walzenschrämmaschine (5) ist im Bereich ihrer von der Zahnstange (3) entfernten Seitenwand mit einer Räderkette (14) ausgerüstet, die die an entgegengesetzten Maschinenenden befindlichen beiden Schrämwalzen (9) mit einem gemeinsamen oder mit mehreren Antriebsmotoren (13) getrieblich verbindet. Sie besitzt wenigstens ein Antriebsrad (60), dessen Zähne in die Verzahnung eine sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckenden, auf der Abbaustoßseite eines Strebfördermittels (1) angeordneten Zahnstange (3) eingreifen. Jedes dieser Antriebsräder (60) ist mit der Räderkette (14) über zwei schleifringlose Induktionskupplungen (21, 29) verbunden. Letztere haben einen gemeinsamen Anker (41), der über ein Untersetzungsgetriebe (46, 52) mit dem in die Zahnstange (3) eingreifenden Antriebsrad (60) gekuppelt ist. Weiterhin besitzt jede der beiden Induktionskupplungen (21, 29) einen den gemeinsamen Anker (41) umgebenden eigenen Rotor (28, 20), die beide mit je einem der Stirnräder (18, 22) der Räderkette (14) getrieblich verbunden sind. Beide Rotoren (20, 28) laufen unter der Antriebsbewegung der mit der Räderkette (14) getrieblich verbundenen Antriebsmotoren (13) mit gleicher Drehzahl, aber mit umgekehrtem Drehsinn um.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenschrämmaschine, insbesondere für den Abbau geringmächtiger Flöze, die im Bereich ihrer der Zahnstange abgewandten Seitenwand mit einer Räderkette ausgerüstet ist, welche die an entgegengesetzten Maschinenenden befindlichen beiden Schrämwalzen mit einem gemeinsamen oder rnii mehreren Antriebsmotoren getrieblich verbindet, und die mit wenigstens einem Antriebsrad ausgestattet ist, dessen Zähne in die Verzahnung einer sich über 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 geringmächtiger 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 Unterseti jngsgetriebe 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 V-änge des Maschinenkörpers.

Des weiteren gehören elektrische Kupplungen zum vorbekannten Stand der Technik, die ein gleichstromerregtes Poirad 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 Poirad und dem inneren Anker, der als Kurzschlußkäfiganker ausgebildet ist, wirkt das konstant erregte Poirad wie das Drehfeld eines Asynchronmotors auf den Anker ein. Die daraufhin im Anker entstehenden Wirbelströme erzeugen ein Antriebsmotnent 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 392J.

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, welche 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 vergrößen zumindest d'.-e 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

t>o den Abbau geringmächtiger Flöze geeignet ist.

Dazu geht die Erfindung von der eingangs erläuterten Walzenschrämmaschine aus und sehlägt 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 Baurauines 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 gewünsuhieri 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, fetierbelastete Reibungsbremse vorgesehen sein. Sie blockiert in Stillstandszeiten der Walzenschrämmaschine oder beim Auftreten von Iviaschinenstörungcn das in die Zahnstange eingreifende Antriebsrad und unterbindet jede durch auftretende Hangabtriebskräfte verursachte Vorschubbewegung.

Vorteilhatt ist es, wenn die Spulen der beiden Induktionskupplungen nur wechselweise, jedoch zusammen mit der Spule der magr:stbetätiglen 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 Belästungsstrom 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 deich- 6ϊ stromes der Induktionskupplungen dienendes Signa! liefert. Dieses Istwertsignal wird in Verbindung mit einem vom Bcdienungsmnnn dci Gewinnungsmaschine vorgegebenen Sollwertsigna! zur Regelung des Gleichstromes der jeweils tätigen Induktionskupplung genutzt und auf diese Weise eine konstante, dem vorgegebenen Soll wertsignal 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 zeigt

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 statzt sich die Walzenschrämmaschine 5 mittels nicht dargestellter Rolloder Gleitkufen ab und greift mittels zweier Führungskufen 6 ihres das Strebfördermittel ; übergreifenden Portals 7 an der auf der Versatzseite ae^r- 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 Schrägwalze 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 F i g. 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. u:id so durch den Tragarm 10 die Schrämwalze 9 in die gewünschte Arbeitsposition bringen. Zwei quer zur Maschii.enfahrtrichtung 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, v/eil 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 Schräinwalzen 9 treiben diese beiden Motoren 13 über das Stirnrad 18 der Räderkette 14 und den Ring 19 auch den Rotor 20 der Induktionskuppking 21 an. Weiterhin gelangt die Drehbewegung über das mit dem Stirnrad 18 kämmende Stirnrad 22. die Welle 23 und die Stirnrader 24 und 25 in die mit einer Außenverznhnung versehene Büchse 26 und über den Ring 27 in den Rotor 28 einer zweiten Induktionskupplung 29. ilen sie mit der Drehzahl des Rotors 20. aber entgcgenge-

setztem Drehsinn, antreibt. Beide Induktionskuppiungen 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 Induktionskuppiungen 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 Induktionskuppiungen 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 gemeinsamen Anker 41 der beiden Induktionskuppiungen 2i, 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 Induktionskuppiungen 21, 29 gemeinsames Bauteil, das mittels Zapfen 41a, 41i> einerseits in einer Zentralbohrung des Stirnrades 18 der Räderkette 14 und andererseits in der Zentralbohrung der außenverzahnten Buchse 26 drehbar geL.-ert 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 Planetenge-Antriebsmotor 13 auszurüsten, der sowohl die beiden Schrämwalzcn 9 als auch das Antriebsrad 60 antreibt. Ebenso wäre ein Betrieb der Walzenschrämmaschine mit zwei getrieblich nicht miteinander gekuppelten Antriebsmotoren 13 denkbiir, 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 Fig. I 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 einen, der beiden Antriebräder 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 /ur Motorkühlung bzw. das zur Staubbekämpfung dienende Wasser. Es wird in einer geeigneten Form den zu kühlenden Teilen der Induktionskuppiungen 21, 29 zugeführt und danach zum Abbaustoß hin abgesprüht.

-~bcs 52 gekuppe!'

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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 PIanettnradträgers 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 einsteilen und durch Regelung des die antreibende Induktionskupplung erregenden Gleichstromes konstant halten. Diese Möglichkeit, eine Walzenschrämmaschine mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit zu betreiben, kann vor allem bei der Raumfahrt genutzt oder aber an den Strebenden, beim Einfahren der Schrämwalze 9 in den neuen Abbaustoß, wo eine Walzenschrämmaschine nur mit reduzierter Vorschubgeschwindigkeit arbeitet, um Blockierungen

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Selbstverständlich ist es auch möglich, die beschriebene Walzenschrämmaschine 5 mit nur einem einzigen Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Walzenschrämmaschine, insbesondere für den Abbau geringmächtiger Flöze, die im Bereich ihrer der Zahnstange abgewandten Seilenwand mit einer Räderkette ausgerüstet ist, welche die an entgegengesetzten 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 über die Länge des Maschinenfahrweges erstrekkenden, auf der Abbaustoßseite eines Strebfördermittels angeordneten Zahnstange eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ihrer in die Zahnstange (3) eingreifenden Antriebsräder (60) mit der Räderkette (14) über zwei schleifringlose Induktionskupplungen (21,29) verbunden ist, die einen gemeinsamen, mit dem in die Zahnstange (3) eingreifenden Antriebsrad (60) über ein Untersetzungsgetriebe (46,52) verbundenen Anker (4) besitzen und je einen den Anker (41) umgebenden Rotor (20,28) aufweisen, die beide mit je einem zweier sich gegenläufig drehender Stirnräder (18,22) der Räderkette (14) getrieblich verbunden sind.

2. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Induktionskupplungen (21, 19) angeordnete magnetbetätigte, federbelastete Reibungsbremse (31).

3. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuien (32, 33) der beiden Induktionskupplungen (21,29) nur wechselweise, jedoch zusammen c.'.t der Spule (37) der magnetbetätigten Reibungsbremse (31) mit dem elektrischen Netz verbindbar sir j und daß ihre Erregung stufenlos steuerbar ist.

4. Walzenschrämmaschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsstrom der Spulen (32, 33) der beiden Induktionskupplungen (21, 29) in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des bzw. der Antriebsmotoren (13) im Sinne einer konstanten Motorleistung regelbar ist.

5. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Anker (41) der Induktionskupplungen (21, 29) getrieblich verbundener Tachogenerator (62) vorgesehen ist, der ein zur Regelung des Gleichstromes der induktionskupplungen (21,29) dienendes Signal liefert.