DE3923379A1 - Walzenschraemmaschine - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Walzenschrämmaschine, deren Schrämwalzen auf schwenkbaren, an den Enden der Schrämmaschine gelegenen Schwenkarmen angeordnet sind, wobei diese Schwenkarme in Schwingrahmen pendelnd gelagert sind.

Die Schwingrahmen sind auch pendelnd in Bezug auf die Schrämmaschine gelagert, wobei die Schwenkarme und die Schwingrahmen mit hydraulischen Servomotoren versehen sind, die zu deren Verschwenken in der zur Sohle des Abbauraumes senkrechten Ebene dienen.

In der aus der PL-PS 2 23 407 bekannten Schrämmaschine ist die Schrämwalze als Gewinnungsorgan am Ende des Schwenkarmes angeordnet, der in der zur Sohle des Abbauraumes senkrechten Ebene ausschwenkbar ist. Das zweite Ende des Schwenkarmes ist drehbar in einem die Form eines drehbar im Maschinengehäuse angeordneten Balkens aufweisenden Schwingrahmen befestigt. Der Schwingrahmen schwenkt in Bezug auf das Maschinengehäuse in der zur Sohle des Abbauraumes senkrechten Ebene aus, d.h. ebenso wie der Schwenkarm. Die drehbare Verbindung des Schwenkarmes mit dem Schwingrahmen ist in Form einer Zahnübersetzung verwirklicht, was eine Drehung des Schwenkarmes mit dem Gewinnungsorgan zusammen um einen großen Winkel ermöglicht. Mit Rücksicht auf die Sohle, auf der die Schrämmaschine ruht, führt der Schwenkarm eine Drehung um einen etwas größeren Winkel als 180° aus. Der Schwingrahmen mit dem Schwenkarm ist im mittleren Teil des Maschinengehäuses angelenkt. Dank dieser Position kann das Gewinnungsorgan Lagen auf beiden Seiten außerhalb des Maschinengehäuses einnehmen, wobei sein Umfang bis zur Sohle reichen kann. Das Gewinnungsorgan kann auch eine mittlere Lage oberhalb der Schrämmaschine einnehmen.

Dem Schwingrahmen ist ein hydraulischer Servomotor zugeordnet, der unterhalb des Schwingrahmens angeordnet ist und zum Verschwenken des Schwingrahmens nach oben dient. Dadurch kann der Schwenkarm nach oben gehoben werden und das ermöglicht, daß das Gewinnungsorgan imstande ist, eine Oberfläche mit einem Bogenquerschnitt abzubauen, dessen mittlerer Teil nach oben verlängert ist. Dies ermöglicht die Kohlegewinnung in Abbauräumen, in denen der First parallel zur Sohle ist, aber auch die Ausführung von Strecken mit bogenförmigem Profil. Darüber hinaus kann man mit Hilfe dieser Schrämmaschine auch die Sohle unterhalb des Niveaus, auf dem die Schrämmaschine aufgestellt ist, bearbeiten.

Die aus der DE-PS 27 31 586 bekannte Walzenschrämmaschine weist Schrämwalzen auf, die auf Schwenkarmen angordnet sind, wobei diese Schwenkarme drehbar in auch drehbar in Bezug auf das Maschinengehäuse angelenkten Schwingrahmen angeordnet sind. Die Schwenkarme sind durch hydraulische, unter dem Schwenkarm angeordnete Servomotoren abgestützt, deren andere Enden am Maschinengehäuse gelenkig befestigt sind. Die Bewegungen der Kolbenstangen der hydraulischen Servomototen bewirken ein Heben und Senken des Schwenkarmes und des Schwingrahmens, was eine Änderung der Lage des Gewinnungsorgans in Bezug auf die Sohle bewirkt, wobei es auf eine große Höhe gehoben werden kann. Derselbe Effekt könnte erreicht werden, wenn man einen einzelnen Schwenkarm, jedoch mit einer entsprechend großen Länge angewandt hätte, wie er z.B. aus der DE-PS 23 47 862 bekannt ist. Die auf das Gewinnungsorgan einwirkenden großen Kräfte erfordern bei Ausführung eines langen Schwenkarmes eine besonders massive Konstruktion und der zu seinem Verschwenken dienende Servomotor hätte derart große Ausmaße haben müssen, daß die Verwirklichung einer entsprechenden Vorrichtung vom konstruktiven Gesichtspunkt her nicht sinnvoll wäre.

Der Nachteil der aus der PL-PS 2 33 407 bekannten Schrämmaschine beruht auf deren beschränkter Anwendung bei kurzen Abbauräumen infolge deren verhältnismäßig geringer Ausbeute pro Zeiteinheit. Der Nachteil der aus der DE-PS 27 31 586 bekannten Schrämmaschine liegt darin, daß die zum Halten und Verschwenken des Schwenkarmes und des Schwingrahmens benötigten großen Kräfte mit Hilfe von hydraulischen Zylindern auf das Maschinengehäuse übertragen werden. Dies wirkt sich ungünstig auf die Arbeit der im Gehäuse befindlichen Mechanismen aus, für die durch die Kräfte des Schwenkarmes und die des Schwingrahmens hervorgerufenen Gehäusedeformationen ungünstige Betriebsbedingungen bilden. Darüber hinaus bleibt für die den Schwenkarm und den Schwingrahmen haltenden und unterhalb von ihnen angeordneten Servomotoren nur ein beschränkter Platz für deren notwendiges Ausschwenken. Dies beschränkt die Bewegungen des Schwenkarmes und des Schwingrahmens sowie gefährdet die Servomotoren durch beträchtliche auf sie einwirkende Biegekräfte. Dies bewirkt, daß dieses System eine geringe Beständigkeit aufweist, insbesondere auch dadurch, daß die Servomotoren eine verhältnismäßig große Länge aufweisen müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Walzenschrämlader der bekannten Art dahingehend zu verbessern, daß auch bei langen Schwenkarmen die auftretenden Kräfte nicht auf das Maschinengehäuse übertragen werden und daß die Servomotoren für Schwenkarme und Schwingrahmen ausreichend Platz zu ihrer Bewegung haben und leichter zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Walzenschrämmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen wiedergeben.

Das Wesen der Schrämmaschine gemäß der Erfindung besteht in der Ausrüstung des Schlittens mit an beiden Schlittenenden angebrachten Konsolen. Die Konsolen ragen über die Schlittenoberfläche heraus und sind mit dem Schlitten steif verbunden. In die Konsolen sind auf Zapfen drehbar die Schwingrahmen eingesetzt, wobei die Zapfen zur Sohle parallel und zur Vorschubrichtung der Schrämmaschine senkrecht liegen.

Die hydraulischen Servomotoren, die die Schwingrahmen unterstützen, sind mit einem Ende an dem Schwingrahmen und mit dem anderen an der Konsole angelenkt und unterhalb des Schwingrahmens angeordnet.

Die die Schwenkarme unterstützenden Servomotoren sind mit einem Ende am Schwenkarm und mit dem anderen am Schwingrahmen angelenkt und oberhalb des Schwenkarms und des Schwingrahmens angeordnet. Darüber hinaus weist die Schrämmaschine mindestens einen die an den Schlittenenden angeordneten Konsolen verbindenden Anker auf. Die Anker haben eine regulierbare Länge. Die Konsolen sind mindestens mit je einem Ausleger versehen, der senkrecht zur Konsole angeordnet ist und jeweils oberhalb der Schrämmaschinen gegen deren Mitte vorragt. Der Ausleger dient zur Befestigung des den Schwingrahmen unterstützenden Servomotors. Auch der Schwingrahmen hat einen Ausleger, der senkrecht zum Schwingrahmen angeordnet und mit ihm steif verbunden ist. Dieser Ausleger ist zur Schrämmaschinenmitte gerichtet und dient zur Befestigung an seinem freien Ende des einen Endes des den Schwenkarm mit dem Gewinnungsorgan unterstützenden hydraulischen Servomotors. Die an den Schlittenenden angeordneten Konsolen weisen je zwei parallele Rippen mit koaxialen, zur Befestigung des Schwingarmes dienenden Queröffnungen auf. Der Schwingrahmen weist ein Gabelende mit zwei koaxialen Sätteln auf, die von außen die Rippen der Konsole umfassen. In den Öffnungen der Rippen und den Sätteln des Schwingrahmens steckt ein Zapfen, der den Schwingrahmen mit der Konsole verbindet. Die die Konsolen verbindenden Anker sind mit den Konsolen gelenkig verbunden und aus zwei miteinander mittels einer römischen Schraube verbundenen Zugstangen angefertigt.

In der Schrämmaschine gemäß der Erfindung können lange Schwingrahmen und/oder Schwenkarme angewandt werden, was zur Folge hat, daß die Gewinnungsorgane auf eine beträchtliche Höhe angehoben werden können. Die entstehenden großen Biegekräfte werden jedoch nicht auf das Maschinengehäuse übertragen, da sie über die massiven bzw. steifen Konsolen direkt auf den Schlitten übertragen werden. Das aus mehreren Segmenten zusammengesetzte Maschinengehäuse ruht auf dem Schlitten und ist durch die in den hoch über die Schrämmaschine anhebbaren Gewinnungsorganen entstehenden Kräfte nicht gefährdet.

Die Anordnung der hydraulischen Servomotoren oberhalb der Schwenkarme bzw. der Schwingrahmen hat zur Folge, daß diese Servomotoren über viel freien Platz verfügen und von kurzer Bauart sein können, d.h. widerstandsfähiger gegen Biegekräfte sind. Auch der Zugang zu den Servomotoren ist erleichtert, was auch deren Beobachtung und Auswechslung bei Beschädigungen erleichtert. Die Anordnung der Servomotoren oberhalb des Schwenkarmes und des Schwingrahmens läßt zugleich viel Platz für die den Schwingrahmen mit der Konsole und den Schwenkarm mit dem Schwingrahmen verbindenden Gelenke. Dies ermöglicht die Anfertigung dieser Gelenke mit solchen Abmessungen, daß sie imstande sind, große Belastungen ohne Gefahr ihrer Beschädigung bzw. schneller Abnutzung zu übertragen.

Die Schrämmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schrämmaschine,

Fig. 2 den Grundriß des Schlittens der Schrämmaschine,

Fig. 3 die Ansicht des Schlittens von vorne,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Schwingrahmens,

Fig. 5 eine Ansicht des Schwingrahmens von vorne mit Teilquerschnitt der Sättel und der zur Befestigung der Servomotoren dienenden Ösen,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Walzenschrämmaschine mit einem unter dem Schwenkram angeordneten Servomotor,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Schwingrahmens mit Ausleger in Verlängerung des Schwingrahmens.

Die Walzenschrämmaschine (Fig. 1 u. 2) weist einen Schlitten auf, der unten an den Enden der einen Seite mit Rollkufen 19 und an der anderen Seite mit Gleitkufen 20 versehen ist. Die Rollkufen 19 und Gleitkufen 20 stellen Stützen für den Schlitten 1 dar, auf denen der Schlitten 1 auf dem Strebförderer 24 (Fig. 3) ruht und entlang des anstehenden Flözes verschiebbar ist. Die obere Oberfläche 28 des Schlittens 1 ist flach und weist an beiden Enden befestigt Konsolen 2 auf. Auf der Oberfläche 28 ruht das Maschinengehäuse 27, das die Antriebsmechanismen sowie die zum Antrieb von Servomotoren 6 und 7 dienenden hydrauliische Pumpe 8 enthält.

Das Maschinengehäuse 27 besteht aus mehreren Segmenten, die zwischen den Konsolen 2 gespreizt sind. Zum Spreizen dient eine Einlage 10, die zwischen dem Maschinengehäuse und einer der Konsolen 2 angeordnet ist. Die Einlage 10 wird zuletzt bei der Montage des Maschinengehäuses 27 auf dem Schlitten 1 eingelegt, bzw. als erste bei der Demontage herausgenommen. Die Konsolen 2 ragen über die obere Oberfläche 28 der Schlitten 1 hinaus und enthalten zwei parallele Rippen 14, in deren oberem Teil sich koaxiale Öffnungen 15 befinden. Jede Konsole 2 weist mindestens einen zur Innenseite der Walzenschrämmaschine gerichteten Ausleger 11 auf. Am Ende des Auslegers 11 befindet sich eine Öse 23, die zur Befestigung des hydraulischen Servomotors 6 sowie eines Gelenks 16 zur Befestigung eines Ankers 9 dient. Jeder Anker 9 besteht aus mindestens zwei Zugstangen 17, die miteinander mittels einer römischen Schraube 18 verbunden sind.

In Öffnungen 15 ist jeweils ein Schwingrahmen 4 befestigt. Der Schwingrahmen 4 stellt einen Balken dar, der an einem Ende mit zwei gegenseitig koaxialen Sätteln 25 versehen ist. Die Sättel 25 sind in solchen Abständen voneinander angeordnet, daß sie von außen die Öffnungen 15 in den Rippen 14 der Konsolen 2 umfassen. In den Öffnungen 15 und in den Sätteln 25 ist ein Zapfen 3 eingesetzt, wodurch ein Gelenk entsteht, um das der Schwingrahmen 4 gegenüber der Konsole 2 schwenkbar ist. Die Achsen der Öffnungen 15 und der Sättel 25 sind parallel zur Sohle und senkrecht zur Vorschubrichtung der Walzenschrämmaschine entlang des Strebförderers 24 angeordnet. An seinem oberen Teil weist der Schwingrahmen 4 einen Ausleger 12 auf, der in Richtung zur Schrämmaschinenmitte hervorragt. Am Ende des Auslegers 12 befindet sich eine Öffnung 22, die zur Befestigung des hydraulischen Servomotors 7 dient. Unterhalb des Auslegers 12 weist der Schwingrahmen 4 eine Öse 29 auf, die zur Befestigung des einen Endes des hydraulischen Servomotors 6 dient, der mit seinem zweiten Ende an der Öse 23 im Ausleger 11 der Konsole 2 befestigt ist. In seinem oberen Teil enthält der Schwingrahmen 4 ein Gelenk 21, das zur Befestigung eines Schwenkarmes 5 mit einer daran angeordneten Schrämwalze 13 dient. Im Schwenkarm 5 befindet sich der zum Antrieb der Schrämwalze 13 dienende Motor. Die Achse des Gelenks 21 ist zur Sohle parallel und zum Schrämmaschinenvorschub senkrecht angeordnet. Ähnlich ist die Drehachse der Schrämwalze 13 angeordnet. Die Schrämmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel weist je einen mit dem Schwenkarm 5 verbundenen Servomotor 7 und je zwei zum Schwenken der Schwingrahmen 4 dienende Servomotoren 6 auf.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel (Fig. 6, 7) weist der Schwingrahmen 4 eine Verlängerung des zur Befestigung des Schwingrahmens 4 mit der Konsole 2 dienenden Sattels 25 in Form eines am Ende mit einer Öse 31 versehenen Auslegers 30 auf. Zwischen der Öse 31 und dem Schwenkarm 5 ist unterhalb des Schwenkarmes 5 der hydraulische Servomotor 7 angelenkt. Außerdem weist der Schwingrahmen 4 Vorsprünge mit Öffnungen 32 zur Befestigung des Auslegers 12 auf. Gemäß dieser Lösung ist der Ausleger 12 abnehmbar vom Schwingrahmen 4 angeordnet, was sowohl bei einem Schwingrahmen 4 mit oder ohne Ausleger 30 möglich ist.

Der Betrieb der Schrämmaschine beruht auf deren Verschiebung auf dem Strebförderer 24 entlang des Flözes im Abbauraum in einer und dann in anderer Richtung. Die Gewinnungsorgane, die Schrämwalzen 13 rotieren um die eigenen Achsen und dringen in das Anstehende ein. Je nach Bedarf werden die Schrämwalzen 13 höher bzw. niedriger über der Sohle eingestellt, was mit Hilfe der zum Schwenken der Schwingrahmen 4 und Schwenkarme 5 dienenden Servomotoren 6 und 7 durchgeführt wird. Die Schrämmaschine ist zur Gewinnung von Kohle aus Flözen mit einer Mächtigkeit bis 4,5 Meter bestimmt. Die Durchmesser der Schrämwalzen 13 sind jedoch von einer Größe, deren Summe kleiner ist als die Mächtigkeit des Flözes, was eine besondere Gewinnungsart erfordert.

Der Gewinnungszyklus ist wie folgt. Im ersten Durchgang der Schrämmaschine entlang des Abbauraumes ist die sich in Vorschubrichtung vorne befindende Schrämwalze 13 so hoch angehoben, daß sie die Kohleschicht am First gewinnt, wohingegen die hintere Schrämwalze 13 etwa in halber Höhe eingestellt ist und demzufolge die mittlere Schicht des Flözes hereingewinnt. Beim Rücklauf der Schrämmaschine entlang des Abbauraumes sind beide Schrämwalzen 13 bis zur Sohle abgesenkt. Dann gewinnt die sich in Bewegungsrichtung vorn befindliche Schrämwalze 13 die Flözschicht an der Sohle, und die hintere Schrämwalze 13 lädt in dieser Zeit die die auf der Sohle liegengebliebene hereingewonnene Kohle auf den Strebförderer 24.

Die Schrämwalzen 13 sind in relativ großem Abstand von den Schlitten 1 angeordnet, und in Anbetracht dessen bewirken die Schneidkräfte an den Schrämwalzen 13 ein großes Biegemoment, das sich auf die Konsolen 2 überträgt. Dies trifft insbesondere bei in den dem First naheliegenden Raum gehobenen Schrämwalzen 13 zu. Diese Momente werden jedoch auf den Schlitten 1 und nicht auf das Maschinengehäuse 27 übertragen. Die die beiden endseitigen Konsolen 2 verbindenden Anker 9 gewährleisten eine ausreichende Steifigkeit des Schlittens 1, insbesondere auch dann, wenn die einzelnene Schrämwalzen 13 auf verschiedene Höhen angehoben sind.

Claims (7)

1. Walzenschrämmaschine, deren Schrämwalzen auf schwenkbaren, an den Enden der Maschine gelegenen Schwenkarmen (5) angeordnet sind, die an Schwingrahmen (4) pendelnd angelenkt sind, wobei die Schwingrahmen (4) auch pendelnd in Bezug auf die Schrämmaschine befestigt sind und die Schwenkarme (5) und Schwingrahmen (4) mit zu deren Verschwenken in der zur Sohle des Abbauraumes senkrechten Ebene dienenden hydraulischen Servomotoren (6, 7) verbunden sind, wobei die Antriebsmechanismen der Schrämmaschine in einem aus zusammengesetzten Segmenten bestehenden geteilten Gehäuse (27) angeordnet sind, das auf einem Schlitten (1) ruht, der sich auf einem Strebförderer (24) abstützt und entlang dem Abbauraum darauf verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie an den Enden des Schlittens (1) Konsolen (2) aufweist, die über den Schlitten (1) hinausragen und mit ihm verbunden sind, wobei in den Konsolen (2) drehbar auf zur Sohle parallelen und zur Vorschubrichtung der Schrämmaschine senkrechten Zapfen (3) die Schwingrahmen (4) angeordnet sind, und daß die hydraulischen Servomotoren (6) mit einem Ende mit den Konsolen (2) und mit zweitem Ende mit den Schwingrahmen (4) an deren oberer Kante verbunden sind, daß die Servomotoren (7) mit einem Ende an den Schwingrahmen (4) und mit zweitem Ende an den Schwenkarmen (5) angelenkt sind, und daß Anker (9) von regelbarer Länge die Konsolen (2) miteinander verbinden.

2. Schrämmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Konsole (2) mindestens einen Ausleger (11) aufweist, der senkrecht zur Konsole (2) angeordnet und mit ihr steif verbunden und zum Inneren der Schrämmaschine gerichtet ist, wobei an dessen freiem Ende das eine Ende des hydraulischen Servomotors (6) angelenkt ist, der mit seinem zweiten Ende mit dem Schwingrahmen (4) verbunden ist.

3. Schrämmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichent, daß der Schwingrahmen (4) mindestens einen Ausleger (12) aufweist, der mit ihm steif verbunden und senkrecht an seiner oberen Kante angeordnet und zum Inneren der Schrämmaschine gerichtet ist, an dessen freiem Ende der hydraulische Servomotor (7) angelenkt ist, der mit seinem anderen Ende mit dem Schwenkarm (5) mit der Schrämwalze (13) verbunden ist.

4. Schrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingrahmen (4) in seiner Verlängerung über einen zur Befestigung des Schwingrahmens (4) an der Konsole (2) dienenden Sattel (25) einen zweiten Ausleger (30) aufweist, wobei zwischen Öse (31) und dem Schwenkarm (5) unterhalb des Schwenkarmes (5) der hydraulische Servomotor (7) angeordnet ist.

5. Schrämmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingrahmen (4) mindestens einen zur Befestigung des Auslegers (12) dienenden Vorsprung mit Öffnungen (32) aufweist.

6. Schrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (2) zwei parallele Rippen (14) mit koaxialen Queröffnungen (15) und der Schwingrahmen (4) einen Gabelabschluß mit zwei koaxialen Sätteln (25) aufweist, die derart angeordnet sind, daß sie die Öffnungen (15) in den Rippen (14) von außen umfassen.

7. Schrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (9) mittels Gelenken (16) an den Konsolen (2) befestigt sind und jeder Anker (9) mindestens aus zwei mittels einer römischen Schraube (18) verbundenen Zugstangen (17) besteht.