-
Bereich der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft kontinuierliche Förderbandsysteme, die im Bergbau
verwendet werden, und im besonderen auf eine Vorschubvorrichtung.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Arbeiten
zum Errichten von Tunneln in Minen werden typischerweise mit einer
Tunnelbohrmaschine ausgeführt,
die das Gestein schneidet und zerbricht und Abraummaterial produziert.
Ein Übergabeband
wird von der Tunnelbohrmaschine gezogen. Das Übergabeband befördert das
Abraummaterial von der Tunnelbohrmaschine weg und befördert es üblicherweise
zu einem Ende des Tunnels. Das Abraummaterial wird in einen Auffangtrichter
einer Vorschubvorrichtung abgelassen, der auch von der Tunnelbohrmaschine
gezogen wird. Das Abraummaterial wird dann auf ein kontinuierliches
Förderband
geladen.
-
Die
Stützstruktur
des Förderbandes
ist im Tunnel befestigt. Jedoch muss sich das kontinuierliche Förderband
mit der sich vorwärts
bewegenden Tunnelbohrmaschine ebenfalls mitbewegen. Die Vorschubvorrichtung
erlaubt das Vorwärtsbewegen
des kontinuierlichen Förderbandes.
Die Vorschubvorrichtung wird üblicherweise
durch eines der Vehikel unterstützt,
die durch die Tunnelbohrmaschine gezogen werden. Die äußere Umführung des
Bandes wird durch eine Bandscheibe der Vorschubvorrichtung getragen.
Beim Vorschieben der Vorschubvorrichtung vergrößert sich die Länge des
Bandes durch Herausziehen des Bandes aus dem Bandvorratssystem,
typischerweise nahe dem Auswurf-Ende des Förderbandes. Das Bandvorratssystem
ist üblicherweise eine
Ansammlung von Riemen- bzw. Bandscheiben, die bewegt werden können, um
eine kontinuierliche Verlängerung
des Förderbandes
zu erlauben.
-
Während des
Vorschiebens der Vorschubvorrichtung erhöht sich sowohl der Abstand
zwischen der Stützstruktur
des Förderbandes
und der Riemenscheibe der Vorschubvorrichtung als auch die Länge des
dazwischen gespannten Bandes. Während
des Vorschiebens der Vorschubvorrichtung sind die Umkehrwalzen am
kontinuierlichen Förderbandsystem befestigt.
Die Umkehrwalzen stützen
das Band auf seinem Rückweg
auf der Unterseite des kontinuierlichen Förderbandes. Ein Tragrollensatz
muss ebenfalls innerhalb der Bandschleife installiert sein, um das
Band während
des Transportabschnittes zu unterstützen. Der Tragrollensatz muss
am Rahmen der Vorschubvorrichtung installiert sein. Der Tragrollensatz
wird durch Arbeiter am Rahmen des kontinuierlichen Förderbandes
typischerweise durch Verwendung von Hakenschrauben (j-förmig gebogen)
und Schleifenmuttern angebracht. Der Tragrollensatz und die Umkehrwalzen
bilden den Stützmechanismus des
kontinuierlichen Förderbandes.
Der Tragrollensatz bewegt sich nicht mit der Vorschubvorrichtung und
muss somit vor dieser installiert werden, die dann dahinter das
Band bis zum letzten installierten Tragrollensatz unterstützen kann.
-
Um
den Arbeiter Platz zu bieten, muss der Rahmen der Vorschubvorrichtung
eine Einstiegsöffnung
enthalten, durch die der Arbeiter in die Vorschubvorrichtung zum
Installieren des Tragrollensatzes gelangen kann. Die Vorschubvorrichtung
enthält typischerweise
3 oder 4 Riemenscheiben, wie in U.S.-Patent Nr. 9,890,720 dargestellt
ist. Die Anzahl der Riemenscheiben bestimmt zum Teil die Größe der Vorschubvorrichtung.
Je größer die
Vorschubvorrichtung ist, desto weniger Platz bleibt im Tunnel unmittelbar
neben der Vorschubvorrichtung. Dies ist eine wichtige Betrachtung,
da in Tunneln mit geringem Bohrdurchmesser von beispielsweise 10
bis 11 Fuß Durchmesser,
der Raum, an dem die Vorschubvorrichtung angeordnet wird, sehr überfrachtet
ist, da den Tunnel unterstützende
Züge an
der Vorschubvorrichtung vorbeigeführt werden müssen und
da durch dieses Gebiet andere den Tunnel unterstützende Funktionen geführt werden
müssen,
wie zum Beispiel die Ventilation, der Staubfang, Wasserpumpen, elektrische
Transformatoren und Zubehör
für die
Errichtung der Tunnelstruktur.
-
Die
zwei Vehikel bewegen sich auf einer Stahlschiene oder einer Gleitbahn
oder einer Gleitschiene und werden durch die Bergwerksmaschine gezogen.
Die Bewegung dieses Vehikels ist, da es gezogen wird, keine akkurate
lineare Bewegung, daher wird ein Verfahren zum Bewegen der Vorschubvorrichtung
relativ zum Unterstützungsfahrzeug
benötigt,
um die Vorschubmaschine genau zur Mittellinie des Bandes zu positionieren.
-
Dies
wird mit dem alten Stand der Technik durch zwei horizontale Extensions-Ausleger
zum Ermöglichen
der lateralen Bewegung und zwei vertikale Spuren zum Ermöglichen
der vertikalen Bewegung und zwei Kippzylinder zum Kontrollieren
der Walze der Vorschubvorrichtung um die longitudinale Achse bewirkt.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorschubvorrichtung,
die gegenüber dem
herkömmlichen
Stand der Technik reduzierte Abmessungen besitzt.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer Vorschubvorrichtung,
die ein verbessertes Verfahren zur Installation eines Stützrollensatzes
besitzt.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus die Schaffung einer
Vorschubvorrichtung, die gegenüber
dem herkömmlichen
Stand der Technik eine Zugangsöffnung
verringerter Dimension zum Installieren eines Stützrollensatzes besitzt.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Vorschubvorrichtung,
die keine vertikale Spur zum Ermöglichen
einer vertikalen Bewegung benötigt.
-
Kurze Beschreibung
der Abbildungen
-
1 ist
ein Teil-Querschnitt und eine Teil-Flächenansicht einer sich vorwärtsbewegenden Vorschubvorrichtung
der vorliegenden Erfindung innerhalb eines Tunnels, die durch ein
Zugfahrzeug unterstützt
wird;
-
2 ist
ein Teil-Querschnitt, Seitenansicht und eine seitliche Teil-Flächenansicht
der Vorschubvorrichtung von 1;
-
3 ist
ein Teil-Querschnitt der Draufsicht und eine Teil-Flächenansicht
des Grundrisses der Vorschubvorrichtung nach 1;
-
4 ist
eine Draufsicht auf einen Tragrollensatz.
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
Bezug
nehmend auf 1 wird eine Vorschubvorrichtung 10 gezeigt,
die durch ein Zugfahrzeug 12 unterstützt wird. Das Zugfahrzeug 12 ist
typischerweise eines von einigen Fahrzeugen, die von der Tunnelbohrmaschine
(nicht gezeigt) entlang der Schienen 13 gezogen werden.
Das Zugfahrzeug 12 besitzt eine Säule oder vertikale Struktur 14,
für welche
die Vorschubvorrichtung 10 durch einen ersten Teleskop-Ausleger 16 unterstützt ist. 3 legt
einen zweiten Teleskop-Ausleger 18 offen, der mit einer weiteren
vertikalen Struktur (nicht gezeigt) verbunden ist.
-
Die
ersten Enden 20 der ersten und zweiten Teleskop-Ausleger
besitzen Laufbuchsen 22, zur drehbaren Verbindung mit der
entsprechenden vertikalen Struktur mit Stiften 23. Die
zweiten Enden 24 der ersten und zweiten Teleskop-Ausleger
besitzen ähnlich
Laufbuchsen 22 und Stifte 26 zur drehbaren Verbindung
zum Rahmen 28 der Vorschubvorrichtung.
-
Wie
in 1 zu sehen, wird die Vorschubvorrichtung durch
zwei Vehikel 12 unterstützt,
in der Form vertikaler Hubzylinder 30, die ein erstes Ende 32 besitzen,
das drehbar mit dem Stift 33 mit den zwei Vehikeln 12 verbunden
ist, und ein zweites Ende 34, das drehbar mit dem Stift 35 mit
dem Rahmen 28 der Vorschubvorrichtung 10 verbunden
ist.
-
Der
erste Teleskop-Ausleger 16 besitzt einen äußeren Auslegerabschnitt 36 und
einen inneren Auslegerabschnitt 38. Der zweite Teleskop-Ausleger 18 besitzt
einen äußeren Auslegerabschnitt 40 und einen
inneren Auslegerabschnitt 42.
-
Der
innere Auslegerabschnitt 38 des ersten Teleskop-Auslegers 16 besitzt
eine Hebelübersetzung
oder einen Erweiterungsabschnitt 44, der ein entferntes
Ende 46 besitzt. Ein Kippzylinder 48 besitzt ein
erstes Ende 50, das einen Stift 52 zur drehbaren
Verbindung zum fernen Ende 46 des Erweiterungsabschnittes 44 hat.
Der Kippzylinder 48 besitzt zweites Ende 54, das
einen Stift 52 zur drehbaren Verbindung zum Rahmen 28 der
Vorschubvorrichtung 10 hat.
-
Die äußeren Auslegerabschnitte 36, 40 besitzen
Flansche 55 und longitudinale Erweiterungsschlitze 56.
Der Teleskopzylinder 58 besitzt ein erstes Ende 60,
das an den entsprechenden Flanschen 55 gesichert ist, und
ein zweites Ende 62, das an die Flansche 64 der
inneren Auslegerabschnitte 38, 42 montiert ist.
Die Flansche 64 erweitern sich innerhalb der Schlitze 56 der äußeren Auslegerabschnitte 36, 40.
-
Die äußeren Auslegerabschnitte 36, 40 besitzen
Führungsflansche 66,
die Führungswalzen 68 besitzen.
Die Führungswalzen 68 ragen
durch ein Fenster 70 der äußeren Auslegerabschnitte 36, 40 hervor,
um die inneren Auslegerabschnitte 38, 42 in Eingriff
zu nehmen, um die Bewegung der inneren Auslegerabschnitte 38, 42 innerhalb
der äußeren Auslegerabschnitte 38, 42 zu
führen.
-
3 zeigt
eine erste Verbindungsschiene 72, die mit den ersten und
zweiten Teleskop-Auslegern 16, 18 parallel zur
longitudinalen Achse des Rahmens 28 verbunden ist. Die
erste Verbindungsschiene 72 besitzt ein erstes Ende 74,
das mit dem äußeren Auslegerabschnitt 40 verbunden
ist und ein zweites Ende 76, das mit dem äußeren Auslegerabschnitt 36 verbunden
ist. Eine zweite Verbindungsschiene 78 ist mit dem ersten
und zweiten Teleskopausleger 16, 18 verbunden
und winklig entsprechend der ersten Verbindungsschiene 72 versetzt. Die
zweite Verbindungsschiene 78 besitzt ein erstes Ende 80,
das mit dem äußeren Auslegerabschnitt 40 verbunden
ist und ein zweites Ende 82, das mit dem äußeren Auslegerabschnitt 36 verbunden
ist.
-
2 zeigt
eine Band 84 in einer Ladeposition und in einer Rücklaufposition.
Das Band 84 ist Teil des Zwischenstückes des Förderbandes (nicht gezeigt).
Das Zwischenstück
besitzt eine Vielzahl von voneinander getrennten Tragrollensätzen 92,
so wie in 4 gezeigt.
-
Der
Tragrollensatz 92 besitzt Flansche 91, 93 und
Walzen 94. Die Walzen 94 sind so angeordnet, dass
sich das Band 84 entlang der Tragrollensätze 92 bewegt,
das Band 84 bildet eine Wanne, um das zerbrochene Gestein
zurückzuhalten.
Das Zwischenstück
(nicht gezeigt) besitzt Umkehrrollen 95 (2),
die das Band 84 entlang seiner Rücklaufposition unterstützen. Das
Band 84 ist mit der Vorschubvorrichtung 10 durch
eine Umkehrtrommel 90 verbunden. Das Band 84 wird
durch eine gerade Walze 96 unterstützt. Das Band 84 ist
flach entlang des Ladeabschnitts 86 zwischen der geraden
Rolle 96 und der Umlenktrommel 90. Ab Position 98 beginnt das
Band 84 die Form einer Wanne anzunehmen, wobei es sich
dichter am ersten Tragrollensatz des Zwischenstücks (nicht gezeigt) bewegt.
Bei Position 98 des Bandes 84 befindet sich der
Trichter 100 zur Aufnahme von zerbrochenem Gestein und
anderem Abraummaterial vom Übergabeband
(nicht gezeigt) der Tunnelbohrmaschine (nicht gezeigt). Um Beschädigung des
Bandes 84 durch die Aufnahme des Trichters 100 und
des Bandes 84 von zerbrochenem Gestein zu vermeiden, werden
wannenförmige
Stahlplatten 102 unter dem Band 84 angebracht.
Entsprechend der Ansicht in 2 bieten
die wannenförmigen
Stahlplatten 102 einen flachen Untergrund unmittelbar an
der geraden Walze 96. Der Unterboden der Stahlplatten 102 erhöht graduell
die Tiefe in dem Maße,
wie sich die Platten 102 von der geraden Walze 96 wegbewegen.
Eine weitere Ansicht der Stahlplatten ist in 1 gezeigt.
-
Es
ist wichtig zu bemerken, dass der benötigte Durchmesser einer einzelnen
Umlenkrolle 90 nicht größer ist,
als er normalerweise am Auffang-Ende des Förderbandes verwendet wird,
wenn eine feststehende oder sich nicht vorwärts bewegende Vorrichtung verwendet
wird.
-
Eine
rechtwinklige Zugangsöffnung 104 befindet
sich in der Seite des Rahmens 28, von der ein mechanischer
Arm 105 ausgeht. Der mechanische Arm ist in verschiedenen
ausgefahrenen Positionen mit gestrichelten Linien dargestellt. Der
mechanische Arm 105 besitzt eine obere Stütze 106 und
eine untere Stütze 108,
die am Rahmen 28 gesichert sind. Eine Säule 110 ist drehbar
an die obere und untere Stütze 106, 108 zur
Rotation um die vertikale Achse montiert. Ein Zylinder 111,
wie in 3 gezeigt, ist mit dem mechanischen Arm 105 verbunden
und wird zur Rotation um den mechanischen Arm 105 um die vertikale
Achse der Säule 110 angestoßen. Ein
Teleskop-Ausleger 112 besitzt ein erstes Ende 113,
das drehbar gelagert an der Säule 110 durch
U-förmige Stützen 114 angebracht
ist, und Stifte 116, um dem Teleskop-Ausleger 112 durch
einen Zylinder 118 anzuheben und abzusenken. Der Zylinder 118 besitzt ein
erstes Ende 120, das drehbar an den Erweiterungsabschnitt 122 der
Säule 110 angebracht
ist, und ein zweites Ende 124, das drehbar an den Teleskop-Ausleger 112 angebracht
ist. Der Teleskop-Ausleger
besitzt einen ersten Ausleger 126 und einen zweiten Auslegerabschnitt 128.
Das zweite Ende 130 des Teleskop-Auslegers 112 besitzt
ein Gestell 132 zur Aufnahme eines Tragrollensatzes. Das
Gestell besitzt einen schräg
verlaufenden Abschnitt, von dem aus Zacken 136 ausgehen.
-
Die
Vorschubvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung operiert
wie folgt. Während
die sich Vorschubvorrichtung vorwärts bewegt, erhöht der Bandspeicher
(nicht gezeigt) effektiv die Länge
des Bandes 84. Um das Band 84 in der Rücklaufposition 88 zu
unterstützen,
wird die Umkehrwalze 95 (siehe 2) am Zwischenstück (nicht
gezeigt) und unter der Vorschubvorrichtung 10 gesichert.
Darüber
hinaus wird ein weiterer Tragrollensatz durch eine Zugangsöffnung 104 der
Vorschubvorrichtung 10 installiert. Die Unkehrwalze 95 und
der Tragrollensatz 92 müssen
vor der Vorwärtsbewegung
der Vorschubvorrichtung 10 hinter dem Zwischenstück (nicht
gezeigt) installiert werden, um das Band dazwischen zu unterstützen.
-
Der
mechanische Arm 105 wird, wie in 3 durch
eine durchgezogene Line dargestellt, positioniert, und der Tragrollensatz
ist an das Gestell 132 des mechanischen Arms 105 angebracht.
Der mechanische Arm wird dann an die Stelle, wie in 3 in
gestrichelten Linien dargestellt, gebracht. Die Mobilität des mechanischen
Armes 105 erlaubt es dem Tragrollensatz 92 (siehe 4)
mit einem Stift 138 durch das Loch 140 des Flansches 91 angebracht
zu werden. Die Stifte erstrecken sich vom Zwischenstück (nicht
gezeigt) von voneinander getrenntem Abstand entsprechend den Positionen,
in denen die Tragrollensätze 92 installiert
werden müssen.
Der mechanische Arm 105 wird dann vom Tragrollensatz 92 zurückgezogen
und die Hakenschraube (j-förmig gebogen)
und die Schleifenmuttern werden am Flansch 93 des Tragrollensatzes 92 angebracht.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es, die Vorschubvorrichtung 10 relativ
zum Zugfahrzeug (nicht gezeigt) zu bewegen, um ein neues Verfahren
der Aufrechterhaltung der akkuraten Position der Vorschubvorrichtung 10 zur
Mittellinie des Bandes zu bieten. Die Teleskop-Ausleger ermöglichen
eine laterale Bewegung der sich vorwärts bewegenden Vorschubvorrichtung.
Der Zylinder 48 kontrolliert die Walze der Vorschubvorrichtung 10 um
eine longitudinale Achse. Die vertikale Bewegung wird durch die
drehbar montierten Teleskop-Ausleger 16, 18 an
den Enden vollführt,
so dass die Teleskop-Ausleger 16, 18 in
einem Bogen schwingen können,
der vom Zylinder 30 vorgegeben wird.