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Gewinnungsmaschine zum Abbau von Kohle oder anderen Mineralien 1)ie
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen von Kohle oder anderen Mineralien
und gehört zu einem früher vorgeschlagenen Typ mit einem Spalt'keilschneidkopf,
der zum Abschälen des Minerals beim Vordringen der Maschine geeignet ist, indem
das Mineral in derselben Weise, wie durch einen Keil oder Meißel, längs einer hinter
der Mineraloberfläche liegenden Ebene abgehobelt wird. Wenn die Maschine, wie es
wünschenswert ist, zweiseitig ausgebildet ist, d. h. bestimmt ist, in jeder ihrer
zwei Bewegungsrichtungen zu arbeiten, sind zwei derartige Schneidköpfe vorgesehen.
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In der früher vorgeschlagenen Konstruktion hesitzt die Maschine eine
Vorrichtung, die zur Verankerung oder Begrenzung für die in der Maschine vorgesehene
Vortriebvorrichtung dienen säll. Die Anordnung ist derartig, daß zuerst die Vorrichtung
zum Verankern zwischen Sohle und Dach ausgedehnt und darauf der Vortriebapparat
in Gang gesetzt wird, um die Maschine vorwärts zu treiben, so daß ein Schälhub durchgeführt
wird, wobei die Rückwirkung von der Verankerung aufgenommen wird; hierauf wird die
Verankerung eingezogen, um sie von ihrem Ankerplatz frei zu machen, und schließlich
wird wieder die Vortriebvorrichtung in Gang gesetzt, um die Veranikerungsvorrichtung
längs
der Sohle in eine neue Verankerungsstelle nachzuziehen und sie.für den nächsten
Abstreifvorgang bereitszustellen.
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Ein Nachteil dieser zuerst vorgeschlagenen Vorrichtung liegt darin,
daß die Verankerungsmdttel derart dicht an dem Mineralfloß geführt sind, daß die
Schneidkraft in einem solchen kleinen Winkel an der Oberfläche ansetzen muß, daß
der Kopf das Bestreben hat, außen an der Oberfläche vorbeizugleiten. Weiter ist
die Verankerungsvorrichtung mit dem Hauptmaschinenkörper starr verbunden, so daß
beim Auseinandertreiben der Verankerung und Vortreiben der Vorrichtung die Neigung
des Kopfes nach außen zu starker Biegungsbeanspruchung der Vortriebvorrichtung Veranlassung
gibt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Preßvorrichtung an der Außenseite
der Vortriebvorrichtung angebracht, um das Zentrum der Verankerungspresse wesentlich
.außerhalb der zu bearbeitenden Fläche zu bringen und um den Schneidkopf in einem
wirksamen Winkel zur Ebene einsetzen zu können, wobei der Maschinenrahmen drehbar
mit der Verankerungsvorrichtung verbunden ist, so daß bei jedem Schälhub der Rahmen
sich selbst zu der Achse der Presse richtig einstellt. Infolge dieser Anordnung
kann die Schneidkraft auf den Schneidkopf mit einem Winkel angewendet werden, der
größer ist als bisher, und zwar so viel größer, daß keine ernstliche Gefahr mehr
dafür besteht, daß der Schneidkopf nach außen von der Oberfläche des Flözes abgleitet.
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Der Schneid'kopf oder jeder Schneidkopf ist vorzugsweise mit einem
Puffer ausgestattet, der un, mittelbar hinter dem aktiven Hobel an dem Schneidkopf
angeordnet ist und der gegen die durch den Hobel hergestellte neue Sc'hneidfiäche
des Mineralflözes gleiten kann. Es ist Vorsorge für eine relativ seitliche Einstellung
zwischen dem Hobel und einem solchen Puffer, um die Schneidwirkung zu regulieren,
getroffen.
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Die Preßvorrichtungen können in der Nähe der Mitte der Rahmenlänge
montiert sein und durch Führungen auf dem Rahmen unterstützt werden, wobei zwischen
den Führungen und der Presse die Bewegung in Längsrichtung vor sich geht, während
die Zylinder- und Rammvorrichtung arbeitet.
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Ein Beispiel einer zweiseitig arbeitenden Kohlenabbauvorrichtung gemäß
der Erfindung wird in den Zeichnungen beschrieben, in welchen Fig. i ein Aufriß
der Maschine und Fig. 2 eine Planansicht ist; Fig.3 gibt einen Querschnitt einer
hydraulischen Verankerungsvorrichtung und die damit verbundenen Teile, wie sie in
Fig. i wiedergegeben sind; Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Maschinenrahmen und
die Vortriebanlage, der angenähert längs der Linie 4-4 der Fig. i verläuft; Fig.
5 ist in größerem Maßstab eine Teilansicht, die einen Schnitt längs der Linie 5-5
der Fig. i wiedergibt.
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Die Schneidköpfe sind allgemein mit io und il bezeichnet. Jeder dieser
Köpfe hat in dem wiedergegebenen Beispiel einen Vorhobel 12, der in mittlerer Höhe
angeordnet ist, zwei Haupthobel 13 und 14, die über dem Vorhobel 12 liegen
und einen Sohlenräumer 15, wobei alle Schneidkanten angenähert in derselben vertikalen
Ebene A-A (Fig. 2) arbeiten und die Hauptschälarbeit an der Kohle durchführen. Die
vertikalebenen Schneidkanten sind mit 12A, 13A, 14A und 15A bezeichnet. Jeder
Sohlenräumer 15 hat außerdem eine horizontale Kante 1? in Form einer gebogenen
Schaufel zum Entfernen der Kohle von der Sohle und Aufheben und Fortleiten der Kohle
nach der Seite zu einer nicht gezeichneten Fördervorrichtung. Über dem Haupthobel
14 ist ein horizontal gerichteter Schäler 16 zum Nachnehmen der hangenden Kohlenbank
vorgesehen.
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Jeder Kopf trägt mehrere Hobelmesser und besteht aus einer schweren
Konstruktion, die mit Hinterwänden 17 oder 18 des Rahmens der Abbaumaschine verbunden
ist.
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Allgemein betrachtet, besteht die Abbaumaschine aus einem schweren
Körper, der den früher erwähnten Tragrahmen, die Schneidkörper io, i 1, Zylinder-
und Rammteile 1g und 2o zum Vortreiben des Rahmens umfaßt, in Verbindung mit Firste
und Sohle ergreifenden Preßvorrichtungen 21, 22, die mit Komponenten 1g der Zylinder-
und Rammanlage verbunden sind, um eine zeitweilige feste Verankerung oder eine Stoßaufnahme
herzustellen, von welcher die Vortriebkraft aufgenommen wird. Der Vortriebzylinder
i9 und die Verankerungsvorrichtung bilden zusammen die Verankerungsanlage. Der Rahmen
umfaßt zusätzlich zu den abschließenden Wänden 17 und 18 zwei schwere horizontale
Streben 23 und 24, welche diese abschließenden Wände fest miteinander verbinden.
Die Strebe 23 ist niedrig angeordnet und nahe zur Innenseite der Maschine hin, d.
h. zu der Seite, die nahe an der Oberfläche des Kohlenflözes hinkommt, die in Fig.
2 durch die Ebene A-A angedeutet ist. Die Strebe 24 ist in mittlerer Höhe an der
Außenseite der Maschine angeordnet. Diese Streben 23 und 24 bilden Führungen, auf
welchen ein blockartiger Wagen gleitend angeordnet ist, der in den Abbildungen durchweg
mit 25 bezeichnet ist. Dieser blockartige Wagen besteht aus der Zylinderkomponente
1g, der Zylinder- und Rammvorrichtung und trägt die Zylinderkomponente 21 der Preßvorrichtung.
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Die Schneidköpfe io und i i sind mit unteren Flächen ioA und i iA
ausgerüstet, die auf dem Liegenden gleiten und den Sohlenräumer 15 beim Tragen des
Gewichts der Maschine entlasten.
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In dem Beispiel besteht die Zylinder- und Rammvortriebvorrichtung
aus einer einzelnen hydraulischen Einheit, deren Zylinder 1g doppelseitig arbeitet
und an dem Wagen 25 längs der Innenseite der Maschine angeordnet ist. Die Ramme
2o der Vortriebvorrichtung ragt auf beiden Seiten des Zylinders 1g hervor. Die Rammenden
mit den beiden Puffern oder Stoßflächen 26 sind an den abschließenden Wänden 17
des Rahmens aufgezeichnet. Die Ramme ist ein wenig kürzer als die Entfernung
zwischen
den Stoßflächen 26, so daß eine geringe Bewegung in Längsrichtung zwischen der Ramme
und dem Rahmen möglich ist. Wenn somit die Ramme in Längsrichtung in einer der beiden
Richtungen vom Zylinder i9 in dem blockartigen Wagen 25 getrieben wird, arbeitet
die Ramme und der Rahmen wie eine Einheit, die entweder gegenüber dem zeitweilig
stationären Wagen 25 sich vorwärts bewegt oder in ihrer Stellung verbleibt, während
der Wagen sich vorwärts bewegt. Die Tatsache, daß die Ramme 2o baulich von dem Rahmen
getrennt ist, ergibt den wichtigen praktischen Vorteil, daß jeder Verdrehung des
Rahmens, infolge der schweren Beanspruchung der Maschine, nicht auf die Ramme übertragen
wird, welch letztere keinen Biege- oder Torsionskräften ausgesetzt ist und frei
in ihrem Zylinder arbeiten kann und nur dem Längsdruck unterworfen ist, der eine
Folge der in beiden Richtungen wirkenden Stoßwirkung auf den Rahmen ist.
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Bezugnehmend auf die Preßvorrichtung 21, 22 in dem Beispiel handelt
es sich hier um eine hydraulische Vorrichtung, die senkrecht in dem Wagen 25 an
der Außenseite der Maschine angeordnet ist. Die Preßvorrichtung ist in einem Gehäuse
oder Halter 27 auf dem Wagen 25 untergebracht. Der Preßzylinder 21 der Vorrichtung
ist vertikal in dem Gehäuse 27 verschiebbar und mit einer teilweise sphärischen
Erweiterung 21A ausgebildet, über deren Mitte die Preßvorrichtung kippbar in bezug
auf das Gehäuse angeordnet ist. Der Preßzylinder 21 und der Kolben des mit Kolben
versehenen Teiles 22 wirken zweiseitig. Der Preßzylinder 21 besitzt einen schweren
Fuß oder eine Grundlage 28, die auf dem Liegenden angreift, wenn die Vorrichtung
ausgedehnt ist und welche nach aufwärts gegen die Puffer 29 an der Unterseite des
Gehäuses 27 preßt, wenn die Vorrichtung ganz zusammengezogen ist. Der mit Kolben
arbeitende Teil 22 hat einen Kopf 3o, der mit dem Hangenden in Eingriff kommt, wenn
die Presse voll ausgefahren ist und auf den Flächen 31 ruht, die auf dem Gehäuse
27 sich befinden, wenn die Presse zusammengezogen ist. Alsdann tragen die Flächen
31 das Gewicht der Presse. Der Kopfteil3o ist mit dem Tei122 durch ein Universalgelenk
32 verbunden, so daß der Kopf innerhalb gewisser Grenzen in allen Richtungen frei
kippbar ist. Die Anordnung ist derart, daß die Presse sich Wellungen des Hangenden
und Liegenden anpaßt.
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Der Pressenzylinder 21 der Verankerungsvorrichtung ist frei im Verhältnis
zu dem Gehäuse 27 um die Pressehachse drehbar, die in Fig. 2 mit einem Kreuz B angedeutet
ist. Wenn also die Presse ausgedehnt wird, um eine Verbindung zwischen Liegendem
und Hangendem zu bilden, ist die Vorrichtung um die Achse B schwenkbar.
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Für die Arbeit der hydraulischen Zylinder- und Kolbeneinheiten i9,
2o und 21, 22, die Vortrieb-und Verankerungsmittel der Vorrichtung bilden, ist eine
geeignete hydraulische Pumpvorrichtung vorgesehen, wie sie in dem Beispiel von dem
Wagen 25 getragen wird. Die Vorrichtung umfaßt eine durch einen Elektromotor betriebene
Pumpe 33, einen Behälter 34, aus welchem die Pumpe die hydraulische Flüssigkeit,
nämlich C51, aufnimmt, sowie ein mit der Hand zu betätigendes Regulierventil 35,
um die hydraulische Flüssigkeit zu und aus den Enden der Zylinder i9 und 21 zu bewegen
und die hierzu erforderlichen Rohrleitungen 36 (Fig. 2). Wie aus Fig. i ersichtlich,
umfaßt die Rohrleitung zwei biegsame Röhren 37, 38, die mit den gegenüberliegenden
Enden des Preßzylinders 21 kommunizieren. Die hydraulische Vorrichtung, die aus
einer üblichen Anlage bestehen kann, ist mehr oder weniger schematisch wiedergegeben.
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Der Vorhobel 12 eines jeden der Schneidköpfe io und i i ist mit einem
Puffer 39 verbunden, dessen Vorderfläche die Schneidebene A-A angreift, d. h. der
Puffer ist angeordnet, um an der neu geschnittenen Kohlenfläche während jedes Schneidstreiches
des ihn tragenden Kopfes io und i i entlang zu gleiten. Weiter ist jeder Vorhobel
seitlich hinsichtlich des Angreifwinkels einstellbar, so daß er im Verhältnis zu
dem mit ihm verbundenen Puffer 39 in seiner Lage eingestellt werden kann, um die
Schneidarbeit zu regulieren. Wie aus Fig.5 ersichtlich, ist die Schneidvorrichtung
12 auf einem vertikalen Zapfen 4o an einem Arm 41 befestigt, der aus dem Kopf io
oder i i herausragt (Fig. i und 5). Zwei einstellbare versenkte Schrauben 42, die
sich durch die Schneiden gegen eine Fläche 43 des Armes 41 erstrecken, fixieren
die Winkellage der Schneiden. Ein mit dem Arm 41 verbundener Schwingbolzen 44 läuft
durch die Schneide und dient zum Andrücken der Schrauben 42 gegen die Fläche 43.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Angenommen, die in
den Zeichnungen wiedergegebene Vorrichtung soll nach rechts hin arbeiten, d. h.
der Kopf i i soll gegen die Kohle geführt werden und gegen die Kohlenoberfläche,
während der Kopf io nicht arbeitet. Angenommen sei auch, daß der Wagen 25 und die
Presse 21, 22 so angeordnet sind, wie es .in den Abbildungen gezeigt ist, und daß
die hydraulische Anlage arbeitet.
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Die erste Arbeit der Maschine besteht in dem Vorrücken des Kopfes
i i zur Durchführung eines Schälhubes. Demgemäß wird das Regulierventil so eingdstellt,
daß sich die Preßvorrichtung 21, 22 ausdehnt. Dadurch wird der Preßzylinder 21 nach
unten gedrückt, bis seine Unterseite gegen die Sohle stößt, worauf sich der Kolbenteil
22 hebt, bis sein Kopf 30 gegen die Decke stößt, so daß die Presse schließlich
sich selbst und den Wagen zwischen Sohle und Decke verankert. Hierauf wird das Regulierventil
35 in Tätigkeit gesetzt, so daß die Ramme 2o der Vortriebvorrichtung nach
rechts vorgetrieben wird, d. h. die Vortriebeinheit arbeitet so, daß der Rahmen
17, 18, 23,24 vorwärts getrieben wird. Auf diese Weise wird ein Schälhub von dem
Kopf i i durchgeführt, wobei der Rahmen an der Verankerung und dem Wagen vorbei
auf dem Liegenden entlang gleitet. Darauf wird das Regulierventil 35 so in Betrieb
gesetzt, daß der Preßkopf sich von der Decke abwärts bewegt und der Fuß
klar
von der Sohle abgehoben wird. Der ganze Wagen 25 und alles, was er trägt, wird nun
von dem Rahmen unterstützt, der über dem Liegenden liegt. Schließlich wird das Regulierventil
35 so betätigt, daß die Vortriebvorrichtung in entgegengesetzter Richtung arbeitet,
so daß die Ramme 2o nach links vorgetrieben wird. Diese Wirkung verursacht ein Vorgleiten
des Antriebzylinders i9 mit dem Wagen 25 und der Preßvorrichtung 21, 22, die nunmehr
gelöst sind von dem Liegenden und Hangenden, und zwar entlang den Rahmenführungen
23, 24, wobei sie für eine erneute Verankerung bereit sind.
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Wenn der Schälhub von der Maschine ausgeführt ist, wird die Stoßkraft
in eine Ebene der Zentralachse B der Preßvorrichtung gerichtet, und zwar zu der
nächsten Angriffsstelle der Schneidkanten 12A, 13A, 14A und i5A des Arbeitskopfes
ii gegen die Kohle. In Fig.2 ist die ungefähre Angriffsebene durch den Pfeil C angedeutet,
der in einem Winkel zu der Schneidebene A-A gerichtet ist. Während des Schälhubes
fährt nicht nur der Rahmen 17, 18, 23, 24 fort, an dem verankerten Preßzylinder
21, 22 vorbeizugleiten, sondern es nimmt allmählich der Winkel der Angriffsrichtung
C infolge der schwenkbaren Verbindung zwischen Rahmen und Preßvorrichtung ab. Infolge
der Montierung der Preßvorrichtung bei 21A kann sich der Rahmen vollständig frei
den Wellungen des Liegenden anpassen.
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Hieraus ist ersichtlich, daß die vertikale Presse 21, 22, die bei
der Kohlenabbauvorrichtung beschrieben ist, schwenkbar mit der longitudinal wirkenden
Zylinder- und Rammeinheit i9, 2o verbunden und nach außen abgesetzt ist, so daß
der nach innen gerichtete Vorstoß der Ramme gegen die Kohlenfläche einen nach innen
wirkenden Schnitt des Hauptschneidkopfes i i 'hervorruft, der durch den Druckpuffer
39 auf den Schneidkopf in seiner Wirkung beschränkt wird.
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Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, wird das mit Kreuz B bezeichnete Zentrum
der gesamten Druckvorrichtung nach außen von der Arbeitsrichtung der Antriebsramme
2o so weit abgesetzt, daß die ungefähre Richtung des Stoßes durch den Pfeil C wiedergegeben
wird, der in einem Winkel zur Schneidfläche A steht, die zweckmäßig groß genug ist,
um jede Neigung des Schneidkopfes, sich selbst aus der zu bearbeitenden Ebene herauszuarbeiten,
zu verhindern oder wesentlich zu vermindern.
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Weiter verhindert oder vermindert die dem Rahmen gegebene Möglichkeit
in B, um die Verankerung sich zu drehen, Biegebeanspruchung des Rahmens, aber wie
schon auseinandergesetzt wurde, werden alle solche Biege- oder anderen Beanspruchungen,
denen der Rahmen etwa ausgesetzt ist, nicht auf die Antriebsvorrichtung i9, 2o übertragen.