DEP0019486DA - Mining machine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Abbau von Kohle o.dgl. und hat zum Ziel, eine verbesserte Maschine zu schaffen, welche in der Lage ist, Kohle oder anderes Material während ihrer Vorwärtsbewegung zu lockern und loszubrechen und das losgebrochene Material auf eine Fördervorrichtung oder Rutsche zu entleeren.The invention relates to a machine for mining coal or the like. and aims to provide an improved machine which is capable of loosening and breaking loose coal or other material as it moves forward and discharging the broken loose material onto a conveyor or chute.
Die Abbaumaschine gemäss der Erfindung ist mit einer Reihe von Schlaghacken versehen, welche drehbar an Naben auf einer drehenden, kraftgetriebenen Welle angebracht sind, die ihrerseits auf einem beweglichen Fahrzeug montiert ist, wobei die besagten Hacken zentrifugal auswärts von der Achse der Welle schwingen können.The mining machine according to the invention is provided with a series of hammer picks which are rotatably mounted on hubs on a rotating power driven shaft which in turn is mounted on a mobile vehicle, said picks being able to swing centrifugally outward from the axis of the shaft.
Gemäss der bevorzugten Ausführungsform sind auf den Naben Anschläge vorgesehen, welche mit den Hacken zusammenarbeiten, um deren Auswärtsschwingen zu begrenzen und die Hacken haben schaufelförmige Köpfe; Halteplatten sind zwischen die hackentragenden Naben gestellt. Eine kraftgetriebene Transportvorrichtung oder eine Rutsche kann auf dem Fahrzeug vorgesehen werden, um das geschlagene Material aufzunehmen und abzuladen, welches von den Hacken ausgeworfen worden ist und der Kraftantrieb für die nabentragende Welle kann auch mit einer Vorrichtung versehen sein, um zwischendurch das Fahrzeug zu bewegen.According to the preferred embodiment, stops are provided on the hubs which work together with the hooks in order to limit their outward swinging, and the hooks have shovel-shaped heads; Retaining plates are placed between the heel-bearing hubs. A powered transport device or chute can be provided on the vehicle to pick up and unload the felled material which has been ejected from the hoes and the power drive for the hub shaft can also be provided with a device to move the vehicle in between.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kohleabbaumaschine gemäss der Erfindung dargestellt. Darin ist Fig. 1 ein Grundriss, zum Teil im Schnitt, während Fig. 2 und 3 Aufrisse gemäss den Linien II - II bzw. III - III der Fig. 1 darstellen.In the drawing, an embodiment of a coal mining machine according to the invention is shown. 1 is a plan view, partly in section, while FIGS. 2 and 3 show elevations according to the lines II-II and III-III of FIG.
In dem in den Zeichnungen gezeigten Beispiel umfasst die Maschine ein mit Rädern versehenes Fahrzeug a, welches aus zusammengeschweissten Stahlplatten besteht und auf Rädern b 1, b 2, b 3 montiert ist, auf welchen es auf den Schienen c 1, c 2 einer Laufrille bewegt werden kann, welche am Boden d eines Stollens entlang der Kohlenfläche gelegt ist, welche mit d 1 bezeichnet ist.In the example shown in the drawings, the machine comprises a wheeled vehicle a made of steel plates welded together and mounted on wheels b 1, b 2, b 3 on which it moves on rails c 1, c 2 of a track can be, which is placed on the bottom d of a tunnel along the coal surface, which is denoted by d 1.
Eine horizontale Querwelle e liegt in Lagern e 1 in parallelen aufrechten Platten a 1, a 2, a 3, welche in der Längsrichtung des Fahrzeuges a befestigt sind. Ein Ende der Welle e ragt über die Platte a 1 hinaus und besitzt darauf festgekeilt eine Anzahl von kreuzförmigen Naben f von deren jede eine tiefe peripherische Einziehung f 1 besitzt, welche durch vier Stifte f 2 überbrückt wird, welche im Abstand von 90° liegen und die Zapfen für die Schenkel g 1 einer Reihe von Schlaghacken g bilden. Jede Hacke ist mit einer lösbaren Schneidekante g 2 versehen, sowie mit einem schaufelförmigen Kopf g 3, während ihr Schenkel auf der einen Seite mit einem Ansatz g 4 versehen ist, der mit einem Anschlagstift f 3 an der Nabe zusammenarbeitet, welcher jeden Zapfenstift f 2 benachbart. Die Schneidekanten g 2 sind auswechselbar um das Schärfen und Schleifen zu erleichtern. Die feststehenden Halteplatten h haben vorne gekrümmte Kanten h 1 und sind zwischen die Naben f gesetzt, wobei die rückwärtigen Enden der besagten Platten an den unteren vorspringenden Teil einer vertikalen Querplatte a 4 angeschlossen sind, die auf dem Fahrzeug a fest montiert ist.A horizontal transverse shaft e lies in bearings e 1 in parallel upright plates a 1, a 2, a 3, which are fixed in the longitudinal direction of the vehicle a. One end of the shaft e protrudes beyond the plate a 1 and has wedged thereon a number of cruciform hubs f, each of which has a deep peripheral indentation f 1, which is bridged by four pins f 2, which are at a distance of 90 ° and the pegs for the legs g 1 form a series of picks g. Each hoe is provided with a detachable cutting edge g 2, as well as a shovel-shaped head g 3, while its leg is provided on one side with a shoulder g 4, which cooperates with a stop pin f 3 on the hub, which each pivot pin f 2 adjacent. The cutting edges g 2 are interchangeable to facilitate sharpening and grinding. The fixed support plates h have front curved edges h 1 and are placed between the hubs f, the rear ends of said plates being connected to the lower projecting part of a vertical transverse plate a 4 which is fixedly mounted on the vehicle a.
Wenn auch in den Fig. 1 und 2 zwecks klarer Darstellung die Naben f in Ausfluchtung dargestellt sind, so werden sie doch vorzugsweise im Winkel gleichmässig um die Welle e versetzt, derart, dass die Hacken der Reihe nacheinander zur Betätigung kommen.Although the hubs f are shown in alignment in FIGS. 1 and 2 for the sake of clarity, they are preferably angularly evenly offset around the shaft e in such a way that the hooks are actuated one after the other.
Im Betrieb dreht sich die Welle e mit z.B. 200 Umdrehungen pro Minute und die sich daraus ergebende Zentrifugalkraft bewirkt, dass die Hacken g von der Achse der Welle gesehen auswärts schwingen, wobei diese Bewegung durch die Anschlagstifte f 3 für einen vorbestimmten Maximalradius begrenzt ist. Während die Hacken sich um die Welle bewegen, schlagen ihre Schneidekanten g 2 nacheinander derart in die Kohlenfläche, dass eine bogenförmige Schicht daraus gelöst wird. Die Welle e rotiert im Uhrzeigersinn, wodurch die Hacken vom Boden des Kohlenflözes aufwärts schneiden. Der wirksame Bogen, welcher von den Hacken beschrieben wird, erstreckt sich über die ganze Dicke des Flözes vom Boden d zu der Decke d 2 des Stollens. Die Tiefe des Schnittes in der Richtung der Bewegung der Maschine entlang der Oberfläche ist verhältnismässig gering, beispielsweise 7,5 bis 15 cm. Diese Tiefe wird durch Zurücksetzen der vorderen Kanten der Halteplatten h entsprechend eingestellt. Die Tiefe des Schnittes in Richtung der Welle e wird bestimmt durch die Breite der Hacken g multipliziert mit der Zahl der Naben f, welche auf der Welle e vorgesehen sind zuzüglich der Spielräume und der Breite der Halteplatten h zwischen den Naben.During operation, the shaft e rotates at e.g. 200 revolutions per minute and the resulting centrifugal force causes that the hooks g swing outwards as seen from the axis of the shaft, this movement being limited by the stop pins f 3 for a predetermined maximum radius. As the hoes move around the shaft, their cutting edges g 2 strike one after the other into the carbon surface in such a way that an arcuate layer is loosened therefrom. The shaft e rotates clockwise, causing the hoes to cut up from the bottom of the coal seam. The effective arc, which is described by the hoes, extends over the entire thickness of the seam from the floor d to the ceiling d 2 of the tunnel. The depth of the cut in the direction of movement of the machine along the surface is relatively small, for example 7.5 to 15 cm. This depth is adjusted accordingly by resetting the front edges of the retaining plates h. The depth of the cut in the direction of the shaft e is determined by the width of the hooks g multiplied by the number of hubs f, which are provided on the shaft e plus the clearance and the width of the retaining plates h between the hubs.
Der Stoss der Schneidekanten g 2 der Hacken auf die Kohlenfläche bewirkt, dass jede Hacke ihrerseits um ihren Zapfenstift f 2 auf einen Minimumsradius zurückschlägt, innerhalb welchem sie ihre Nabe f anliegt und dadurch die ungeschlagene Kohlenfläche freigibt. Die mit d 3 bezeichnete Kohle, welche von der Fläche abgeschlagen worden ist, wird durch die schaufelförmigen Hackenköpfe aufgenommen und fortgebracht, wobei das Sammeln der gehackten Kohle durch die anliegenden Halteplatten h erleichtert wird, zwischen welchen die Hackenköpfe als Schaufeln wirken.The impact of the cutting edges g 2 of the hoes on the coal surface causes each hoe in turn to strike back around its pivot pin f 2 to a minimum radius within which it rests its hub f and thereby exposes the unbeaten coal surface. The coal designated by d 3, which has been chipped from the surface, is picked up and carried away by the shovel-shaped hoe heads, the collection of the chopped coal being facilitated by the adjacent holding plates h, between which the hoe heads act as shovels.
Die Zentrifugalkraft bringt die Hacken schnell dazu, wieder nach auswärts zu schwingen bis die Ansätze g 4 an ihren Schenkeln die Anschlagstifte f 3 anschlagen und die daraus folgende Unterbrechung ihres nach auswärts gerichteten Schwingens wirft die beförderte Kohle heraus. Die Hacken sind von der Stirnplatte a 1 des Fahrzeuges in einem solchen Abstand angeordnet, dass dieser einen angemessenen Spielraum zwischen der Maschine gestattet, ohne Hindernis seitens der Kohlenfläche nachzufolgen.The centrifugal force quickly causes the hoes to swing outward again until the lugs g 4 hit the stop pins f 3 on their legs and the consequent interruption of their outward swing throws out the transported coal. The hoes are spaced from the front plate a 1 of the vehicle at such a distance that this allows adequate clearance between the machine without hindrance from the coal surface to follow.
Die geschlagene Kohle, welche durch die Hacken g gehoben wird, wird durch diese auf eine quergestellte Transportvorrichtung j geworfen, welche mit Schabern j 1 versehen ist, die von Ketten j 2 bewegt werden, welche über auf den Abschlusswalzen j 3 sitzenden Kettenrädern j 6 abrollen. Die Schaber bewegen sich über eine Platte j 4, welche sich zwischen den Walzen erstreckt und Überlaufplatten j 5 bringen die Kohle auf die besagte Platte. Die Walzen sind in Lagern j 7 montiert, welche sich in einer Querplatte a 4 und in einer parallelen Platte a 5 befinden, die ihrerseits auf dem Fahrzeug angebracht sind. Die rückwärtige Walze wird über eine geeignete Zahnradübersetzung von der Welle e oder von einem der Kettenränder o 1 oder o 2 angetrieben, die im folgenden beschrieben werden. Die Fördervorrichtung j entleert die geschlagene Kohle durch eine Öffnung a 6 in den rückwärtigen Teil des Fahrzeuges auf ein Transportband k der üblichen Art, welches sich parallel mit der Kohlenfläche zwischen den Schienen c 1, c 2 der Laufrillen erstreckt, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt. Die quer verlaufende Transportvorrichtung befindet sich in einem Gehäuse wie bei j 8 angezeigt, um das Entweichen von Staub zu verhindern, ausser an ihrem Entleerungsende, wo er in einer verhältnismässig grossen Masse von geschlagener Kohle eingebettet ist, welche auf die Bandtransportvorrichtung k abgeleert wird. An Stelle der Transportvorrichtung j kann auch eine Rutsche vorgesehen werden.The whipped coal, which is lifted by the hoes g, is thrown through them onto a transversely positioned transport device j, which is provided with scrapers j 1, which are moved by chains j 2, which roll over sprockets j 6 sitting on the end rollers j 3 . The scrapers move over a plate j 4 which extends between the rollers and overflow plates j 5 bring the coal onto said plate. The rollers are mounted in bearings j 7 which are located in a transverse plate a 4 and in a parallel plate a 5, which in turn are mounted on the vehicle. The rear roller is driven via a suitable gear transmission from the shaft e or from one of the chain rims o 1 or o 2, which are described below. The conveyor j empties the beaten coal through an opening a 6 in the rear part of the vehicle on a conveyor belt k of the usual type, which extends parallel with the coal surface between the rails c 1, c 2 of the grooves on which the vehicle moves . The transverse transport device is located in a housing as indicated at j 8 in order to prevent the escape of dust, except at its emptying end, where it is embedded in a relatively large mass of whipped coal, which is emptied onto the belt transport device k. Instead of the transport device j, a slide can also be provided.
Um Verluste an geschlagener Kohle auf dem Wege der Hacken g zu vermeiden, ist eine gekrümmte Abschirmplatte m vorgesehen, deren Breite der Tiefe des Einschnittes in die Kohlenfläche entspricht, wobei die Krümmung der Platte m eng dem Weg der Schneidekante g 2 der Hacken angepasst ist und somit sicherstellt, dass geschlagene Kohle, welche nicht auf die Transportvorrichtung j durch die Hacken geworfen wurde, von letzteren zurückgehalten wird, bis das Auswerfen eintritt. Die Abschirmplatte m wird von der Querplatte a 4 getragen und erstreckt sich abwärts von der oberen Kante der vorderen Überlaufplatte j 5 bis zu einem Niveau gerade oberhalb des Bodens des Schnittes. Die Stirnplatte a 1 erstreckt sich von nahe dem Boden bis nahe der Decke d 2 des Stollens und von der Querplatte a 5 bis zu einer Linie vor dem Schnitt, wodurch die das Fahrzeug von den Hacken abschirmt. Die Platten a 1 und m arbeiten zusammen, um das Entweichen von Staub während des Betriebes auf einem Minimum zu halten. Sie können mit biegsamen Material eingefasst werden, welches Boden und Decken berührt.In order to avoid losses of whipped coal on the way of the hoes g, a curved shielding plate m is provided, the width of which corresponds to the depth of the incision in the coal surface, the curvature of the plate m being closely matched to the path of the cutting edge g 2 of the hoes and thus ensures that whipped coal which has not been thrown onto the transport device j by the hoes is retained by the latter until the ejection occurs. The shielding plate m is carried by transverse panel a 4 and extends downwardly from the top edge of front overflow panel j 5 to a level just above the bottom of the cut. The face plate a 1 extends from near the ground to near the ceiling d 2 of the tunnel and from the transverse plate a 5 to a line in front of the cut, which shields the vehicle from the hoes. The plates a 1 and m work together to keep the escape of dust to a minimum during operation. They can be edged with pliable material that touches the floor and ceiling.
Das Fahrzeug der Maschine wird von einem Paar ungeflanschter Räder b 1 getragen, welche sich auf der einzelnen Schiene c 1 der Laufrille bewegen und von Wellen b 4 getragen werden. Diese sind zwischen Platten a 7 montiert, welche entlang dem rückwärtigen Teil des Fahrzeuges laufen. Es wird ferner von geflanschten Zwillingsrädern b 2 auf einer Welle b 5 getragen, welche zwischen den Platten a 2 und a 3 auf dem Fahrzeug montiert ist; die Platten verlaufen parallel zu der Stirnplatte a 1 und erstrecken sich von der Querplatte a 4. Das Fahrzeug wird endlich von einem breiten geflanschten Rad b3 auf einer Welle b 6 getragen, welches zwischen den Seitenplatten a 8 eines Gehäuses a 9 am rechten Ende des Fahrzeuges montiert ist. Die Räder b 2 und b 3 laufen auf der Doppelschiene c 2 und führen das Fahrzeug bei seiner Bewegung.The vehicle of the machine is carried by a pair of unflanged wheels b 1 which move on the single track c 1 of the running groove and are carried by shafts b 4. These are mounted between plates a 7, which run along the rear of the vehicle. It is also carried by flanged twin wheels b 2 on a shaft b 5 which is mounted between the plates a 2 and a 3 on the vehicle; the plates run parallel to the face plate a 1 and extend from the transverse plate a 4. The vehicle is finally supported by a wide flanged wheel b3 on a shaft b 6, which is between the side plates a 8 of a housing a 9 at the right end of the vehicle is mounted. The wheels b 2 and b 3 run on the double rail c 2 and guide the vehicle as it moves.
Die Maschine kann durch Pressluft oder durch einen oder mehrere Elektromotore getrieben werden, aber gemäss der bevorzugten Ausführungsform wird eine kraftgetriebene endlose Kette n verwendet, welche über die ganze Länge der Kohlenfläche läuft, um die Welle e zu drehen, auf welcher die hackentragenden Naben f festgekeilt sind und sie wird ferner zur Bewegung des Fahrzeuges a verwendet. Zu diesem Zweck sind Kettenräder o 1, o 2, o 3 vorgesehen und zwar auf Wellen p, die von den parallelen Platten a 2, a 3, getragen werden. Ein Kettenrad o 4 ist auf der Welle e festgekeilt und endlich ist ein Kettenrad o 5 auf der Welle b 5 der Zwillingsräder b 2 vorgesehen. Eine Abdeckung r schützt die Kettenräder. Der obere Antriebslauf und der untere Rücklauf der Kette n wird von Kettenstegen c 3, c 4, gestützt, welche längs des Spaltes zwischen den Teilen der Doppelschiene c 2 laufen und die damit Wannen bilden. Der Antriebslauf der Kette n greift in das Rad o 1 ein und steigt über das Rad o 2 um in den unteren Teil des Rades o 4 auf der Welle e einzugreifen, worauf die Kette wieder über das Rad o 3 ansteigt und unterhalb des Rades o 5 eingreift, welches sie zu ihrer Wanne innerhalb der Doppelschiene zurückbringt. Die Richtung des oberen Laufes der Kette in Fig. 3 ist von rechts nach links.The machine can be powered by compressed air or by one or more electric motors, but according to the preferred embodiment a power driven endless chain n is used which runs the full length of the coal surface to rotate the shaft e on which the hoe-carrying hubs f are keyed are and it is also used to move the vehicle a. For this purpose, chain wheels o 1, o 2, o 3 are provided on shafts p which are carried by the parallel plates a 2, a 3. A chain wheel o 4 is keyed onto the shaft e and finally a chain wheel o 5 is provided on the shaft b 5 of the twin wheels b 2. A cover r protects the sprockets. The upper drive run and the lower return run of the chain n is supported by chain webs c 3, c 4, which run along the gap between the parts of the double rail c 2 and thus form troughs. The drive run of the chain n engages in the wheel o 1 and rises over the wheel o 2 to intervene in the lower part of the wheel o 4 on the shaft e, whereupon the chain rises again over the wheel o 3 and below the wheel o 5 engages, which will return them to their tub within the dual rail. The direction of the upper run of the chain in Fig. 3 is from right to left.
Während des Betriebes ist der obere Lauf der kraftgetriebenen endlosen Kette n vor der Maschine straff, während hinter der Maschine und beim Rücklauf schlaff ist, wobei der Zug der Kette an der Maschine in Richtung des Antriebes proportional der Energie ist, welche von der Kette genommen wird, um die Welle e und die Schlaghacken g zu drehen. Die Wirkung mehrerer Kettenräder ist die, die Belastung der Kette zu vergrössern und dementsprechend den Widerstand der Maschine gegen die Bewegung zu verringern. Der erwähnte Zug wird benützt, um die Maschine entlang der Kohlenfläche zu bewegen und bei Leerlauf der Maschine genügt der Zug der Kette gerade, um das Fahrzeug langsam entlang den Schienen c 1, c 2 ihrer Laufrille und der Richtung des Antriebes vorwärts zu bewegen. Wenn jedoch die vorderen Kanten der Halteplatten h die Oberfläche der zu hackenden Kohlen berühren, beginnen die Hacken g in die besagte Fläche einzuschlagen, da sie einen Bogen vor den Halteplatten beschreiben und erhebliche Energie wird von der Antriebskette n genommen, welche den Antrieb aufrecht erhält. Diese Energie drückt sich in dem Vorwärtszug auf die Maschine aus und die Halteplatten üben gegen die Kohlenfläche einen erheblichen Druck aus. Die Hacken schlagen auf jeder Seite der Halteplatten, welche zwischen jedem Satz von Hacken angeordnet sind und das Material, auf welches die Halteplatten drücken, wird zertrümmert, sobald die Hacken daraufschlagen und sich nach aufwärts entlang ihrer Schlagbogen bewegen bis alles oder fast alles Material, auf welchem die Halteplatten ruhen, zertrümmert ist. Soweit ein Rückstand an Material bleibt, wird dieser unter dem Druck der Halteplatten zerdrückt und die Maschine bewegt sich ruckartig um eine Strecke nach vorne, welche der Tiefe des Schnittes entspricht, wobei die beschriebene Anordnung für eine verhältnismässig schnelle intermittierende Bewegung der Maschine entlang der Kohlenfläche sorgt.During operation, the upper run of the power-driven endless chain n in front of the machine is taut, while behind the machine and when reversing is slack, the pull of the chain on the machine in the direction of the drive is proportional to the energy taken from the chain to turn shaft e and hammer g. The effect of multiple sprockets is to increase the load on the chain and, accordingly, to decrease the resistance of the machine to movement. The mentioned train is used to move the machine along the coal surface and when the machine is idling, the chain pull is just enough to move the vehicle slowly along the rails c 1, c 2 of their running groove and the direction of the drive. However, when the front edges of the holding plates h touch the surface of the coals to be chopped, the hoes g begin to hit the said surface, since they describe an arc in front of the holding plates and considerable energy is taken from the drive chain n, which maintains the drive. This energy is expressed in the forward pull on the machine and the holding plates exert considerable pressure against the carbon surface. The hooks strike on either side of the retaining plates located between each set of hooks and the material on which the retaining plates press is shattered as soon as the hooks strike and move upwards along their flaps until all or almost all of the material which the retaining plates rest, is shattered. If there is a residue of material, this is crushed under the pressure of the holding plates and the machine moves jerkily forwards by a distance which corresponds to the depth of the cut, the arrangement described ensuring a relatively fast intermittent movement of the machine along the coal surface.
An einem oder beiden Enden der Kohlenfläche wird eine Kammer eingeschlagen, um die Maschine aufzunehmen und mechanische Vorrichtungen (z.B. geeignet gestellte vertikal und horizontale hydraulische Winden ) tragen die Decke d 2 und bewegen das Fahrzeug a, seine Laufrille c 1, c 2 und die Bandtransportvorrichtung k vorwärts bis zur Kohlenfläche d 1, nach jedem Quergang, um den folgenden Abbauschnitt vorzubereiten.A chamber is hammered in at one or both ends of the coal surface to house the machine and mechanical devices (e.g. suitably placed vertical and horizontal hydraulic winches) support the ceiling d 2 and move the vehicle a, its running groove c 1, c 2 and the belt transport device k forward to coal surface d 1, after each traverse, in order to prepare the following mining section.
Im Vorstehenden ist lediglich eine Kohlenabbaumaschine mit einer rotierenden hackentragenden Welle e lediglich an einem Ende beschrieben, genau so gut kann eine entsprechend montierte und ausgestattete Antriebswelle e an jedem Ende der Maschine vorgesehen sein, um zu ermöglichen, dass die Maschine abwechselnd in jeder Richtung arbeitet. Eine senkrechte Einstellung des Schneidebogens der Schlaghacken g kann durch exzentrische Anordnung der vorderen Räder des Fahrzeuges erreicht werden.The foregoing describes only a coal mining machine with a rotating hoe-carrying shaft e only at one end, just as well a suitably mounted and equipped drive shaft e can be provided at each end of the machine to enable the machine to work alternately in each direction. A vertical adjustment of the cutting arch of the hammer g can be achieved by eccentric arrangement of the front wheels of the vehicle.
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