EP1029150B1 - Einrichtung zum schneiden bzw. schrämen von material - Google Patents

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EP1029150B1
EP1029150B1 EP98954053A EP98954053A EP1029150B1 EP 1029150 B1 EP1029150 B1 EP 1029150B1 EP 98954053 A EP98954053 A EP 98954053A EP 98954053 A EP98954053 A EP 98954053A EP 1029150 B1 EP1029150 B1 EP 1029150B1
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EP
European Patent Office
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cantilever arm
parts
hollow
wheel
boom
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EP98954053A
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Otto Krassnitzer
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Sandvik Mining and Construction GmbH
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Voest Alpine Bergtechnik GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1086—Drives or transmissions specially adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C27/00—Machines which completely free the mineral from the seam
    • E21C27/20—Mineral freed by means not involving slitting
    • E21C27/22—Mineral freed by means not involving slitting by rotary drills with breaking-down means, e.g. wedge-shaped drills, i.e. the rotary axis of the tool carrier being substantially perpendicular to the working face, e.g. MARIETTA-type

Definitions

  • the invention relates to a device for cutting or cutting of material on a substantially flat mining front with a cutting tool, which at least from one two cantilever arm parts pivotable relative to each other existing swivel arm is rotatably mounted, the pivot axis of the cantilever arm and the pivot axes of the cantilever arm parts penetrate the working face.
  • a device of the type mentioned is from the AT 380 925 B known.
  • the well-known establishment aimed to create a cutting machine seen in the direction of advance with a very short design is enough, whereby at the same time the expansion of the route to close to the face without interrupting the cutting work and without endangering or impairing is possible.
  • the swiveling boom parts are pivotable about axes, which are essentially normal are aimed at the working face, so that for the lower cantilever arm part a swivel angle of at least 180 ° and for the cantilever arm parts mounted on this first pivotable cantilever arm part a correspondingly larger swivel angle is required is actually a with a corresponding swivel position to be able to dismantle the level face.
  • a swivel angle of at least 180 ° and for the cantilever arm parts mounted on this first pivotable cantilever arm part a correspondingly larger swivel angle is required is actually a with a corresponding swivel position to be able to dismantle the level face.
  • These rotary actuator naturally also has to absorb reaction forces when cutting. conditioned through the required swivel angle, in particular the required Swivel angle for a first swiveling arm part separate articulated other boom parts conventional cylinder piston units as drive.
  • Rotary drive which is conventional in cutting machines Way could be designed as a hydraulic motor requires but now for exact positioning and for a safe one Absorption of the cutting forces a reduction gear, which ensures a high reduction.
  • the one used Reduction gears must also be protected be and the invention aims to provide a facility of to create the type mentioned, its reduction gear the overall length seen in the direction of advance is not increased and can be accommodated in the smallest of spaces.
  • the invention further aims at such a reduction gear to design that in addition to a short design also a high Reduction and a safe arrangement in the respective Sharping arm or cantilever arm parts is made possible.
  • this object is the inventive device in essential in that coaxial to the pivot axes of the cantilever arms or the cantilever arm parts planetary gear arranged which are the speed of rotary actuators for the part-turn actuator to a reduced swivel speed of the cantilever arm or the extension arm parts.
  • planetary gear arranged which are the speed of rotary actuators for the part-turn actuator to a reduced swivel speed of the cantilever arm or the extension arm parts.
  • the training according to the invention is advantageous hiebei so that the gearbox in the area of Swivel axes are constructed identically and are each driven Sun gear a plurality of mounted on a carrier revolving planet gears and one divided in the axial direction have two-part ring gear, the ring gear parts rotatably fixed in different parts of the cantilever arm are.
  • Such a two-part divided in the axial direction Ring gear provides a particularly high gear ratio at extreme short overall length seen in the axial direction.
  • the planet gears must be driven with the sun gear circulate with their carrier.
  • the training is advantageously taken so that the Planet gears in the axially adjacent ring gear parts on different Rotate pitch circle diameters.
  • a so-called profile shift be the planet gears are made in one piece can.
  • a profile shift inwards and in the abortion Ring gear part which rotatably with the previous cantilever arm part pivotally mounted cantilever arm part connected is a profile shift to the outside.
  • the pitch circle diameter results result from the multiplication of the module and the number of teeth.
  • the training according to the invention is thus advantageous hit that the number of teeth of adjacent ring gear parts around at least one, preferably three to four, different from one another is, which results in a particularly high reduction results in the smallest overall length in the axial direction is required.
  • the rotary drives can be operated in a particularly simple manner be formed by hydraulic motors.
  • a particularly small space requirement for the extension arm results is characterized in that the abortive ring gear of the first gear stage and the fixed ring gear part of the planetary gear of the outer boom in the same vertical plane is.
  • FIG. 1 shows a schematic side view a cutting machine according to the invention
  • Fig. 2 shows a section through the gears in the cutter or cantilever arm parts
  • Fig. 3 is a view in the direction of arrow III of Fig. 1 partially on average.
  • a cutting machine 1 is shown, the stationary Machine frame is designated 2.
  • a L-shaped carriage in side view the upward projecting end area designed as a portal designated 3 is.
  • the slide encompasses a guide tube 5 via tabs 4, which in turn is connected to the rigid machine frame 2 is.
  • the carriage and in particular the portal-like end 3 of the Carriage on which the boom arms 6 and 7 about pivot axes 8 and 9 are rotatably mounted, can be relative to the total Machine frame 2 in the direction of the double arrow 10 to the face move without the machine itself with its Crawler chassis 11 must be moved.
  • An anchor drilling and setting device is indicated schematically at 12. To the distance a between the positions in which the anchor drilling and setting device 12 comes into effect and keeping the face 30 as small as possible remains for the cantilever arm parts 6, 7 their respective drive, one Schrämmotor 13 and a cutting head 14 only a small space, the dimensions in the axial direction can only be achieved by appropriate construction of the drive and the gear for the cantilever arm parts 6 and 7 can be reduced accordingly. The details this drive are shown in Fig. 2.
  • a hydraulic motor 15 is provided which is driven by a Gear train 16 is connected to a sun gear 17.
  • the gear train 16 can hiebei formed for example as a chain drive his.
  • the ring gear in which the planet gears 18 engage, is formed divided, with a first ring gear part 19 is permanently connected to the portal 3, with which the Planet wheels 18 are driven to rotate around the axis 8.
  • the output takes place via the second ring gear part 20, which stationary again with the first swiveling cantilever arm part 6 connected is.
  • the number of teeth in the ring gear parts 19 and 20 differs from each other, so that uniformly trained Planet gear 18 here a corresponding speed reduction takes place and a high gear ratio is set.
  • the drive for the second cantilever arm part is analogous 7 trained.
  • the hydraulic motor is designated here by 21 and drives a central sun gear 22.
  • this sun gear 22 can be seen that this Sun gear is hollow and an axial bore 23 for the implementation of hydraulic lines, which consistently arranged protected inside the cantilever arm parts 6 and 7 can be and also for cutting drive for the cutting head 14th to lead.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schneiden bzw. Schrämen von Material an einer im wesentlichen ebenen Abbaufront mit einem Schrämwerkzeug, welches an einem aus wenigstens zwei relativ zueinander verschwenkbaren Auslegerarmteilen bestehenden schwenkbaren Auslegerarm rotierbar gelagert ist, wobei die Schwenkachse des Auslegerarmes und die Schwenkachsen der Auslegerarmteile die Ortsbrust durchsetzen.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist aus der AT 380 925 B bekannt. Die bekannte Einrichtung zielte darauf ab, eine Schrämmaschine zu schaffen, welche in Vortriebsrichtung gesehen mit sehr kurzer Bauweise das Auslangen findet, wobei gleichzeitig der Ausbau der Strecke bis nahe an die Ortsbrust ohne Unterbrechung der Schrämarbeit und ohne Gefährdung oder Beeinträchtigung ermöglicht ist. Die schwenkbaren Auslegerarmteile sind hiebei um Achsen schwenkbar, welche im wesentlichen normal auf die Ortsbrust gerichtet sind, sodaß für den unteren Auslegerarmteil ein Schwenkwinkel von wenigstens 180° und für die an diesem ersten verschwenkbaren Auslegerarmteil gelagerten Auslegerarmteile ein entsprechend größerer Schwenkwinkel gefordert ist, um bei entsprechender Schwenkstellung tatsächlich eine ebene Ortsbrust abbauen zu können. An den Schwenkantrieb sind hierbei hohe Anforderungen gestellt, da dieser Schwenkantrieb naturgemäß auch Reaktionskräfte beim Schrämen aufnehmen muß. Bedingt durch den geforderten Schwenkwinkel, insbesondere den geforderten Schwenkwinkel für an einem ersten verschwenkbaren Auslegerarmteil angelenkte weitere Auslegerarmteile scheiden konventionelle Zylinderkolbenaggregate als Antrieb aus. Ein Rotationsantrieb, welcher bei Schrämmaschinen in konventioneller Weise als Hydraulikmotor ausgebildet werden könnte, erfordert aber nun für eine exakte Positionierung und für eine sichere Aufnahme der Schrämkräfte ein Untersetzungsgetriebe, welches eine hohe Untersetzung sicherstellt. Das zum Einsatz gelangende Untersetzungsgetriebe muß darüberhinaus geschützt untergebracht werden und die Erfindung zielt darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Untersetzungsgetriebe die Baulänge in Vortriebsrichtung gesehen nicht vergrößert und auf kleinstem Platze untergebracht werden kann. Die Erfindung zielt weiters darauf ab, ein derartiges Untersetzungsgetriebe so auszugestalten, daß neben einer kurzen Bauweise auch eine hohe Untersetzung und eine sichere Anordnung in den jeweiligen Schrämarm- bzw. Auslegerarmteilen ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Einrichtung im wesentlichen darin, daß koaxial zu den Schwenkachsen der Auslegerarme bzw. der Auslegerarmteile Planetengetriebe angeordnet sind, welche die Drehzahl von Drehantrieben für den Schwenkantrieb auf eine verringerte Schwenkgeschwindigkeit des Auslegerarmes bzw. der Auslegerarmteile reduzieren. Dadurch, daß koaxial zu den Schwenkachsen der Auslegerarme bzw. der Auslegerarmteile Planetengetriebe angeordnet sind, können derartige Getriebe in Achsrichtung der Schwenkachse gesehen überaus kurzbauend ausgebildet sein und geschützt im Schrämarm- bzw. Auslegerarmteil untergebracht werden. Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung hiebei so getroffen, daß die Getriebe im Bereich der Schwenkachsen baugleich ausgebildet sind und jeweils ein angetriebenes Sonnenrad eine Mehrzahl von an einem Träger gelagerten umlaufenden Planetenrädern sowie ein in Achsrichtung geteiltes zweiteiliges Hohlrad aufweisen, wobei die Hohlradteile drehfest in voneinander verschiedenen Teilen des Auslegerarmes festgelegt sind. Ein derartiges in Achsrichtung geteiltes zweiteiliges Hohlrad stellt eine besonders hohe Untersetzung bei äußerst geringer Baulänge in Achsrichtung gesehen sicher. Dadurch, daß einer der beiden Hohlradteile drehfest im ersten Auslegerarmteil festgelegt ist, müssen bei angetriebenem Sonnenrad die Planetenräder mit ihrem Träger umlaufen. Dadurch, daß nun der zweite Teil des geteilten zweiteiligen Hohlrades drehfest mit dem am vorangehenden Teil schwenkbar gelagerten Auslegerarmteil verbunden ist, ergibt sich eine wirkungsvolle und überaus hohe Untersetzung, wenn entweder die Planetenräder geteilt ausgebildet sind und eine relativ gering voneinander abweichende Anzahl von Zähnen in den beiden Abschnitten aufweist. Prinzipiell kann aber auch ein einheitliches Planetenrad, welches sich über die gesamte axiale Länge erstreckt, zum Einsatz gelangen, wenn für die Erzielung einer entsprechend hohen Untersetzung die Ausbildung so getroffen ist, daß die Hohlradteile voneinander verschiedene Anzahl von Zähnen tragen.
Mit Vorteil ist hiebei die Ausbildung so getroffen, daß die Planetenräder in den axial benachbarten Hohlradteilen auf unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern umlaufen. Bei einer derartigen Bauweise kann eine sogenannte Profilverschiebung ausgenützt werden, wobei die Planetenräder einteilig ausgeführt werden können. Um eine Differenzzähnezahl, von beispielsweise drei zu erhalten, erfolgt im stillstehenden Hohlradteil des einen Auslegerarmes eine Profilverschiebung nach innen und im abtreibenden Hohlradteil, welches drehfest mit dem am vorangehenden Auslegerarmteil schwenkbar gelagerten Auslegerarmteil verbunden ist, eine Profilverschiebung nach außen. In diesem Fall ist das Planetenrad in beiden Hohlradteilen auf unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern in Eingriff. Der Teilkreisdurchmesser ergibt sich jeweils aus der Multiplikation des Moduls und der Zähneanzahl.
Mit Vorteil ist somit die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, daß die Anzahl der Zähne benachbarter Hohlradteile um wenigstens eins, vorzugsweise drei bis vier, voneinander verschieden ist, wodurch sich eine besonders hohe Untersetzung ergibt und gleichzeitig geringste Baulänge in axialer Richtung erforderlich wird.
In besonders einfacher Weise können erfindungsgemäß die Drehantriebe von Hydraulikmotoren gebildet sein. Auch der Antrieb für den Schrämkopf bzw. die Schrämwalzen, welcher am jeweils äußersten Auslegerarmteil angeordnet ist, kann in vorteilhafter Weise als Hydraulikmotor ausgebildet sein, wobei eine geschützte Anordnung der Hydraulikleitungen zu den jeweiligen Hydraulikmotoren in besonders vorteilhafter Weise dadurch ermöglicht wird, daß die Sonnenräder an Hohlwellen für die Durchführung von Hydraulikleitungen zu am nachfolgenden schwenkbaren Auslegerarmteil angeordneten Hydraulikmotoren angeordnet sind.
Ein besonders geringer Platzbedarf für den Auslegerarm ergibt sich dadurch, daß das abtreibende Hohlrad der ersten Getriebestufe und das festverbundene Hohlradteil des Planetengetriebes des äußeren Auslegers in der selben vertikalen Ebene angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schrämmaschine, Fig. 2 einen Schnitt durch die Getriebe in den Schräm- bzw. Auslegerarmteilen und Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1 teilweise im Schnitt.
In Fig. 1 ist eine Schrämmaschine 1 dargestellt, deren stationärer Maschinenrahmen mit 2 bezeichnet ist.
Relativ zu dem kastenförmigen Maschinenrahmen 2 verschiebbar ist ein in der Seitenansicht L-förmiger Schlitten, dessen aufwärts ragender als Portal ausgebildeter Endbereich mit 3 bezeichnet ist. Der Schlitten umgreift über Laschen 4 ein Führungsrohr 5, welches wiederum mit dem starren Maschinenrahmen 2 verbunden ist. Der Schlitten und insbesondere das portalartige Ende 3 des Schlittens, an welchem die Auslegerarme 6 und 7 um Schwenkachsen 8 und 9 rotierbar gelagert sind, läßt sich insgesamt relativ zum Maschinenrahmen 2 in Richtung des Doppelpfeiles 10 zur Ortsbrust verschieben, ohne daß hiebei die Maschine selbst mit ihrem Raupenfahrwerk 11 verfahren werden muß.
Mit 12 ist schematisch eine Ankerbohr- und -setzeinrichtung angedeutet. Um den Abstand a zwischen den Positionen, in welchem die Ankerbohr- und -setzeinrichtung 12 zur Wirkung gelangt und der Ortsbrust 30 so gering wie nur möglich zu halten, verbleibt für die Auslegerarmteile 6, 7 ihren jeweiligen Antrieb, einen Schrämmotor 13 und einen Schrämkopf 14 nur geringer Platz, wobei die Baumaße in axialer Richtung nur durch entsprechende Konstruktion des Antriebes und des Getriebes für die Auslegerarmteile 6 und 7 entsprechend verringert werden kann. Die Details dieses Antriebes sind in Fig. 2 dargestellt.
In Fig. 2 ist ersichtlich, daß am Portal 3 um eine Achse 8 schwenkbar ein erster Auslegerarmteil 6 angeordnet ist. Für den Antrieb ist ein Hydraulikmotor 15 vorgesehen, welcher über einen Getriebezug 16 mit einem Sonnenrad 17 verbunden ist. Der Getriebezug 16 kann hiebei beispielsweise als Kettenantrieb gebildet sein.
Das Sonnenrad 17, welches somit mit dem Antriebsmotor 15 in Verbindung steht, kämmt mit Planetenrädern 18, welche gemeinsam mit ihrem Träger umlaufen. Das Hohlrad, in welches die Planetenräder 18 eingreifen, ist geteilt ausgebildet, wobei ein erster Hohlradteil 19 ortsfest mit dem Portal 3 verbunden ist, womit die Planetenräder 18 zum Umlauf um die Achse 8 angetrieben werden. Der Abtrieb erfolgt über den zweiten Hohlradteil 20, welcher wieder ortsfest mit dem ersten schwenkbaren Auslegerarmteil 6 verbunden ist. Die Anzahl der Zähne in den Hohlradteilen 19 und 20 differiert voneinander, sodaß bei einheitlich ausgebildeten Planetenrad 18 hier eine entsprechende Geschwindigkeitsreduktion erfolgt und ein hohes Übersetzungsverhältnis eingestellt wird.
In analoger Weise ist der Antrieb für den zweiten Auslegerarmteil 7 ausgebildet. Der Hydraulikmotor ist hier mit 21 bezeichnet und treibt ein zentrales Sonnenrad 22 an. Bei der Darstellung dieses Sonnenrades 22 ist ersichtlich, daß dieses Sonnenrad hohl ausgebildet ist und eine axiale Bohrung 23 für die Durchführung von Hydraulikleitungen aufweist, welche durchwegs geschützt im Inneren der Auslegerarmteile 6 und 7 angeordnet sein können und auch zum Schrämantrieb für den Schrämkopf 14 führen. Eine Drehdurchführung für die Versorgungsleitungen ist dabei mit 29 bezeichnet.
Mit dem Sonnenrad 22 kämmen wiederum Planetenräder 24, wobei das außenliegende Hohlrad wiederum zweiteilig ausgebildet ist. Der Hohlradteil 25 ist wiederum drehfest mit dem Auslegerarmteil 6 verbunden, wohingegen der zweite Teil des Hohlrades 26 drehfest mit dem Auslegerarmteil 7 verbunden ist. Bedingt durch die Differenz der Anzahl der Zähne in den Hohlradteilen 25 und 26 gelingt es wiederum eine hohe Untersetzung auszubilden, wobei mit entsprechend kleinbauenden Hydraulikmotoren 21 bzw. 15 das Auslangen gefunden wird und trotzdem die erforderlichen Stützkräfte und Reaktionskräfte sicher aufgenommen werden können.
Bei der Darstellung nach Fig. 3 sind teilweise im Schnitt die Planetenräder und die jeweiligen Hohlräder ersichtlich. Die Planetenräder sind jeweils an gemeinsamen Trägern gelagert und können je nach Zahnzahl der jeweiligen Hohlradteile im Sinne des Doppelpfeiles 27 umlaufen. Im übrigen wurden in der Darstellung nach Fig. 3 die Bezugszeichen der vorangehenden Figuren beibehalten. Zusätzlich zu dem stirnseitigen Portal 3 sind nun die Rahmenholme 28 der Schlittenkonstruktion ersichtlich, welche an den Rohren 5 in Maschinenlängsrichtung verschieblich geführt ist. Weiters ist das Kastenprofil des starren Maschinenrahmens 2 deutlich ersichtlich, daß der stationäre Maschinenrahmen 2 als Kastenprofil ausgebildet ist und einen Streckenförderer 30 aufnimmt, welcher im kastenförmigen Profil in Längsrichtung der Maschine verschieblich gelagert ist.

Claims (8)

  1. Einrichtung zum Schneiden bzw. Schrämen von Material an einer im wesentlichen ebenen Abbaufront mit einem Schrämwerkzeug, welches an einem aus wenigstens zwei relativ zueinander verschwenkbaren Auslegerarmteilen (6,7) bestehenden schwenkbaren Auslegerarm rotierbar gelagert ist, wobei die Schwenkachse des Auslegerarmes und die Schwenkachsen (8,9) der Auslegerarmteile (6,7) die Ortsbrust durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu den Schwenkachsen (8,9) der Auslegerarme bzw. der Auslegerarmteile (6,7) Planetengetriebe angeordnet sind, welche die Drehzahl von Drehantrieben für den Schwenkantrieb auf eine verringerte Schwenkgeschwindigkeit des Auslegerarmes bzw. der Auslegerarmteile (6,7) reduzieren.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebe im Bereich der Schwenkachsen (8,9) baugleich ausgebildet sind und jeweils ein angetriebenes Sonnenrad (17,22) eine Mehrzahl von an einem Träger gelagerten umlaufenden Planetenrädern (18,24) sowie ein in Achsrichtung geteiltes zweiteiliges Hohlrad aufweisen, wobei die Hohlradteile (18,19;25,26) drehfest in voneinander verschiedenen Teilen (6,7) des Auslegerarmes festgelegt sind.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlradteile (18,19;25,26) voneinander verschiedene Anzahl von Zähnen tragen.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (18,24) in den axial benachbarten Hohlradteilen (18,19;25,26) auf unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern umlaufen.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Zähne benachbarter Hohlradteile (18,19;25,26) um wenigstens eins, vorzugsweise drei bis vier, voneinander verschieden ist.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebe von Hydraulikmotoren (15,21) gebildet sind.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (17,22) an Hohlwellen für die Durchführung (29) von Hydraulikleitungen zu am nachfolgenden schwenkbaren Auslegerarmteil (6,7) angeordneten Hydraulikmotoren (15,22) angeordnet sind.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das abtreibende Hohlrad (20) der ersten Getriebestufe und das festverbundene Hohlradteil (25) des Planetengetriebes des äußeren Auslegers in der selben vertikalen Ebene angeordnet ist.
EP98954053A 1997-11-04 1998-11-03 Einrichtung zum schneiden bzw. schrämen von material Expired - Lifetime EP1029150B1 (de)

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