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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung der Einbruchstiefe von Schrämwerkzeugen von Vortriebsmaschinen in die Ortsbrust.
Teilschnittschrämmaschinen erfordern für das Abbauen der Ortsbrust zunächst ein Einbrechen in die Ortsbrust Zu diesem Zweck wird die Teilschnittschrämmaschine verfahren, sodass die Abbauwerkzeuge in die Ortsbrust über eine vorbestimmte Einbruchtiefe eindringen, wonach für den Vortrieb ein Abschrämen der gesamten Ortsbrustfläche erfolgt Je nach den Gegebenheiten in der Strecke bzw. der Beschaffenheit des Gesteins, erfolgt dieser Einbruchvorgang zunächst im Bereich der Firste, der Ortsbrustmitte oder im Bereich der Streckensohle Für ein automatisiertes Schneiden bzw. Schrämen ist ein exaktes Erfassen der tatsächlichen Einbruchstiefe des Schrämwerkzeuges erforderlich. Bei den bisher bekannten Vorschlägen, die Einbruchstiefe zu erfassen, wurde ein nicht angetriebenes Wegmessrad neben dem Raupenfahrwerk der verfahrbaren Teilschnittschrämmaschine mitgeführt.
Die von diesem Wegmessrad erfasste Wegstrecke während des Einbruchvorganges soll hiebei Aufschluss über die Einbruchstiefe geben.
Bei trockener Sohle, wie beispielsweise im Kalibergbau, hat sich eine derartige Messeinrichtung durchaus bewahrt. Messungenauigkeiten ergeben sich aber bei anderer Sohlenbeschaffenheit Eine exakte Messung wird im Bereich des Streckenvortriebes üblicherweise mit Richtungskontrolleinrichtungen gewährleistet, bei welchen von einem ortsfest angeordneten Theodoliten die entsprechenden Messungen erfolgen. Die Messung kann über Messstrahlen erfolgen, welche über Empfangseinrichtungen an der Vortriebsmaschine wiederum erfasst und in der Folge ausgewertet werden können. Für derartige Einrichtungen sind somit gesonderte Einrichtungen innerhalb der Strecke nötig, wobei insbesondere bei schlechten Sohlenverhältnissen und schlechten Sichtverhältnissen im Bereich der Vortriebsmaschine Verzerrungen der Messergebnisse nicht ausgeschlossen werden können.
Auch eine indirekte Wegmessung, bei welcher unmittelbar die Fahrbewegung des Raupenfahrwerkes überwacht wird, führt nicht zu der gewünschten Präzision, da bei unebener, schmutziger und nasser Sohle der Schlupf nicht berücksichtigt wird, sodass es hier zu unbrauchbaren Messdaten kommen kann
Die EP 221 886 A1 zeigt und beschreibt ein Verfahren zum Steuern der Bewegung eines allseits schwenkbaren Schrämarmes einer Teilschnittschrämmaschine, wobei die für die Beaufschlagung eines der beiden Antriebe verstrichene Zeit und/oder das dem jeweiligen Antrieb zugeführte Druckmittelvolumen gemessen wird.
In Abhängigkeit von der gewünschten Spanvorgabe wird nach Erreichen der für die Spanvorgabe erforderlichen Zeit der Beaufschlagung eines Antriebes oder des Volumens für die Verstellung in die Richtung der Spanvorgabe die Druckmittelzufuhr zu diesem Antrieb geschlossen und lediglich die Druckmittelzufuhr zum Vorschubantrieb freigegeben. Mit diesem Verfahren lässt sich eine genaue Anpassung an die jeweilige Gesteinsbeschaffenheit erzielen und abweichend von der Vorschubrichtung beliebig orientierte Bewegungen des Schrämarmes insbesondere bei der Schrämrichtungsumkehr ermöglichen, womit ein Erreichen des Sollprofiles in einfacher Weise gewährleistet ist, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Maschine durch eine verbleibende Rippe in der Schwenkbewegung blockiert wird.
Die US-PS 4 072 349 zeigt und beschreibt ein Verfahren zur Steuerung von Gewinnungsmaschinen mit wenigstens einer Schneidwalze, wobei das abzubauende Material in verschiedenen Schneidebenen abgebaut wird. Dabei wird in einer ersten oberen Schneidebene der Ausbruchsquerschnitt in das abzubauende Material geschrämt, worauf einer zweiten unteren Schneidebene die Gesteinsgrenze mit Strahlungsdetektoren bestimmt wird und der Abbau der Gewinnungsmaschine dieser Gesteinsgrenze entsprechend gesteuert wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche es erlaubt, die Schrämleistung jeweils zu optimieren und die Automatisierung des Abbau- bzw. Vortriebverfahrens zu erleichtern. Die Erfindung zielt nun weiters darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ohne gesonderte Einrichtungen innerhalb der Strecke auch bei schlechten Sohlenverhältnissen und schlechter Sicht im Bereich der Vortriebsmaschine ausreichend genaue Messergebnisse für die Einbruchstiefe erzielt werden können.
Die Einrichtung soll konstruktiv einfach aufgebaut sein, sodass die Betriebssicherheit auch im rauhen Vortriebsbetrieb jederzeit gegeben ist Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemässe Einrichtung im wesentlichen darin, dass im Bereich des Schwenkwerkes der Vortriebsmaschine wenigstens zwei zur Ortsbrust gerichtete Abstandssensoren angeordnet sind,
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die jeweils den Bereich vor und hinter der Schneidspur der Meissel der Schrämköpfe messen und dass die Abstandssensoren mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind, wobei die Sensorsignale einer Vergleichsschaltung zur Auswertung der Differenz der Signale zugefuhrt sind Dadurch, dass im Bereich des Schwenkwerkes der Vortriebsmaschine wenigstens zwei zur Ortsbrust gerichtete Abstandssensor angeordnet sind,
die jeweils den Bereich vor und hinter der Schneidspur der Meissel der Schrämköpfe messen, wird über möglichst kurze Distanz und damit auch bei schlechter Sicht besser reproduzierbar unmittelbar eine Abstandsmessung vorgenommen, wobei die Abbaubewegung beim Vortrieb Berücksichtigung findet. Bei einem Bestreichen der Ortsbrust durch die Schrämwerkzeuge nach erfolgtem Einbruch ergibt sich in der Bahn der Schrämwerkzeuge hinter den Schrämwerkzeugen eine grössere Tiefe, welchen eine geringere Tiefe vor den Schrämwerkzeugen gegenübersteht.
Aus der Differenz der Messung über die Ortsbrust kann somit auf die Tiefe des Einbruches unmittelbar geschlossen werden Derartige Abstandssensoren können stationär oder gemeinsam mit dem Schwenkwerk verschwenkbar angeordnet sein, sodass unmittelbar jeweils vor und hinter dem Schrämwerkzeug eine Messung vorgenommen wird und damit ein entsprechender Vergleich durch Differenzbildung ermöglicht wird Die Auswertung der Einbruchstiefe erfolgt durch Differenzbildung, wofür die Sensorsignale einer Vergleichsschaltung zur Auswertung der Differenz der Signale zugeführt sind. Der jeweils grössere Messwert für die Distanz vermindert um den jeweils geringeren Messwert für eine an anderer Stelle gemessene Distanz ergibt unmittelbar die Tiefe des Einbruches und damit die gewünschte Information.
Eine weitere Verbesserung der Messergebnisse durch Ausmitteln von Spitzenwerten kann dadurch erfolgen, dass, wie es einer bevorzugten Ausbildung entspricht, die Abstandssensoren verschwenkbar angeordnet sind. Mit derartigen verschwenkbaren Sensoren kann ein relativ grosser Bereich der Ortsbrust abgetastet werden, wobei Spitzenwerte ausgefiltert werden können und das Messergebnis verbessert wird. Ein unmittelbarer Aufschluss über den Bereich in unmittelbarer Nähe der Schrämköpfe bzw. der Schrämwerkzeuge kann dadurch sichergestellt werden, dass die Abstandssensoren auf gleicher Höhe der Vortriebsmaschine angeordnet sind.
In besonders einfacher Weise können die zu Beginn des Messvorganges gemessenen Signale mit den geometnschen Daten der Vortriebsmaschine verglichen und in Beziehung gesetzt werden, sodass eine Kalibrierung des Ausgangswertes erfolgen kann. Durch kontinuierlichen Vergleich der Messdaten zweier Sensoren können Ungleichmässigkeiten in der Ortsbrust, wie Einbrüche bzw. grosse herunterfallende Gesteinsbrocken aus der Auswertung eliminiert werden. Die Erfassung der konkret gegebenen Einbruchstiefe erlaubt es jederzeit, derartige Messdaten mit den Sohldaten für das Schneiden in bestimmten Gesteinsarten oder Vorgaben bezüglich des nächsten Streckenausbaues verglichen werden.
Eine weitere Möglichkeit der Auswertung von Messdaten für den Abstand zur Ortsbrust besteht darin, dass die Sensorsignale mit von an sich bekannten Seitenabstandssensoren ermittelten Sensorsignalen in der Auswerteeinrichtung verglichen werden. Auf diese Weise kann ein Versetzen der Maschine mitberücksichtigt werden, wobei derartige Seitenabstandssensoren beispielsweise in der DE-A1 44 39 601 beschrieben sind.
Ein weiterer Einbruch soll in der Regel dann noch nicht durchgeführt werden, wenn die Ladeeinrichtung noch nicht hinreichend geräumt ist, da sonst Probleme mit dem Abtransport des geschrämten Materials bestehen. Die in Richtung zur Ortsbrust gerichteten Abstandssensoren erlauben auch hier eine zusätzliche Information, wobei die Ausbildung mit Vorteil so getroffen ist, dass die Sensoren und/oder ein weiterer Sensor auf den unteren Ortsbrustbereich hin ausrichtbar und dass das Signal dieser Sensoren über eine Auswerteschaltung mit dem Antrieb für den Einbruch verbunden ist. Wenn eine derartige Messung einen hohen Befüllungsgrad der Ladeeinrichtung ergibt, kann ein weiterer Einbruchsvorgang solange verzögert werden bis die Abförderung in dem erforderlichen Masse erfolgt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig 1 eine Seitenansicht auf eine Streckenvortriebsmaschine mit der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine auf einem Raupenfahrwerk 1 verfahrbare Teilschnittschrämmaschine 2 dargestellt, deren Schwenkwerk mit 3 bezeichnet ist Am Schwenkwerk ist ein in Höhenrichtung und seitlich schwenkbarer Auslegerarm 4 angelenkt, wobei das Schwenkwerk selbst um die Achse
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5 in horizontaler Richtung verschwenkbar ist.
Der Auslegerarm 4 trägt Schrämkopfe 6, welche bei der Darstellung nach Fig 1 in die Ortsbrust über eine Einbruchstiefe te eindringend dargestellt sind Die Vortriebsbewegung zum Abbauen des Gesteines erfolgt hiebei durch Verschwenken des Schwenkwerkes 3 um die im wesentlichen vertikale Achse 5 in im wesentlichen horizontaler Richtung Dem Schwenkwerk benachbart sind Abstandssensoren 7 angeordnet, wobei, wie sich insbesondere aus der Draufsicht nach Fig 2 ergibt, derartige Abstandssensoren zu beiden Seiten des Schwenkwerkes 3 angeordnet sind. Der in Maschinenlängsrichtung gesehen rechte Abstandssensor ist mit 7 bezeichnet, wohingegen der gegenüberliegende Sensor mit 8 bezeichnet ist. Die Sensoren 7 bzw. 8 können selbst ortsfest angeordnet sein, oder aber schwenkbar an der Vortriebsmaschine 2 angelenkt sein.
Die Verschwenkung in im wesentlichen vertikaler Richtung führt hiebei zu einem Abtasten der Ortsbrust über den Bereich, in welchem der Einbruch bereits stattgefunden hat, sodass der jeweils grösste Messwert dem Abstand zur Ortsbrust zuzüglich der Einbruchstiefe te entspricht. Die Abstandssensoren können in konventioneller Weise beispielsweise als Ultraschallsensoren ausgebildet sein und nach Art eines Echolotes betrieben werden Alternativ sind andere Strahlungsquellen, wie beispielsweise Infrarotstrahlen für den Sensor einsetzbar, wobei jeweils aus der Differenz der Laufzeit zwischen abgesendetem und reflektierem Signal auf die jeweilige Distanz geschlossen wird.
Bei der Darstellung nach Fig. 1 ist auf einer Ladeeinrichtung 9 ein Haufwerk 10 ersichtlich, wobei, wie Fig. 1 zeigt, hier ein relativ hoher Befüllungsgrad je nach Schwenklage des Auslegerarmes 4 möglich ist. Der Abstand zum Haufwerk 10 kann gleichfalls über die Sensoren 7 bzw. 8 oder gesonderte Sensoren gemessen werden, wobei ein zu geringer Abstand hier eine zu hohe Befüllung der Ladeeinrichtung 9 ergibt Bei zu hoher Befüllung kann das weitere Einbruchschrämen unterbrochen werden bis die Abförderung in dem gewünschten Ausmass unter Vergrösserung des gemessenen Abstandes zum Haufwerk 10 erfolgt ist.
Wie sich insbesondere aus der Draufsicht nach Fig. 2 ergibt, wird von den Sensoren 7 bzw. 8 jeweils der Bereich vor und hinter der Schneidspur der Meissel der Schrämköpfe 6 gemessen Der Auslegerarm 4 wird beim Schrämen in Richtung des Pfeiles 11verschwenkt, wobei in den bereits geschrämten Teilbereich in der Spur der Schrämköpfe die jeweils grössere Distanz vermehrt um die Einbruchtiefe gemessen wird. Ein in diese Spur gerichteter Sensor 8 misst somit einen höheren Wert für den Abstand als der Sensor 7, sodass aus der Differenz dieser Signale unmittelbar die Einbruchstiefe te ermittelt werden kann Am Ende des Schwenkweges in Richtung des Pfeiles 11 erfolgt üblicherweise eine Verschwenkung des Auslegerarmes 4 in vertikaler Richtung, wobei unter Bewegungsumkehr entgegen der Richtung des Pfeiles 11 ein neuer Schlag geschrämt wird.
In diesen Fällen werden die Messwerte des Abstandssensors 7 grösser sein als die Messwerte des Abstandssensors 8.
Das auf die Ladeeinrichtung auftreffende Material wird über einen kontinuierlichen Förderer 12 zum Abwurf bzw. Übergabeende 13 dieses Förderers transportiert und kann in der Folge in konventioneller Weise weiter abtransportiert werden.
PATENTANSPRÜCHE:
1 Einrichtung zur Erfassung der Einbruchtiefe von Schrämwerkzeugen von
Vortriebsmaschinen in die Ortsbrust, dadurch gekennzeichnet, dass, im Bereich des
Schwenkwerkes (3) der Vortriebsmaschine (2) wenigstens zwei zur Ortsbrust gerichtete
Abstandssensoren (7,8) angeordnet sind, die jeweils den Bereich vor und hinter der
Schneidspur der Meissel der Schrämköpfe (6) messen und dass die Abstandssensoren (7,8) mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind, wobei die Sensorsignale einer
Vergleichsschaltung zur Auswertung der Differenz der Signale zugeführt sind.