DE2639591A1

DE2639591A1 - Schraemmaschine

Info

Publication number: DE2639591A1
Application number: DE19762639591
Authority: DE
Inventors: Arnulf Kissich; Peter Dipl Ing Kogler; Otto Dipl Ing Schetina; Alfred Ing Zitz
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1977-03-03
Also published as: US4098539A; ATA676875A; FR2323001B1; AU500560B2; PL112254B1; YU39218B; HU177015B; JPS5651279B2; GB1548206A; SU917705A3; AU1728576A; MX144205A; JPS5245502A; DE2639591B2; AT339235B; FR2323001A1; CS186743B2; ZA764887B; CA1050054A; YU214176A

Description

Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke Alpine Montan Aktiengesellschaft

in Wien (Österreich) Friedrichstraße 4

Schrämmaschine

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Die Erfindung betrifft eine sogenannte Teilschnittschrämmaschine, das ist eine Schrämmaschine, bei welcher der Schrämkopf an einem allseits schwenkbaren Schrämarm angeordnet ist und entlang der Abbaufront geführt wird. Hiebei bezieht sich die Maschine auf ein.e besondere Bauart einer solchen Schrämmaschine, bei welcher zu beiden Seiten des Endes des allseits schwenkbaren Schrämannes je ein Schrämkopf um eine senkrecht zur LängserStreckung des Auslegerarmes liegende Achse rotierbar gelagert ist und durch Schwenken des Schrämarmes eine Vorschubbewegung in Richtung seiner Achse ausführt, wobei die Schrämköpfe von einer im Schrämarm untergebrachten Antriebsanordnung über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben sind. Bei einer Vorschubbewegung in Richtung der Achse der Schrämköpfe, welche üblicherweise horizontal liegt, schneidet nur der jeweils vordere Schrämkopf, wobei abwechselnd der rechte und der linke Schrämkopf in Schneidstellung gelangt. Zu Beginn des Schnittes müssen jedoch beide Schrämkopfe in das Gestein hineingedrückt werden. Beim ersten Anschneiden der Abbaufront werden die Schrämköpfe durch Vorfahren der Schrämmaschine in die Abbaufront hineingedrückt. Wenn die erste Zeile in Achsrichtung der Schrämköpfe geschnitten ist, werden die Schrämköpfe durch Verschwenken des Schrämarmes senkrecht zu ihrer Achse verschoben und es wird eine neue Zeile in entgegengesetzter Richtung durch den jeweils anderen Schrämkopf geschnitten. Die beiden Schrämköpfe sind seitlich des Schrämarmendes angeordnet und sind daher in axialer Richtung voneinander um die Breite des Endes des Schrämarmes distanziert. Bei der Vorschubbewegung senkrecht zur Achse der Schrämköpfe entsteht daher eine Rippe im Gestein, deren Breite der Breite des Endes des Schrämarmes entspricht. Diese Rippe muß nun entweder abgebrochen werden oder muß bei der Vorschubbewegung von der Rückseite des jeweils in Vorschubrichtung hinteren Schrämkopfes zerschnitten werden. Je breiter diese Rippe wird, desto zeitraubender wird die Arbeit zur Entfernung

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dieser Rippe. Beim Schneiden von gewölbten Profilen, wie dies beispielsweise im Tunnelbau erforderlich ist, muß die Wölbung am Scheitel in eine Gerade übergehen, welche um eine Sehräitikopfbreite länger ist als der Abstand der größten Schrämköpfe voneinander, da ja die Rippe· am Scheitel des Gewölbes durch Hin- und Herbewegen des Schrämkopfes in seiner Achsrichtung entfernt werden muß. Diese Abflachung am Scheitel beeinflußt die Standfestigkeit des Ausbruches in ungünstiger Weise.

Für den Antrieb der Schrämköpfe muß ein sehr großes Drehmoment auf die Schrämköpfe üba±ragen werden. Die Drehzahl der Schrämköpfe ist geringer als die Drehzahl des Antriebsmotors, der im Schrämarm untergebracht ist und bei den üblichen Anordnungen ist das letzte Zahnrad des Antriebes auf der Welle der Schrämköpfe angeordnet, rotiert mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Schrämköpfe und muß daher das gleiche hohe Drehmoment aufnehmen wie die Schrämköpfe, wobei die gesamte Untersetzung zwischen Motor und Schrämkopf im Schrämarm untergebracht ist. üblicherweise ist dieses letzte Zahnrad ein Stirnrad und muß sehr breit bemessen werden, um das" Drehmoment übertragen zu können. Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig große Breite des Schrämarmendes und damit eine verhältnismäßig große Distanz zwischen den beiden Schrämköpfen, woraus wieder folgt, daß die zwischen den Schrämköpfen entstehende Rippe eine große Breite aufweist. Eine solche Rippe kann nicht mehr gebrochen werden, sondern muß in zeitraubender Arbeit geschnitten werden.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, bei einer Schrämmaschine der eingangs geschilderten Art diese Nachteile zu beheben und besteht im wesentlichen darin, daß zumindest die letzte Stufe des Untersetzungsgetriebes innerhalb der hohl ausgebildeten Schrämköpfe angeordnet ist. Auf diese Weise rotiert das letzte Zahnrad, welches im Schrämarm untergebracht ist, mit einer Drehzahl, welche um das Ausmaß der in den Schrämköpfen untergebrachten Untersetzung größer ist als

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die Drehzahl der Schrämköpfe. Das auf dieses Zahnrad wirkende Drehmoment ist somit geringer, so daß die Breite dieses Zahnrades im Verhältnis der in den Schrämköpfen untergebrachten Untersetzung gegenüber den bekannten Anordnungen verringert werden kann. Die Breite des Endes des Schrämarmes und damit der Abstand zwischen den Schrämköpfen wird wesentlich verringert und daraus ergibt sich eine wesentlich geringere Breite der sich zwischen den Schrämköpfen ausbildenden Rippe im Gestein. Diese schmale Rippe kann nun entweder gebrochen oder zumindest mit wesentlich geringerem Arbeitsaufwand zerschnitten werden. Es wird damit Leistung eingespart und beim Schrämen von gewölbten Ausbrüchen wird die sich ergebende geradlinige Scheitelstrecke wesentlich verkürzt, wodurch die Standfestigkeit des Ausbruches verbessert wird. Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig in jedem Schrämkopf ein Untersetzungsgetriebe angeordnet, dessen Antrieb von einem gemeinsamen im Schrämarm gelagerten Zahnrad abgeleitet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das im Schrämkopf angeordnete Untersetzungsgetriebe von einem Umlaufrädergetriebe gebildet, dessen Sonnenrad mit dem Antriebszahnrad verbunden ist und dessen Hohlrad die Welle des Schrämkopfes bildet. Eine solche Art des im hohlen Schrämkopf untergebrachten Untersetzungsgetriebes ermöglicht eine gute Ausnützung des Hohlraumes bei großem Untersetzungsverhältnis. Zweckmäßig ist hiebei der Schrämkopf auf dem die Welle bildenden Hohlrad verdrehbar gelagert und mit dem Hohlrad durch eine Rutschkupplung verbunden. Auf diese Weise können xxx an einem Meißel auftretende Lastspitzen durch Festfressen desselben abgebaut werden, bevor noch der Meißel zu Schaden kommt, da die rotierenden Massen zwischen Meißel und Kupplung auf ein Mindestmaß beschränkt sind. Vor allem aber rotieren diese Massen, welche durch den Meißel abgebremst werden müssen, mit der kleinsten Geschwindigkeit und es müssen die mit größerer Geschwindigkeit rotierenden Teile des Untersetzungsgetriebes nicht abgebremst werden, so daß die Trägheitskräfte auf ein Mindestmaß reduziert werden.

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Bei einer solchen Ausbildung ergibt sich auch eine einfache Konstruktion. Gemäß der Erfindung können die Sonnenräder der beiden Umlaufrädergetriebe zentral im Antriebszahnrad fliegend gelagert und durch eine zentrale Schraube miteinander verspannt sein, während der Träger der Planetenräder des Umlaufrädergetriebes mit dem Schrämarm verschraubt sein kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Schrämmaschine in Arbeitsstellung in Seitenansicht und Draufsicht, wobei in der Darstellung nach Fig. 1 der Schrämarm in die Mitte geschwenkt dargestellt ist. Fig. 3 zeigt den vorderen Teil des Schrämarmes mit den Schrämköpfen, teilweise in Draufsicht und teilweise im horizontalen Axialschnitt.

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Schrämarm 1 um

eine vertikale Achse 2 und um eine horizontale Achse 3 schwenkbar mit dem Chassis der Schrämmaschine 4 verbunden. Am vorderen Ende 5 des Schrämarmes 1 ist zu beiden Seiten je ein mit Meißeln bestückter Schrämkopf 6_ und 7 um eine Achse 8 rotierbar gelagert. Der Vorschub des Schrämkopfes erfolgt durch Schwenkung des Schrämarmes um die vertikale Achse 2 abwechselnd in Richtung der Pfeile 9 und 10. Beim Vorschub in Richtung des Pfeiles 9 schneidet der Schrämkopf 7 und beim Vorschub in Richtung des Pfeiles 10 schneidet der Schrämkopf 6. Wenn der Schrämarm seine Endstellung auf der rechten Seite oder auf der linken Seite erreicht hat, wird er durch Verschwenkung um die horizontale Achse 3 in der Vertikalen verschwenkt. Wenn von unten nach oben gearbeitet wird, ergibt sich das Bild nach Fig. 1, wobei zeilenweise die schraffiert angedeutete Schicht 11 geschrämt wird. Hiebei werden von Zeile zu Zeile die Schrämköpfe um einen Betrag a, welcher der sogenannten Gesamtspannstärke entspricht, hochgehoben, wobei in jeder Zeile ein Sektor geschrämt wird, welcher durch die strichlierte Linie 12 angedeutet ist. Beim Anheben, d.h. beim übergang von einer Zeile auf die andere,

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müssen die Schrämköpfe sich um den Betrag a, welche "Einbruchtiefe" genannt wird, in das Gestein einarbeiten. Die Schrämköpfe sind in einem durch die Breite des Endes 5 des Schrämarmes 1 bestimmten Abstand b voneinander distanziert, so daß eine Rippe im Gestein verbleibt, welche ungefähr die Breite b und die Höhe a aufweist. Die Form dieser Rippe ist durch die strichlierte Linie 12 in Fig. 1 angedeutet. Diese Rippe muß nun entweder durch Verschwenkung des Schrämarmes 1 um die vertikale Achse 2 abgebrochen oder weggeschrämt werden. Das Brechen der Rippe erfordert weniger Leistung als das Schrämen, jedoch ist ein Brechen nur bis zu einer begrenzten Breite b möglich. Diese Breite b soll daher möglichst schmal gehalten werden.

Fig. 3 zeigt nun die Ausbildung des Antriebes der Schrämköpfe 6 und 7. Die Umhüllenden der Meißelspitzen sind durch die strichpunktierten Linien 6a und 7a angedeutet. Der Antrieb erfolgt von einem nicht dargestellten im Schrämarm untergebrachten Motor über ein Wechselgetriebe 13. Auf der Antriebswelle des Wechselgetriebes ist ein kleines Kegelrad 14 angeordnet, welches mit einem großen Kegelrad 15 kämmt, welches auf der Welle 16 eines Stirnradritzels 17 aufgekeilt ist. Mit dem Stirnrad 17 kämmt ein um eine Achse 18 drehbares größeres Stirnrad 19 und mit diesem kämmt wieder ein Stirnrad 20. Die Zahnräder 14, 15 und 19 sind im Schrämarm gelagert. Das Zahnrad 20-ist im Schrämarm 1 im Bereich des Endes5desselben untergebracht.

Das Zahnrad 20 ist mittels zweier Lager- 21 in einem Gehäuseteil 22 des Schrämarmes 1 gelagert. Innerhalb des Zahnrades 21 sind zwei koaxiale Büchsen 23 angeordnet, die mittels Klauen 24 mit dem Zahnrad 20 gekuppelt sind. Durch Sprengringe 25, welche mit Borden 26 der Büchsen 23 zusammen-

die

wirken, sind/Büchsen 23 gegen axiale Verschiebung im Zahnrad 20 gesichert. Zwei Ritzel 27, welche durch Klauen 28 mit der Büchse 23 gekuppelt sind, sind durch eine zentrale Schraube 29 miteinander verspannt.

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Das Ritzel 27 bildet das Sonnenrad eines in jeder Schrämkopfhälfte angeordneten Umlaufrädergetriebes. 30 ist das Hohlrad dieses Umlaufrädergetriebes und 31 sind die Umlaufräder desselben. In jedem Schrämkopf sind drei solche Umlaufräder 31 um 120° versetzt angeordnet. Die Umlaufräder sind in einem Träger 32 gelagert/ welcher durch Schrauben fest mit dem Gehäuseteil 22 des Schrämarmes 1 verschraubt ist. Mit dem Hohlrad 30 ist eine Hülse 34 und mit dieser wieder ein ringförmiger Teil 37 fest verbunden. Die Hülse 34 mit dem Hohlrad 30 ist auf dem mit dem Gehäuseteil 22 des Schrämarmes 1 fest verbundenen Träger 32 mittels eines Rollenlagers 35 und der ringförmige Teil 37 ist mittels eines Lagers 38 ebenfalls auf dem Träger 32 drehbar gelagert. Durch eine Labyrinthdichtung 36 ist die Hülse 34 gegenüber dem Schrämarm 1 abgedichtet. 42 ist ein Deckel, der dicht auf den ringförmigen Teil 37 aufgeschraubt ist. Der Getrieberaum ist somit völlig nach außen abgedichtet und bildet mit dem Innenraum des Schrämarmes 1 einen gemeinsamen Raum, der mit Öl gefüllt sein kann.

39 ist der Körper des Schrämkopfes und 40 ist ein mit dem Körper 39 fest verschraubter Deckelteil des Schrämkopfes. Die Teile 39 und 40 sind mit den Meißeln bestückt.

Der Körper 39 des Schrämkopfes ist auf der Hülse verdrehbar gelagert. 41 ist eine Rutschkupplung üblicher Bauart, welche den Körper 39 des Schrämkopfes mit der Hülse 34 und damit mit dem Hohlrad 30 kuppelt und nur bei Über- . schreitung eines vorbestimmten Drehmomentes durchrutscht.

Durch dieses Umlaufrädergetriebe werden die Schrämköpfe 6 und 7 mit dem Zahnrad 20 in einem übersetzungsverhältnis angetrieben, welches durch das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers des Sonnenrades 27 zum Teilkreisdurchmesser des Hohlraumes 30 gegeben ist. Die Schrämköpfe 6 und 7 rotieren somit langsamer als das Stirnrad 20 und es ist daher das durch das Stirnrad 20 zu übertragende Drehmoment kleiner als das von den Schrämköpfen 6 und 7 aufgebrachte Drehmoment und die Zahnbreite des Stirnrades 20 und damit die Breite des Endes 5 des Schrämarmes 1 kann somit entsprechend kleiner

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ausgebildet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung beträgt beispielsweise das Übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad 27 und Hohlrad 30 etwa 4 : 1. Das vom Stirnrad zu übertragende Drehmoment ist somit nur ein Viertel des auf den Schrämköpfen aufgebrachten Drehmomentes. Dadurch, daß die letzte Übersetzungsstufe in den hohlen Schrämköpfen untergebracht ist, beträgt nun die Zahnbreite des Stirnrades 20 nur ein Viertel derjenigen Zahnbreite, welche erforderlich wäre, wenn die gesamte Übersetzung im Schrämarm untergebracht wäre und das Zahnrad 20 mit gleicher Drehzahl rotieren würde wie die Schrämköpfe. Die Breite b des Schrämarmendes verringert sich somit auf ein Viertel und damit wird auch die Breite der zwischen den beiden Schrämköpfen verbleibenden Gesteinsrippe auf ein Viertel verringert.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Schrämmaschine, bei welcher zu beiden Seiten des Endes eines allseits schwenkbaren Schrämarmes je ein Schrämkopf um eine senkrecht zur Längserstreckung des Auslegerarmes liegende Achse rotierbar gelagert ist und durch Schwenken des Schrämarmes eine Vorschubbewegung in Richtung seiner Achse ausführt, wobei die Schrämköpfe von einer im Schrämarm untergebrachten Antriebsanordnung über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die letzte Stufe des Untersetzungsgetriebes innerhalb der hohl ausgebildeten Schrämköpfe (6, 7) angeordnet ist.

2. Schrämmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schrämkopf (6, 7) ein Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, dessen Antrieb von einem gemeinsamen im Schrämarm (1) gelagerten Zahnrad (20) abgeleitet ist.

3. Schrämmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im Schrämkopf (6, 7) angeordnete Untersetzungsgetriebe von einem Umlaufrädergetriebe gebildet ist, dessen Sonnenräd (27) mit dem Antriebszahnrad (20) verbunden ist und dessen Hohlrad (30) die Welle des Schrämkopfes (6, 7) bildet.

4. Schrämmaschine nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrämkopf (6, 7) auf dem die Welle bildenden Hohlrad (30) verdrehbar gelagert und mit dem Hohlrad

(30) durch eine Rutschkupplung (41) verbunden ist.

5. Schrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite jedes Hohlrades gegenüber dem Schrämarm (1), beispielsweise durch eine Labyrinthdichtung (3 6) abgedichtet ist.

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6. Schrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (27) der beiden Umlaufrädergetriebe zentral im Antriebszahnrad (20) fliegend gelagert und durch eine zentrale Schraube (29) miteinander verspannt sind.

7. Schrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (32) der Planetenräder (31) des Umlaufrädergetriebes mit dem Schrämarm (1) verschraubt ist.

- 10 - 1976 08 05 /hr.

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