EP0270522B1 - Einrichtung zum Abbau von Material - Google Patents

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Publication number
EP0270522B1
EP0270522B1 EP87890280A EP87890280A EP0270522B1 EP 0270522 B1 EP0270522 B1 EP 0270522B1 EP 87890280 A EP87890280 A EP 87890280A EP 87890280 A EP87890280 A EP 87890280A EP 0270522 B1 EP0270522 B1 EP 0270522B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
head
guides
intermediate carrier
jib arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP87890280A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0270522A3 (en
EP0270522A2 (de
Inventor
Herwig Wrulich
Hubert Dipl.-Ing. Weissensteiner
Bernward Dipl.-Ing. Bruns
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandvik Mining and Construction GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Bergtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AT0325186A external-priority patent/AT387622B/de
Priority claimed from AT34187A external-priority patent/AT388594B/de
Application filed by Voest Alpine Bergtechnik GmbH filed Critical Voest Alpine Bergtechnik GmbH
Publication of EP0270522A2 publication Critical patent/EP0270522A2/de
Publication of EP0270522A3 publication Critical patent/EP0270522A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0270522B1 publication Critical patent/EP0270522B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C47/00—Machines for obtaining or the removal of materials in open-pit mines
    • E21C47/10—Machines for obtaining or the removal of materials in open-pit mines for quarrying stone, sand, gravel, or clay
    • 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
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/1013—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools on a tool-carrier supported by a movable boom

Definitions

  • the invention relates to a device for mining rock material, ores, coal or the like.
  • rotating tools which are rotatably mounted on a liftable and lowerable cantilever arm, in particular a surface mining device with rotation axes arranged transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm for tools equipped with chisels Rollers or heads, the rotating tools being mounted on a support, the support being slidably mounted on the extension arm transversely to the longitudinal axis of the extension arm, the free end of the extension arm having an enlarged head on which a guide for the support is fixed.
  • Known surface mining devices mostly have their own undercarriage, in particular caterpillar undercarriage, and can be moved by their own drive.
  • a loading device can be connected to the undercarriage in the direction of the material to be dismantled which detects the dismantled material and forwards it to conveyors.
  • the cantilever arm can only be pivoted about an approximately horizontal axis and thus only in the vertical direction.
  • the working width at a given location of the machine is limited to the width of the loosening tools, and in order to be able to coat a larger width, the surface mining device must be moved and moved to a new position.
  • the support was shifted laterally in one direction during the downward cutting, it was possible to work continuously without separate devices for breaking the ribs, provided the side slope angle was set sufficiently flat.
  • a mining machine for underground operation in which a support that is displaceable transversely to the longitudinal axis of the boom arm is arranged on a cantilever arm that can be pivoted in the vertical direction, on which superimposed cutting heads are rotatably mounted about vertical axes of rotation.
  • a relatively wide head of the cantilever arm must be selected for adequate guidance of the support in order to ensure a sufficient displacement path transverse to the longitudinal axis of the cantilever arm.
  • tubular slide bearings connected to it are carried by claws of the support, so that a large guide length and thus a large width of the head are also required for adequate support.
  • a cylinder-piston unit is used to shift the support relative to the extension arm.
  • the invention is now based on a device of the type mentioned and aims to increase the detectable width of rock to be mined without the device itself and without having to increase the drive power for the rotating tools at the same time.
  • the invention further aims to be able to adjust the side slope angle in any way and to be able to cut vertical side slopes without the aid of additional measures.
  • the invention consists essentially in the fact that the guide for the support is formed by bars arranged transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm, which are at least partially encompassed by part of the support, that the guides on the cantilever arm at least three points of their axial Length supported on the head, that the guides are connected to an intermediate carrier, that the intermediate carrier has additional guides for the support, that the intermediate carrier is displaceable relative to the head and the support relative to the intermediate carrier via a drive connected to both parts, that the Intermediate carrier, the guides of the head and the support encompassing bearings, that the bearing distances of the guides on the head, on the support and on the intermediate carrier are approximately the same and that the guides on the head and the support of pairs in each case in an Eb penetrated by the longitudinal axis of the cantilever arm arranged rods or tubes are formed.
  • the rotating tools are mounted on a support that can be moved transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm via an intermediate carrier on the cantilever arm, a larger width can be coated with the same position of the chassis of the device by moving the support and the intermediate carrier, the drive power for the rotating tools not elevated must become. Even large reaction forces are safely absorbed by the head for managing the support.
  • the guide for the support is formed by bars arranged transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm, which are at least partially encompassed by part of the support. In this way, a particularly simple guidance for the transverse displacement of the support is created and, at the same time, reliable support of the reaction forces is possible.
  • the design is such that the guides on the cantilever arm are supported on the head at at least three points along their axial length.
  • the guides are at least partially encompassed.
  • the possible displacement path of the support is defined transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm by adjacent support points on the head.
  • the design according to the invention is such that the guides are connected to an intermediate carrier, that the intermediate carrier has additional guides for the support and that the intermediate carrier relative to Head and the support is displaceable relative to the intermediate carrier via a drive connected to both parts.
  • Such an intermediate carrier forms a kind of telescope together with the support, and the possible displacement width can be almost doubled in comparison with the distance between the supports of the guide rods.
  • the drive for shifting the intermediate support and support can be particularly special be formed in a simple manner by cylinder-piston units, and a reliable absorption of reaction forces is further ensured in that the intermediate carrier has bearings around the guides of the head and the support.
  • the guides of the head and the support are each formed by rods, which are fixed in sections of their length on the head or on the support, the encompassing bearings of the intermediate carrier of bearing eyes can be carried in a bearing plate of the guides of the head or of the support Intermediate carrier be formed.
  • the training is further made according to the invention so that the bearing distances of the guides on the head, on the support and on the intermediate carrier are approximately the same.
  • the guides on the head and on the support are furthermore formed in pairs by rods or tubes arranged in a plane penetrated by the longitudinal axis of the cantilever arm.
  • the bearings in the intermediate carrier can advantageously be designed so that the guides of the head and the support are held in mutually parallel planes.
  • the design is advantageously made such that the guides are supported at four points along their axial length.
  • the rotary drive for the rotating tools is advantageously fixed on the support.
  • the additional weight of such a rotary drive is easily absorbed by the special design of the mounting and guidance of the components to one another.
  • the aim is advantageously to keep the remaining rock rib between adjacent heads or rollers as small as possible.
  • a preferred device for carrying out the method characterized in that a plurality of separate drive motors are provided for the rotatable heads or rollers.
  • Such a plurality of motors each have to drive a smaller number of rollers or heads, so that the gears required for this purpose, which are arranged in the carrier arms between adjacent rollers or heads, can be made narrower.
  • the device is advantageously designed so that a drive motor is provided for every two adjacent rollers or heads.
  • the device according to the invention is advantageously further developed such that the sliding drive for the support is designed with double-acting hydraulic or pneumatic cylinder-piston units, the working spaces of which are connected to a valve arrangement which acts alternately on the working spaces with fluid and each opposite work room opens.
  • a valve arrangement with an adjustable switching frequency is advantageously selected in order to be able to better adapt the feed rate to the respective rock properties.
  • the device is advantageously developed so that limit switches, in particular adjustable limit switches for reversing the sliding movement of the support, are arranged in the displacement path of the support.
  • the limit switches can be set in a particularly simple manner to the respective construction-related width of the remaining rib between adjacent rotating rollers or heads.
  • the device according to the invention can be used with rotating tools, which are rotatably mounted on a boom arm that can be raised and lowered, in particular a surface mining device with a cross-section to the longitudinal axis of the Cantilever arms arranged rotation axes for rollers or heads equipped with chisels, in which the rotating tools are mounted on a support and the support is slidably mounted on the cantilever arm transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm and are used for a method for removing material in which the sliding drive of the support is used is driven in a substantially vertical direction to reciprocating movement during the advancement of the carrier.
  • Such an oscillating movement of the carrier prevents the carrier arranged between adjacent rotating heads or rollers from sitting on a rock rib with the gear for the rollers or heads during downward cutting, since such rock ribs can be cut away in good time by the oscillating movement of the carrier.
  • the method is advantageously carried out in such a way that the stroke of the reciprocating movement between the reversal points thereof is selected to be at least equal to the distance of adjacent rolls or heads measured in the axial direction.
  • the method is advantageously carried out in such a way that the ratio of the speed of the feed movement in a substantially vertical direction to the stroke frequency of the support is chosen to be less than or equal to the height of the rib in a substantially horizontal direction.
  • the ratio of the speed of the feed movement in a substantially vertical direction to the stroke frequency of the support is chosen to be less than or equal to the height of the rib in a substantially horizontal direction.
  • the method according to the invention can in principle be carried out with any device described, the installation of a corresponding valve arrangement for the oscillation drive of the support being necessary in the case of special designs.
  • the large lateral adjustment paths as would be possible with a telescopically interlocking guide of the support, are not absolutely necessary for sharpening in a substantially vertical direction, since in this case only an oscillating movement corresponding to the remaining rock ribs between adjacent rollers or heads is required.
  • the stroke required for this is relatively small, so that a large adjustability is not necessary.
  • a large adjustability in the lateral direction together with the oscillating movement of the support enables the setting of any slope angle and a better adaptation to different rock properties with the lowest possible power requirement.
  • FIG. 1 shows a side view of an open-cast mining device according to the invention
  • FIG. 2 shows a view in the direction of arrow II of FIG. 1 with the cover plate removed
  • FIG. 3 shows a top view of an intermediate carrier in the view according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a view of the intermediate carrier in the direction of arrow IV corresponding to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a top view analogous to FIG. 2 in a first displacement position
  • FIG. 6 shows an analogous top view like FIG. 5 in a second displacement position of the support
  • FIG 7 shows a side view of a second embodiment of a device according to the invention 8 and a plan view in the direction of arrow VII of FIG. 7.
  • a surface mining device 1 is shown, which can be moved on the ground by means of a crawler track 2.
  • the surface mining device 1 also has a loading device 3 with which material lying on the floor or on the sole can be picked up and removed.
  • a structure 4 is connected to the crawler chassis, which has a cantilever arm 6 which can be pivoted about an essentially horizontal axis 5.
  • the cantilever arm 6 can only be swiveled in the vertical direction in the sense of the double arrow 7, for which purpose a support and swivel cylinder 8 is provided.
  • a support or tool slide 10 is slidably mounted on the head 9 of the cantilever arm 6, the direction of displacement extending transversely to the longitudinal axis 11 of the cantilever arm.
  • guides 12 are provided on the head 9 and 13 on the slide, which are surrounded by an intermediate carrier 14.
  • the tool slide or support 10 carries the release tools 15 and the drive motor 16 for rotating the release tools about an axis 17, which in turn runs transversely to the longitudinal axis 11 of the cantilever arm.
  • the guide for the support or tool slide 10 is covered by a protective plate 18. 2, this fender 18 was removed.
  • FIG. 2 From Fig. 2 it can be seen that 6 guide rods 12 are fixed to the head 9 of the cantilever arm.
  • the guide rods 12 are supported on bearing eyes 19, which bearing eyes 19 are rigidly connected to the head 9.
  • bearing eyes 19 Over the axial length of the guide rods 12 of the head, four bearing eyes 19 of this type are provided, which grip around the guide rods 12.
  • the tool carrier 10 also has analog bearing eyes 20, which encompass the guide rods 13 of the support 10.
  • the distance between adjacent bearing points or bearing eyes 20 or 19 is essentially the same. In a configuration in which the bearing eyes 20 would interact directly with the rods 12 of the head, there would be a maximum displacement distance which corresponds to the distance between adjacent bearing eyes 19 and 20 in the axial direction of the rods 12 and 13.
  • an intermediate carrier 14 which engages around the rods 12 and the rods 13 with bearing eyes 22.
  • the intermediate carrier 14 has three such plates bearing the bearing eyes and is shown in more detail in FIGS. 3 and 4.
  • the bearing eyes encompassing the guide rods 12 and 13 are formed by bores 23 in support plates 24 of the intermediate carrier 14, as shown in FIG. 4.
  • the distances between the bores 23, which represent the bearing eyes for the rods 12 and 13, are dimensioned such that the support 10 is guided parallel to the head.
  • the arrangement of such an intermediate carrier 14 results in a type of telescope which increases the maximum displacement in the direction of the double arrow 21.
  • a hydraulic cylinder piston unit 25 is provided between the head 9 and a bearing plate 24 of the intermediate carrier, the articulation point on the intermediate carrier being designated by 26.
  • a second hydraulic cylinder piston unit 27 connects the intermediate carrier 14 to the support or tool slide 10.
  • FIG. 7 again shows a surface mining device 1 in which the reference numbers from FIG. 1 are retained. 7 can be moved on the floor by means of a crawler chassis 2 and has a loading device 3 with which material lying on the floor or on the sole can be picked up and removed.
  • a structure 4 is connected to the crawler chassis, which has a cantilever arm 6 which can be pivoted about an essentially horizontal axis 5. The cantilever arm 6 can only be pivoted in the vertical direction in the sense of the double arrow 7, for which purpose supporting or pivoting cylinders 8 are provided.
  • a support or tool slide 10 is slidably mounted on the head 9 of the cantilever arm, the direction of displacement extending transversely to the longitudinal axis of the cantilever arm 6.
  • guides 12 are provided on the head 9 of the cantilever arm.
  • the tool carriage 10 carries the release tools 15, a plurality of such release tools being arranged next to one another in the direction of the axis of rotation 17.
  • Motors 16 are provided for driving the release tools.
  • two cutting rollers can each be driven for rotation by means of a common drive motor 16, the drive motors 16 being driven via a gear 28.
  • the gear 28 is located each in the bearing arms of the rollers 15 and by the arrangement of a plurality of drive motors 16, these bearing arms can be built relatively small in the direction of the axis of rotation 17 of the tools, since the drive torque must be transmitted for only two rollers.
  • FIG. 8 also shows four gripper arms 29 on the loading device 3, through which the mined material is brought to the conveying means 30 and to an essentially centrally arranged conveying means 31 conveying in the machine longitudinal direction.
  • the support 10 is driven by a hydraulic cylinder-piston unit 32 for the oscillating movement in the sense of the double arrow 21, the stroke of this oscillating movement being at least equal to the distance a which is required between adjacent rollers or heads for the transmission of the drive.
  • the back and forth movement of the support 10 in this way cuts off the remaining rock between adjacent rollers 15, so that steep side slope angles without the aid of additional facilities for the Removal of the rocky rib can be cut.
  • a directional displacement of the beam can be carried out simultaneously with the reciprocating movement of the beam 10 in the sense of the double arrow 21.
  • a larger displacement path is required than would be possible with a device according to FIGS. 7 and 8.
  • Such larger displacement paths can be achieved, for example, with a device according to FIGS. 2, 5 and 6.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abbauen von Gesteinsmaterial, Erzen, Kohle od. dgl. mit rotierenden Werkzeugen, welche an einem heb- und senkbaren Auslegerarm rotierbar gelagert sind, insbesondere ein Tagebaugerät mit quer zur Längsachse des Auslegerarms angeordneten Rotationsachsen für mit Meißeln bestückte Walzen oder Köpfe, wobei die rotierenden Werkzeuge an einem Support gelagert sind, der Support quer zur Längsachse des Auslegerarms verschiebbar am Auslegerarm gelagert ist, wobei das freie Ende des Auslegerarms einen verbreiterten Kopf aufweist, an welchem eine Führung für den Support festgelegt ist.
  • Bekannte Tagebaueräte weisen zumeist ein eigenes Fahrwerk, insbesondere Raupenfahrwerk, auf und sind über einen eigenen Antrieb verfahrbar. Ebenso wie bei untertägigen Maschinen kann an das Fahrwerk in Richtung zum abzubauenden Material eine Ladeeinrichtung angeschlossen sein, welche das abgebaute Material erfaßt und auf Förderer weiterleitet. Gemeinsam ist bekannten Tagbaueinrichtungen, daß der Auslegerarm lediglich um eine ungefähr horizontale Achse und somit ausschließlich in Höhenrichtung schwenkbar ist. Die Arbeitsbreite bei gegebenem Standort der Maschine ist hierbeiauf die Breite der Lösewerkzeuge beschränkt, und um eine größere Breite bestreichen zu können, muß das Tagebaugerät verfahren werden und in eine neue Position gebracht werden. Wenn bei der bekannten Maschine eine Mehrzahl von Schrämköpfen oder Walzen in Achsrichtung nebeneinander angeordnet waren, wurden zumeist mehrere Antriebsmotoren eingesetzt, welche jeweils maximal zwei der in Rotationsachsenrichtung nebeneinander angeordnete Walzen antrieben, um den für das notwendige Getriebe erforderlichen Abstand zwischen benachbarten Walzen gering halten zu können. In jedem Fall blieb aber zwischen in Richtung der Rotationsachse benachbarten Walzen oder Köpfen eine Gesteinsrippe beim Arbeiten mit derartigen Geräten, welche durch die Dimension des Getriebes vorgegeben war. Es mußten daher diese Gesteinsrippen mit gesonderten Werkzeugen oder Kratzern entfernt oder gebrochen werden, was je nach Gesteinsbeschaffenheit unterschiedlich aufwendig war. Wenn bei der bekannten Einrichtung während des Abwärtsschrämens der Support in eine Richtung seitlich verschoben wurde, konnte kontinuierlich ohne gesonderte Einrichtungen zum Brechen der Rippen gearbeitet werden, sofern der Seitenböschungswinkel hinreichend flach eingestellt wurde. Die Einstellung von steilen Seitenböschungswinkeln, insbesondere von Seitenböschungen mit im wesentlichen vertikal verlaufender Kante, war mit der bekannten Einrichtung nicht ohne weiteres möglich.
  • Aus der GB-A 2 163 797 ist eine Abbaumaschine für den untertägigen Betrieb bekanntgeworden, bei welcher an einem in Höhenrichtung schwenkbaren Auslegerarm ein quer zur Längsachse des Auslegerarmes verschiebbarer Support angeordnet ist, an welchem übereinander angeordnete Schrämköpfe um vertikale Rotationsachsen drehbar gelagert sind. Dabei muß ein relativ breiter Kopf des Auslegerarmes für eine ausreichende Führung des Supports gewählt werden, um einen hinreichenden Verschiebeweg quer zur Längsachse des Auslegerarmes sicherzustellen. Für die Führung des Supports werden mit diesem verbundene rohrförmige Gleitlager von Klauen des Supports getragen, so daß für eine ausreichende Abstützung ebenfalls eine große Führungslänge und somit eine große Breite des Kopfes erforderlich ist. Zur Verschiebung des Supports relativ zum Auslegerarm findet bei dieser bekannten Ausbildung ein Zylinder-Kolbenaggregat Verwendung.
  • Aus der DE-A 2 333 843 ist eine Vorrichtung zur Durchführung von Erdarbeiten oder zum Anheben von Lasten bekanntgeworden, wobei an einem mit dem Fahrwerk verbundenen Rahmen ein Schlitten verschiebbar angeordnet ist, an welchem ein Arbeitsgerät und eine Arbeitsstation vorgesehen sind. Als Verschiebeantriebe finden wiederum hydraulische Zylinder Verwendung.
  • Die Erfindung geht nun von einer Einrichtung der eingangs genannten Art aus und zielt darauf ab, die erfaßbare Breite an abzubauendem Gestein ohne Verfahren der Einrichtung selbst zu vergrößern und ohne gleichzeitig die Antriebsleistung für die rotierenden Werkzeuge erhöhen zu müssen. Die Erfindung zielt weiters darauf ab, den Seitenböschungswinkel in beliebiger Weise einstellen zu können und ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Maßnahmen auch vertikale Seitenböschungen schrämen zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Führung für den Support von quer zur Längsachse des Auslegerarms angeordneten Stangen gebildet ist, welche von einem Teil des Supports zumindest teilweise umgriffen sind, daß die Führungen am Auslegerarm an wenigstens drei Stellen ihrer axialen Länge am Kopf abgestützt sind, daß die Führungen mit einem Zwischenträger verbunden sind, daß der Zwischenträger zusätzliche Führungen für den Support aufweist, daß der Zwischenträger relativ zum Kopf und der Support relativ zum Zwischenträger über einen mit jeweils beiden Teilen verbundenen Antrieb verschiebbar ist, daß der Zwischenträger die Führungen des Kopfes und des Supportes umgreifende Lagerungen aufweist, daß die Lagerabstände der Führungen am Kopf, am Support und am Zwischenträger ungefähr gleich sind und daß die Führungen am Kopf und am Support von paarweise jeweils in einer von der Längsachse des Auslegerarms durchsetzten Ebene angeordneten Stangen oder Rohren gebildet sind. Da die rotierenden Werkzeuge an einem quer zur Längsachse des Auslegerarms verschiebbaren Support über einen Zwischenträger am Auslegerarm gelagert sind, kann bei gleicher Position des Fahrwerkes der Einrichtung durch Verschieben des Supportes und des Zwischenträgers eine größere Breite bestrichen werden, wobei die Antriebsleistung für die rotierenden Werkzeuge nicht erhöht werden muß. Durch den Kopf für die Führung des Supports werden auch große Reaktionskräfte sicher aufgenommen. Für eine möglichst kompakte und hohen Reaktionskräften gewachsene Ausbildung ist die Führung für den Support von quer zur Längsachse des Auslegerarms angeordneten Stangen gebildet, welche von einem Teil des Supports zumindest teilweise umgriffen sind. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Führung für die Querverschiebbarkeit des Supportes geschaffen und gleichzeitig eine sichere Abstützung der Reaktionskräfte möglich. Bei größeren Verschiebewegen müßten aber mit Rücksicht auf die hohen Reaktionskräfte relativ dicke Stangen gewählt werden, um eine entsprechende Steifigkeit und exakte Führung zu ermöglichen. Um auch bei größeren Verschiebewegen noch mit kleinbauenden Teilen für die Führung auszukommen, ist die Ausbildung so getroffen, daß die Führungen an Auslegerarm an wenigstens drei Stellen ihrer axialen Länge am Kopf abgestützt sind. Für die sichere Lagerung des Supportes ist es wie bereits erwähnt vorteilhaft, wenn die Führungen zumindest teilweise umgriffen werden. Mit Rücksicht auf die über die axiale Länge der von Stangen gebildeten Führungen angeordneten Abstützungen wird der mögliche Verschiebeweg des Supportes quer zur Längsachse des Auslegerarmes durch benachbarte Abstützstellen am Kopf definiert. Um bei einer größeren Anzahl von Abstützstellen der Führungsstangen am Kopf eine insgesamt große Verschiebebreite zu ermöglichen, ist daher erfindungsgemäß die Ausbildung so getroffen, daß die Führungen mit einem Zwischenträger verbunden sind, daß der Zwischenträger zusätzliche Führungen für den Support aufweist und daß der Zwischenträger relativ zum Kopf und der Support relativ zum Zwischenträger über einen mit jeweils beiden Teilen verbundenen Antrieb verschiebbar ist. Ein derartiger Zwischenträger bildet hierbei gemeinsam mit dem Support eine Art Teleskop aus, und die mögliche Verschiebebreite kann im Vergleich mit dem Abstand der Abstützungen der Führungsstangen nahezu verdoppelt werden. Der Antrieb für die Verschiebung von Zwischenträger und Support kann in besonders einfacher Weise von Zylinderkolbenaggregaten gebildet sein, und eine sichere Aufnahme von Reaktionskräften wird weiters dadurch sichergestellt, daß der Zwischenträger die Führungen des Kopfes und des Supportes umgreifende Lagerungen aufweist. Da die Führungen des Kopfes und des Supportes jeweils von Stangen gebildet sind, welche in Abschnitten ihrer Länge am Kopf bzw. am Support festgelegt sind, können die umgreifenden Lagerungen des Zwischenträgers von Lageraugen in einer von den Führungen des Kopfes bzw. des Supportes durchsetzten Lagerplatte des Zwischenträgers gebildet sein. Die Ausbildung ist weiters erfindungsgemäß so getroffen, daß die Lagerabstände der Führungen am Kopf, am Support und am Zwischenträger ungefähr gleich sind. Um eine exakte Parallelführung zu erzielen, sind darüberhinaus die Führungen am Kopf und am Support von paarweise jeweils in einer von der Längsachse des Auslegerarms durchsetzten Ebene angeordneten Stangen oder Rohren gebildet. Die Lagerungen im Zwischenträger können hierbei mit Vorteil so ausgebildet sein, daß die Führungen des Kopfes und des Supportes in zueinander parallelen Ebenen gehalten sind.
  • Für eine ausreichende Führung ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, daß die Abstützung der Führungen an vier Stellen ihrer axialen Länge erfolgt.
  • Mit Rücksicht auf die Verschiebbarkeit des Supportes ist mit Vorteil der Drehantrieb für die rotierenden Werkzeuge am Support festgelegt. Das zusätzliche Gewicht eines derartigen Drehantriebes wird durch die spezielle Konstruktion der Lagerung und Führung der Bauteile zueinander ohne weiteres aufgenommen.
  • Um das Schrämen mit einer derartigen Einrichtung rascher gestalten zu können, wird mit Vorteil darauf abgezielt die verbleibende Gesteinsrippe zwischen benachbarten Köpfen oder Walzen möglichst gering zu halten. Zu diesem Zweck ist eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von gesonderten Antriebsmotoren für die rotierbaren Köpfe oder Walzen vorgesehen ist. Eine derartige Mehrzahl von Motoren muß jeweils eine geringere Anzahl von Walzen oder Köpfen antreiben, sodaß die hiefür erforderlichen Getriebe, welche in den Trägerarmen zwischen benachbarten Walzen oder Köpfen angeordnet sind, schmäler gebaut werden können. Mit Vorteil ist die Einrichtung hiebei so ausgebildet, daß für je zwei benachbarte Walzen oder Köpfe ein Antriebsmotor vorgesehen ist.
  • Zur Erzielung der oszillierenden Bewegung des Supportes ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit Vorteil so weitergebildet, daß der Verschiebeantrieb für den Support mit doppelt wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinderkolbenaggregaten ausgebildet ist, deren Arbeitsräume mit einer Ventilanordnung verbunden sind, welche die Arbeitsräume abwechselnd mit Fluid beaufschlägt und den jeweils gegenüberliegenden Arbeitsraum öffnet. Mit Vorteil wird hierbei eine Ventilanordnung mit einstellbarer Schaltfrequenz gewählt, um die Vorschubgeschwindigkeit an die jeweilige Gesteinsbeschaffenheit besser anpassen zu können.
  • Zur Begrenzung des Hubes ist die Einrichtung mit Vorteil so weitergebildet, daß im Verschiebeweg des Supportes Endschalter, insbesondere einstellbare Endschalter für die Umsteuerung der Verschiebebewegung des Supportes angeordnet sind. Die Endschalter können in besonders einfacher Weise auf die jeweils konstruktionsbedingte Breite der verbleibenden Rippe zwischen benachbarten rotierenden Walzen oder Köpfen eingestellt sein.
  • In besonders vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Einrichtung mit rotierenden Werkzeugen, welche an einem hebund senkbaren Auslegerarm rotierbar gelagert sind, insbesondere ein Tagbaugerät mit quer zur Längsachse des Auslegerarms angeordneten Rotationsachsen für mit Meißeln bestückte Walzen oder Köpfe, bei welcher die rotierenden Werkzeuge an einem Support gelagert sind und der Support quer zur Längsachse des Auslegerarmes verschiebbar am Auslegerarm gelagert ist für ein Verfahren zum Abbauen von Material angewandt werden, bei welchem der Verschiebeantrieb des Supportes während des Vorschubes des Trägers in im wesentlichen vertikaler Richtung zu hin- und hergehender Bewegung angetrieben wird. Durch eine derartige oszillierende Bewegung des Trägers wird verhindert, daß der zwischen benachbarten rotierenden Köpfen oder Walzen angeordnete Träger mit dem Getriebe für die Walzen oder Köpfe beim Abwärtsschrämen auf einer Gesteinsrippe aufsitzt, da derartige Gesteinsrippen durch die oszillierende Bewegung des Trägers rechtzeitig weggeschnitten werden können. Mit Vorteil wird hiebei das Verfahren so durchgeführt, daß der Hub der hin- und hergehenden Bewegung zwischen den Umkehrpunkten derselben wenigstens gleich dem in Achsrichtung gemessenen Abstand benachbarter Walzen oder Köpfe gewählt wird.
  • Um ein Schrämen mit relativ hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen und den Leistungsbedarf für die Antriebsleistung der Walzen oder Köpfe auch bei unterschiedlichen Gesteinsbeschaffenheiten gering zu halten, wird das Verfahren mit Vorteil so durchgeführt, daß das Verhältnis Geschwindigkeit der Vorschubbewegung in im wesentlichen vertikaler Richtung zur Hubfrequenz des Supportes in im wesentlichen horizontaler Richtung kleiner oder gleich der Höhe der Rippe gewählt wird. Auf diese Weise wird eine jeweils zwischen benachbarten Köpfen oder Walzen gebildete Rippe immer rechtzeitig vor der Möglichkeit einer Kollision mit dem Trägerarm der Walzen oder Köpfe weggeschnitten und dies auch dann, wenn eine im wesentlichen vertikale Böschung geschrämt oder geschnitten wird. Für flachere Böschungswinkel kann naturgemäß die Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden, wobei in diesem Falle die Vorschubgeschwindigkeit nicht in exakt vertikaler Richtung sondern in diagonaler Richtung gewählt wird. Zu diesem Zweck wird der oszillierenden Bewegung des Supportes eine seitliche Verschiebung des Supportes überlagert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich prinzipiell mit jeder beschriebenen Einrichtung durchführen, wobei bei speziellen Ausbildungen der Einbau einer entsprechenden Ventilanordnung für den Oszillationsantrieb des Supportes erforderlich ist, durchführen. Für ein Schrämen in im wesentlichen vertikaler Richtung sind allerdings die großen seitlichen Verstellwege, wie sie mit einer teleskopisch ineinandergreifenden Führung des Supportes möglich wären, nicht unbedingt erforderlich, da in diesem Fall lediglich eine den verbleibenden Gesteinsrippen zwischen benachbarten Walzen oder Köpfen entsprechende Oszillationsbewegung erforderlich ist. Der hierfür benötigte Hub ist relativ gering, sodaß eine große Verstellbarkeit nicht erforderlich ist. Eine große Verstellbarkeit in seitlicher Richtung gemeinsam mit der oszillierenden Bewegung des Supportes ermöglicht aber die Einstellung beliebiger Böschungswinkel und eine bessere Anpassung an verschiedene Gesteinsbeschaffenheiten bei möglichst geringem Leistungsbedarf.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Tagebaugerät, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 bei abgenommener Abdeckplatte, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Zwischenträger in der Ansicht nach Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht auf den Zwischenträger in Richtung des Pfeiles IV entsprechend der Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht analog zu Fig. 2 in einer ersten Verschiebelage und Fig. 6 eine analoge Draufsicht wie Fig. 5 in einer zweiten Verschiebelage des Supportes, Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten Ausbildung einer erfindinngsgemäßen Maschine und Fig. 8 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles VII der Fig. 7.
  • In Fig. 1 ist ein Tagebaugerät 1 dargestellt, welches mittels eines Raupenfahrwerkes 2 am Boden verfahrbar ist. Das Tagbaugerät 1 weist darüberhinaus eine Ladeeinrichtung 3 auf, mit welcher am Boden bzw. am der Sohle aufliegendes Material aufgenommen und abgefördert werden kann. Mit dem Raupenfahrwerk ist ein Aufbau 4 verbunden, welcher einen um eine im wesentlichen horizontale Achse 5 schwenkbaren Auslegerarm 6 aufweist. Der Auslegerarm 6 ist im Sinne des Doppelpfeiles 7 lediglich in Höhenrichtung schwenkbar, wofür ein Stützund Schwenkzylinder 8 vorgesehen ist.
  • Am Kopf 9 des Auslegerarmes 6 ist ein Support bzw. Werkzeugschlitten 10 verschiebbar gelagert, wobei die Verschieberichtung sich quer zur Längsachse 11 des Auslegerarmes erstreckt. Für diese Verschiebung sind Führungen 12 am Kopf 9 und 13 am Schlitten vorgesehen, welche von einem Zwischenträger 14 umgriffen werden.
  • Der Werkzeugschlitten bzw. Support 10 trägt die Lösewerkzeuge 15 und den Antriebsmotor 16 für die Rotation der Lösewerkzeuge um eine Achse 17, welche wiederum quer zur Längsachse 11 des Auslegerarmes verläuft. Die Führung für den Support bzw. Werkzeugschlitten 10 ist durch ein Schutzblech 18 abgedeckt. Bei der Ansicht nach Fig. 2 wurde dieses Schutzblech 18 abgenommen.
  • Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß am Kopf 9 des Auslegerarmes 6 Führungsstangen 12 festgelegt sind. Die Führungsstangen 12 sind an Lageraugen 19 abgestützt, welche Lageraugen 19 starr mit dem Kopf 9 verbunden sind. Über die axiale Länge der Führungsstangen 12 des Kopfes sind hierbei vier derartige Lageraugen 19 vorgesehen, welche die Führungsstangen 12 umgreifen. Auch der Werkzeugträger 10 weist analoge Lageraugen 20 auf, welche die Führungsstangen 13 des Supportes 10 umgreifen. Der Abstand benachbarter Lagerstellen bzw. Lageraugen 20 oder 19 ist hierbei im wesentlichen gleich. Bei einer Ausbildung, bei welcher die Lageraugen 20 unmittelbar mit den Stangen 12 des Kopfes zusammenwirken würden, ergäbe sich ein maximaler Verschiebeweg, welcher dem Abstand benachbarter Lageraugen 19 bzw. 20 in Achsrichtung der Stangen 12 bzw. 13 entspricht. Um nun den Verschiebeweg in Richtung des Doppelpfeiles 21 für das Werkzeug 15 zu vergrößern, ist ein Zwischenträger 14 vorgesehen, welcher mit Lageraugen 22 sowohl die Stangen 12 als auch die Stangen 13 umgreift. Der Zwischenträger 14 weist drei derartige die Lageraugen tragende Platten auf und ist in den Fig. 3 und 4 näher dargestellt. Die die Führungsstangen 12 und 13 umgreifenden Lageraugen sind hierbei von Bohrungen 23 in Stützplatten 24 des Zwischenträgers 14 gebildet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Abstände der Bohrungen 23, welche die Lageraugen für die Stangen 12 und 13 darstellen, sind so bemessen, daß eine Parallelführung des Supportes 10 relativ zum Kopf erfolgt. Durch die Anordnung eines derartigen Zwischenträgers 14 ergibt sich nun eine Art Teleskop, welches den maximalen Verschiebeweg in Richtung des Doppelpfeiles 21 vergrößert. Zu diesem Zweck ist ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat 25 zwischen dem Kopf 9 und einer Lagerplatte 24 des Zwischenträgers vorgesehen, wobei die Anlenkstelle am Zwischenträger mit 26 bezeichnet ist. Ein zweites hydraulisches Zylinderkolbenaggregat 27 verbindet den Zwischenträger 14 mit dem Support bzw. Werkzeugschlitten 10. Durch Betätigung der beiden hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 25 und 27 lassen sich nun, wie in Fig. 5 und 6 schematisch dargestellt, relativ große Verstellwege in Richtung des Doppelpfeiles 21 erzielen. In Fig. 5 sind die beiden hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 25 und 27 ausgefahren, wodurch sich eine Verschiebung des Werkzeugträgers um den etwa doppelten Abstand benachbarter Lagersteller der Führungsstangen 12 am Kopf bzw. 13 am Werkzeugschlitten 10 ergibt. Durch Einfahren der hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 25, 27 kann die Position eingenommen werden, wie sie in Fig. 6 verdeutlicht wird. Hiebei wird der Support 10 wiederum relativ zum Kopf 9 verschoben, wobei sich für den Verschiebeweg wiederum nahezu der doppelte Abstand benachbarter Lagerstellen 19 am Kopf bzw. 20 am. Werkzeugschlitten 10 ergibt.
  • In Fig. 7 ist wiederum ein Tagebaugerät 1 dargestellt, in welchem die Bezugsziffern von Fig. 1 beibehalten werden. Das Tagbaugerät nach Fig. 7 ist mittels eines Raupenfahrwerkes 2 am Boden verfahrbar und weist eine Ladeeinrichtung 3 auf, mit welcher am Boden bzw. an der Sohle aufliegendes Material aufgenommen und abgefördert werden kann. Mit dem Raupenfahrwerk ist ein Aufbau 4 verbunden, welcher einen um eine im wesentlichen horizontale Achse 5 schwenkbaren Auslegerarm 6 aufweist. Der Auslegerarm 6 ist im Sinne des Doppelpfeiles 7 lediglich in Höhenrichtung verschwenkbar, wofür Stütz- bzw. Schwenkzylinder 8 vorgesehen sind.
  • Am Kopf 9 des Auslegerarmes ist ein Support bzw. Werkzeugschlitten 10 verschiebbar gelagert, wobei die Verschieberichtung sich quer zur Längsachse des Auslegerarmes 6 erstreckt. Für die Verschiebung des Supportes 10 in im wesentlichen horizontaler Richtung sind Führungen 12 am Kopf 9 des Auslegerarmes vorgesehen.
  • Der Werkzeugschlitten 10 trägt die Lösewerkzeuge 15, wobei eine Mehrzahl derartiger Lösewerkzeuge in Richtung der Rotationsachse 17 nebeneinander angeordnet sind. Für den Antrieb der Lösewerkzeuge sind Motoren 16 vorgesehen.
  • Wie aus der Draufsicht nach Fig. 8 ersichtlich, sind jeweils zwei Schrämwalzen mittels eines gemeinsamen Antriebsmotors 16 zur Rotation antreibbar, wobei die Antriebsmotoren 16 über ein Getriebe 28 angetrieben werden. Das Getriebe 28 befindet sich jeweils in den Lagerarmen der Walzen 15 und durch die Anordnung einer Mehrzahl von Antriebsmotoren 16 können diese Lagerarme in Richtung der Rotationsachse 17 der Werkzeuge relativ klein gebaut werden, da jeweils für nur zwei Walzen das Antriebsmoment übertragen werden muß.
  • Aus der Darstellung nach Fig. 8 sind ferner auf der Ladeeinrichtung 3 vier Greiferarme 29 ersichtlich, durch welche das abgebaute Material zum Abfördermittel 30 und zu einem im wesentlichen mittig angeordneten in Maschinenlängsrichtung fördernden Abfördermittel 31 verbracht wird.
  • Der Support 10 wird durch ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat 32 zur Oszillationsbewegung im Sinne des Doppelpfeiles 21 angetrieben, wobei der Hub dieser Oszillationsbewegung wenigstens gleich dem Abstand a ist, welcher zwischen benachbarten Walzen oder Köpfen für das Getriebe des Antriebes benötigt wird. Bei einem Schrämen in im wesentlichen vertikaler Richtung entsprechend dem Doppelpfeil 7 der Fig. 7 wird durch die hin- und hergehende Bewegung des Supportes 10 auf diese Weise die verbleibende Gesteinsrippe zwischen benachbarten Walzen 15 jeweils weggeschnitten, sodaß auch steile Seitenböschungswinkel ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Einrichtungen für die Entfernung der Gesteinsrippe geschrämt werden können.
  • Wenn flachere Böschungswinkel eingestellt werden, kann gleichzeitig mit der hin- und hergehenden Bewegung des Trägers 10 im Sinne des Doppelpfeiles 21 eine gerichtete Verschiebung des Trägers vorgenommen werden. Zu diesem Zweck ist allerdings ein größerer Verschiebeweg erforderlich, als dies mit einer Einrichtung nach den Figuren 7 und 8 möglich wäre. Derartige größere Verschiebewege können beispielsweise mit einer Einrichtung gemäß den Figuren 2, 5 und 6 erzielt werden.

Claims (8)

  1. Einrichtung zum Abbauen von Gesteinsmaterial, Erzen, Kohle oder dgl. mit rotierenden Werkzeugen, welche an einem hebund senkbaren Auslegerarm (6) rotierbar gelagert sind, insbesondere Tagebaugerät (1) mit quer zur Längsachse (11) des Auslegerarms (6) angeordneten Rotationsachsen (17) für mit Meißeln bestückte Walzen oder Köpfe, wobei die rotierenden Werkzeuge (15) an einem Support (10) gelagert sind, der Support (10) quer zur Längsachse (11) des Auslegerarms (6) verschiebbar am Auslegerarm (6) gelagert ist, und das freie Ende des Auslegerarms (6) einen verbreiterten Kopf (9) aufweist, an welchem eine Führung für den Support (10) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung für den Support (10) von quer zur Längsachse (11) des Auslegerarms (6) angeordneten Stangen (12, 13) gebildet ist, welche von einem Teil des Supports (10) zumindest teilweise umgriffen sind, daß die Führungen (12) am Auslegerarm (6) an wenigstens drei Stellen (19) ihrer axialen Länge am Kopf (9) abgestützt sind, daß die Führungen (12, 13) mit einem Zwischenträger (14) verbunden sind, daß der Zwischenträger (14) zusätzliche Führungen für den Support (10) aufweist, daß der Zwischenträger (14) relativ zum Kopf (9) und der Support (10) relativ zum Zwischenträger (14) über einen mit jeweils beiden Teilen verbundenen Antrieb verschiebbar ist, daß der Zwischenträger (14) die Führungen (12, 13) des Kopfes (9) und des Supportes (10) umgreifende Lagerungen (22) aufweist, daß die Lagerabstände der Führungen (19, 20, 22) am Kopf (9), am Support (10) und am Zwischenträger (14) ungefähr gleich sind und daß die Führungen (12, 13) am Kopf (9) und am Support (10) von paarweise jeweils in einer von der Längsachse (11) des Auslegerarms (6) durchsetzten Ebene angeordneten Stangen oder Rohren gebildet sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Führungen (12,13) an vier Stellen ihrer axialen Länge erfolgt.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb für die rotierenden Werkzeuge (15) am Support (10) festgelegt ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von gesonderten Antriebsmotoren (16) für die rotierbaren Köpfe oder Walzen (15) vorgesehen ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei benachbarte Walzen (15) oder Köpfe ein Antriebsmotor (16) vorgesehen ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeantrieb für den Support (10) mit doppeltwirkenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinderkolbenaggregaten (32) ausgebildet ist, deren Arbeitsräume mit einer Ventilanordnung verbunden sind, welche die Arbeitsräume abwechselnd mit Fluid beaufschlägt und den jeweils gegenüberliegenden Arbeitsraum öffnet.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung mit einstellbarer Schaltfrequenz ausgebildet ist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Verschiebeweg des Supportes (10) Endschalter, insbesondere einstellbare Endschalter, für die Unsteuerung der Verschiebebewegung des Supportes (10) angeordnet sind.
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