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Schwinglader
In der Fördertechnik ist es bekannt, das
Schüttelrutschenprinzip auch zum Verladen von Schüttgut zu verwenden, indem das vor- dere mit einer Aufnahmeschaufel versehene Ende der in einem bestimmten Rhythmus schwingenden Rinne in das Haufwerk eingestossen wird. Bei dem Einstossen findet eine gewisse Beladung der Schaufel statt und das aufgenommene Gut wird anschliessend durch die Schwingbewegungen der Rinne rückwärts und auch schräg aufwärts bewegt. Dabei ist es bekannt, die Rinne mit der Schaufel auf einem fahrbaren Gestell abzustützen und die Bewegung der Rinne durch einen Motor zu bewirken, der an dem gleichen Fahrgestell abgestützt ist. Das Fahrgestell kann auf dem Gleis festgeklemmt und bei fortschreitender Verladung nach vorheriger Lösung dieser Verklemmung von einem andern ortsfest abgestützten Kolben vorgeschoben werden.
Gegebenenfalls soll das Ladegut auf der Schaufel und in der Rinne durch ein besonderes, getrennt angetriebenes und gesteuertes Schubgerät zusätzlich beschleunigt werden.
Ausserdem ist es bekannt, nach dem MikroWurfverfahren eine Förderung zu bewirken.
Dabei wird die Förderrinne so in Schwingungen versetzt, dass das auf der Rinne liegende Gut über die Erdbeschleunigung hinaus so weit beschleunigt wird, dass das Gut eine Wurfbahn im Sinne einer Förderung zurücklegt.
Bei diesem Förderprinzip wird für den Fördervorgang selbst nur sehr wenig Energie verbraucht. Aus diesem Grunde werden Mikro- wurfförderer in steigendem Masse eingesetzt.
Für reine Förderaufgaben können daher elektrische Schwingungserzeuger oder Exzenterschwingungserzeuger verwendet werden. Soll jedoch die Schwingung gleichzeitig zur Beladung der Lademaschine herangezogen werden, u. zw. dadurch, dass der schwingenden Ladeschaufel eine Andrückkraft in Laderichtung überlagert wird, so ist es erforderlich, Schwingungserzeuger zu verwenden, durch die erhebliche Kräfte frei werden. In diesem Falle lassen sich Exzenter und elektrische Schwingungserzeuger nicht verwenden, da die Lagerbeanspruchungen zu gross werden. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, pressluft-oder dieselbetriebene Kolbenschwingungserzeuger zu verwenden, deren Schwingungsrichtung vorzugsweise spitzwinklig zur Förderrichtung angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lademaschine zu erstellen, die z. B. zum Abtransport des beim Streckenvortrieb untertage anfallenden Haufwerks verwendet werden kann. Eine derartige Maschine muss daher auf Schienen oder Raupen verfahrbar, leicht zerlegbar und in ihren Abmessungen den Gegebenheiten des Untertagebetriebes angepasst sein.
Um das aufgenommene Fördergut auf das Fördermittel weitergeben zu können, muss das Fördergut auf eine bestimmte Höhe gehoben werden können, und die Maschine muss mit einer Ladeeinrichtung ausgerüstet sein, die in der Lage ist, in das grobe Gestein einzudringen und das Fördergut aufzunehmen.
Um dieses zu erreichen, muss die aufgebrachte Wuchtenergie etwa 100 kgm betragen, wobei ein Andruck von nur 5-8 t genügt. Die schwingende Masse selbst soll möglichst frei und nur vom Ladegut beeinflusst schwingen können. Die Ladeeinrichtung soll in der Höhe als auch zu den Seiten hin schwenkbar und die ganze Lademaschine un- tertage verfahrbar sein.
Die bekannten im Untertagebetrieb für derartige Maschinen auftretenden Anforderungen müssen bei konstruktiver Lösung der Aufgabe mit den durch die Verwendung des Sehwingprinzips auftretenden Anforderungen vereinbart werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung dadurch, dass Rinne und Ladeschaufel nur an einem Punkt in Längsrichtung verschiebbar und vorzugsweise elastisch-kardanisch mit dem Fahrwerk verbunden ist. Um die Schwingrinne um eine vertikale Achse schwenken zu lassen, sind an beiden Seiten des Fahr-
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werks hydraulische oder pneumatische Zy- linder vorgesehen, die einerseits mit dem
Förderer und anderseits mit der Schwing- rinne verbunden sind. Vorzugsweise greifen die Zylinder über Federelemente an der
Schwingrinne an, während die Kolbenstangen beidseitig am Fahrgestell befestigt sind. Die
Federelemente sichern eine elastische Ver- bindung zwischen den Zylindern und der
Schwingrinne und bestehen aus zwei Feder- gliedern, die gelenkig miteinander verbunden sind.
Aber nicht nur zur Erzielung einet Schwenkbarkeit dienen diese Zylinder, sondern auch zum Andrücken der Schwingrinne bzw. der Schaufel an das Haufwerk und um das Fahrwerk, nachdem die Fahrwerkverklemmung an der Schiene gelöst ist, dem Fortschritt der Schaufel nachzuziehen. Hiebei bildet die schwere Laderinne das Widerlager. Der Schwingungserzeuger besteht aus zwei, beispielsweise als Kolbenwuchtmotore ausgebildeten Schwingmotoren, die an beiden Seiten der Laderinne so befestigt sind, dass die geradlinige Schwingungsrichtung in an sich bekannter Weise spitzwinklig zur Längsachse der Förderrinne verläuft. Der Anbringungspunkt der Kolbenwuchtmotore ist gegen- über dem Schwerpunkt der schwingenden Masse zur Ladeschaufel hin versetzt angeordnet, damit die Schwerpunktverlagerungen durch das aufgenommene Haufwerk ausgeglichen werden können.
Die Längsachse der schwingenden Rinne ist vorzugsweise in einem Winkel von 5 bis 8 zur Sohle angeordnet, und die Fahrwerkslänge verhält sich zur Länge der schwingenden Rinne etwa wie 1 : 3.
Die Bemessungsregeln stellen eine optimale Lösung für die konstruktive Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dar. In bekannter Weise ist das mit der Ladeschaufel versehene Ende der schwingenden Rinne mit einer Abstützkufe versehen, jedoch ist diese Abstützkufe nicht wie bei bekannten Einrichtungen dieser Art schienengebunden, sondern besteht aus einer wannenartigen Gleitplatte, die durch elastische Verbindungsmittel, z. B. Gummipolster, an der Rinne befestigt ist. Wie schon erwähnt, sind die schwingende Rinne und die Ladeschaufel nur an einem Punkt mit dem Fahrwerk verbunden, u. zw. ist eine kardanische elastische Verbindung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Rohrstück besteht, das in einer Achse drehbar gelagert und an Gummipolstern befestigt ist, die ihrerseits fest mit der schwingenden Masse verbunden sind.
Die Achse ist innerhalb des Rohres in Langlöchern derart gelagert, dass das Rohr ein gewisses Verdrehungsspiel aufweist. Das Rohrstück ist mit einer Platte verbunden, die in eine auf dem Fahrwerk befestigte Führung verschieb- bar eingreift. Der Rahmen des Fahrwerkes hat eine vorzugsweise rechteckige Form und trägt zwei zueinander parallel angeordnete Träger, zwischen denen die Räder angeordnet sind. Diese parallel zueinander angeordneten Radträger lassen sich so zueinander verschieben, dass das Fahrwerk auf verschiedene Spurweite einstellbar ist.
In an sich bekannter Weise sind Schienenklemmeinrichtungen vorgesehen, jedoch sind die Bedienungshebel jeweils in den Ecken des rechteckigen Rahmens so gelagert, dass ihre freien Enden über Zwischenlenker jeweils mit dem Kolbenstangen-oder Zylinderende einer in ,der Mitte des Rahmens und in Schienenrichtung angeordneten pneumatischen Einrichtung verbunden sind. Die Klemmvorrichtung ist mit erheblichem Spiel im Fahrwerksrahmen aufgehängt, und die Verklemmung erfolgt über Klemmbacken, die über entsprechende Exzenter gesteuert werden. Die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemässen Lademaschine kann sehr vielgestaltig sein. Im folgenden wird ein Konstruktionsbeispiel auch in Verbindung mit entsprechenden Zusatzeinrichtungen beschrieben.
Es zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Lademaschine, Fig. 2 die entsprechende Draufsicht, Fig. 3 und'4 die entsprechenden Vorderund Rückansichten zu den Fig. 1 und 2, Fig. 5 und 6 Vorderansicht und Draufsicht auf das Fahrwerk ohne die aufgesetzte Rinne, Fig. 7 die konstruktive Ausbildung der federnden Verbindung zwischen den Andrück- und Rückzylindern und der schwingenden Rinne, Fig.
8 eine Seitenansicht der Schienenklemmeinrichtung, Fig. 9 den Radsatz mit einem Teil des Rahmens und der an dem Rahmen befestigten Schienenklemmvorrichtung, Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der kardani- schen Aufhängung, Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel für den Einsatz der schwingenden Rinne in Verbindung mit weiteren Fördereinrichtungen, Fig. 12 ist die entsprechende Draufsicht zu Fig. 11, Fig. 13,14 und 15. wie das Ladegut über einen Querförderer auf einen Streckenförderec übergeben werden kann, Fig. 16 und 17 Seitenansicht und Draufsicht des zusätzlichen Fördermittels zum Transport des Fördergutes von dem Schwinglader in einen Förderwagen, Fig. 18 und 19 Vorderansicht und Draufsicht einer über dem erfindungsgemässen Schwinglader angeordneten Bohrbühne.
Der in. den Fig. 1 und 2 dargestellte Schwinglader besteht aus der Rinne 1 und dem am vorderen Ende der Rinne angeschraubten Ladekopf der Ladeschaufel 2, die an ihrer vorderen Kante die Stosszähne 11 aufweist. Unterhalb der Ladeschaufel ist eine Rutschkufe 3 angeordnet, die elastisch mit der Ladeschaufel 2 verbunden ist und auf dem
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Liegenden aufliegt oder gleitet. Etwas vor dem Schwerpunkt der Laderinne mit Schaufel ist der Schwingantrieb 4 in Form zweier beidseitig angeordneter Kolbenwuchtmotore angeordnet. Die Schwingungsrichtung läuft spitzwinklig zur Längsachse der Förderrinne. Die Auspuffluft wird über entsprechende Rohrleitungen in den Schalldämpfer 5 geleitet und geht von dort aus ins Freie. Am hinteren Ende der Schwingrinne liegt diese auf dem Fahrwerk 6 auf.
Zu beiden Seiten des Fahrwerks 6 sind die Kolbenstangen 10 der Andrückzylinder 9 befestigt. Die beweglichen Zylinder 9 selbst stehen mit der Rinne über Federelemente 12 (s. Fig. 2) in Verbindung.
Unterhalb des Fahrwerks ist die Schienenklemmeinrichtung 7 aufgehängt. Auf der einen Seite des Schwingladers unmittelbar am Andrückzylinder ist der Steuerstand 8 angeordnet.
Die Vorderansicht nach Fig. 3 zeigt die Form der Schwingrinne 1 und die Anordnung der Stosszähne 11 und der Gleitkufe 3. Oberhalb des Schwingladers sind die beiden Schwingungserzeuger 4 zu erkennen. Die Rückansicht nach Fig. 4 zeigt zusätzlich den Klemmzvlinder 13 sowie die konstruktive Ausbildung der Andrückzylinder 11, den an ihnen befestigten Steuerstand 8 und die Auf- 1--gestelle 14 der Schwingrinne 1 auf dem
Fahrgestell 6. Das Fahrwerk nach Fig. 6 und der entsprechenden Vorderansicht nach Fig. 5 verdeutlicht die Konstruktion, bei der die Vielzahl der erforderlichen Aufgaben mit einfachen Mitteln gelöst wurde.
An dem einfachen, im wesentlichen rechteckigen Fahrwerksrahmen 6 sind zwischen seinen Querträgern 15 parallel zueinander zwei Radträger 16 so befestigt, dass ihr Abstand zueinander dem jeweiligen Spurabstand der untertage verlegten Schienen anpassbar ist. An diesen Radträgern sind die Klemmeinrichtungen 7 (s. auch Fig. 4), die über Steuereinrichtungen 17, 18 ein Festlegen des Fahrwerks an den Schienen ermöglichen, gelenkig aufgehängt.
Zur Steuerung der Klemmeinrichtung 7 ist der Zylinder 13 vorgesehen, der parallel zu den Radträgern 16 in der Mitte des Fahrwerks angeordnet ist und über seine Kolbenstange 18 einerseits und seinen Zylinder 13 anderseits auf die Zwischenlenker 19 einwirkt, die mit Hebeln 20 in gelenkiger Verbindung stehen, die ihrerseits, vorzugsweise in den Ecken des Fahrwerkrechteckes gelagert, über nicht dargestellte Exzentereinrichtungen die Klemmeinrichtungen 7 bedienen. Die Radträger 16 und die Klemmeinrichtung 7 sind noch einmal in den Fig. 8 und 9 in vergrössertem Massstab dargestellt. Deutlich erkennbar ist auch die vorteilhafte konstruktive Anordnung der Andrückzylinder 9. Die Zy- linder 9 gleiten auf den Kolben 21, die mit
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Befestigungsböcke 23 fest mit dem Fahrwerk
6 verbunden sind. Die Zylinder 9 ihrerseits stehen über die Federelemente 12 (s.
Fig. 7), die aus zwei Einzelfederelementen bestehen und über eine kardanische Verbindung 24 aneinander befestigt sind, unmittelbar mit der Schwingrinne 1 in Verbindung, an der sie über die Böcke 25 befestigt sind. Damit die Zylinder 9 sich nicht auf den Kolbenstangen 22 axial verdrehen können, sind Gleitschuhe 26 vorgesehen, die in entsprechende Aussparungen der Längsträger des Fahrgestells 6 eingreifen. Damit die Kolben 21 nicht an dem Zylinderdeckel 27 anstossen, sind in bekannter Weise Federn 28 an diesen angeord- net.
Die Fig. 7 zeigt die konstruktive Ausbildung der Federelemente 12 in ihrem Zusammenwirken mit den entsprechenden Befestigungsstellen an den Zylindern und an der Schwingrinne. Die Federelemente 12 bestehen aus rohrförmigen Körpern 29,30, in denen Tellerfedern 31 übereinandergeschichtet sind.
Beide Enden der rohrförmigen Körper enden in kugelförmigen Pfannen 32, in die die Kugeln 33 eingreifen. Der Lagerbock und die beiden Federelemente 12 sind eine vormontierte Einheit. Um diese Einheit montieren zu können, müssen die beiden Federelemente vorgespannt werden, was erfindungsgemäss über ein Seil 34 erfolgt, das auf der einen Seite in einem Schloss 35 befestigt und auf der andern Seite über ein Spannschloss 36 spannbar ist. Nach erfolgtem Einsatz wird die Vorspannung gelöst.
Aus Fig. 8 ist die Aufhängung der Klemmeinrichtung 7 zu ersehen. Mit den Klemmbacken 37 wird das Fahrwerk an den Schienen 38 angeklemmt. Die exzentergesteuerten Klemmbacken sind mit lose gelagerten Lenkern 39 in dem Fahrwerksträger M aufgehängt. Zur weiteren Verdeutlichung ist noch einmal in der Fig. 9 die Seitenansicht dargestellt.
Die kardanische Aufhängung der gegen- über dem Fahrgestell 6 frei schwingenden Massen, die aus der Ladeschaufel 2 und der Förderrinne 1 bestehen, ist aus der perspektivischen Darstellung nach Fig. 10 zu ersehen.
In der mit dem Fahrgestell 6 verbundenen Führung 40 gleitet die Führungsplatte 41. Auf dieser und fest mit ihr verbunden sitzt das zylinderförmige Kardanglied 42, das an seiner oberen Stirnseite einen Flansch 43 aufweist. Auf diesem Kardanglied 42-zwischen der Führungsplatte 41 und dem Flansch 43 ist drehbar ein weiteres zylindrisches Teil 44 angeordnet. Eine Achse 45 ist quer durch beide Zylinder hindurchgesteckt und mit dem Äusseren 44 verbunden. In dem Innern 42
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genüber der Achse 45 ein gewisses horizontales Verdrehungsspiel hat. über die Achse 45 ist das äussere Zylinderteil 44 mit den Trägerteilen 47 in vertikaler Ebene schwenkbar verbunden.
Diese Trägerteile wiederum sind über Gummimetallfedern'48 mit Konstruktionsteilen 49 verbunden, die unmittelbar über die Schraubenlöcher 50 mit der Rinne 1 verbunden werden. Durch diese Einrichtung wird erreicht, dass die Schwingrinne sowohl in Achsrichtung verschiebbar als auch in der Horizontalen und in der Vertikalen in gewissen Grenzen schwenkbar ist. Ausserdem kjum die Rinne gegenüber dem Fahrgestell und gegenüber der eigentlichen kardanischen Aufhängung frei schwingen.
Die niedrige Bauhöhe des erfindungsge- mässen Schwingladers und seine beschränkte Länge ermöglichen es, dass er untertage auch in kurvenreichen Strecken verfahrbar ist und dass er mit einer Vielzahl von andern Einrichtungen kombiniert eingesetzt werden kann. Dies können Einrichtungen sein, die das von ihm geförderte Gut durch die Strecke weitertransportieren, den Ausbau während des Ladevorganges einbringen oder aber Bohr- einrichtungen, die, oberhalb des Förderers angeordnet, ein Bohren erlauben, ohne dass die Lademaschine zurückgezogen zu werden braucht.
Die Fig. 11 zeigt eine Möglichkeit, das von dem erfindungsgemässen Schwinglader geförderte Gut auf ein Förderband aufzugeben, das das Gut auf einen Streckenförderer weiterleitet.
Die Fig. 12 zeigt eine entsprechende Draufsicht. Dabei kann der Zwischenförderer über einen Gelenkhebel 51 oder ein Seil mit dem erfindungsgemässen Schwinglader verbunden sein, so dass er jeweils dem Abbaufortschritt nachgerückt werden kann. Damit der Abstand zwischen der Schwingrinne und der Zwischenladeeinrichtung stets gewahrt bleibt, ist in dem dargestellten Konstruktionsbeispiel eine Stange 51 vorgesehen, die unmittelbar mit dem Gleitschuh an der Lagerstelle zwischen der Schwingrinne und dem Fahrwerk gelenkig befestigt ist und an ihrem andern Ende die Zwischenladeeinrichtung nach sich zieht.
In vielen Strecken ist das Streckenfördermittel an einer Seite der Strecke angeordnet.
In diesem Fall ist es erforderlich, mit dem erfindungsgemässen Schwinglader eine kleine Querfördereinrichtung zu verbinden, die ebenfalls unmittelbar an der Schwingrinne befestigt sein muss, damit sie mit dem Abbaufortschritt mitwandert. Diese Anordnungen zeigen die Fig. 13, 14 und 15. Die Fig. 16 und 17 zeigen Seitenansicht und Draufsicht einer mit dem erfindungsgemässen Schwinglader verbundenen Fördereinrichtung, die das Fördergut an Förderwagen weitergibt. Da diese Fordereinrichtung die Stossenergie am anrollenden Förderwagen aufnehmen muss, muss die Verbindung zur Förderrinne elastisch sein.
Die Fig. 18 und 19 zeigen, wie vorteilhaft die geringen Höhenabmessungen der erfindungsgemässen Maschine insbesondere im Streckenabbau sind und welche Möglichkeiten beispielsweise bestehen, durch Aufnehmen und Fördern des Haufwerks Bohrarbeiten oder Streckenausbauarbeiten gleichzeitig zu kombinieren. Eine verfahrbare Bohreinrichtung und eine Bühne können beliebig über dem Förderer in Arbeitsstellung gebracht werden, ohne dass dabei der Förderer selbst ausser Tätigkeit gesetzt zu werden braucht. Das überlappen der Arbeitsgänge im übertagebergbau ist aber bekanntlich ein ausserordent- licher Vorteil.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwinglader zur Verladung und Förderung des Haufwerks aufgefahrener Strecken unter Verwendung eines Schienenfahrwerkes, auf dem eine aus Förderrinne und Ladeschaufel bestehende Ladevorrichtung schwenkbar befestigt ist, deren vorderes, als Ladeschaufel ausgebildetes Ende sich mittels Rutschkufen auf der Sohle abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass Rinne und Ladeschaufel (1, 2) nur an einem Punkt in Längsrichtung verschiebbar und vorzugsweise elastischkardanisch mit dem Fahrwerk (6) verbunden sind.