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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit, wie z. B.
Wasser, unter Druck zu Austrittsdüsen am Umfang eines Schrämwerkzeuges, bei welcher die zu versprühende Flüssigkeit durch die Verschiebebewegung eines Meisselschaftes unter Druck gesetzt wird und das zu versprühende Volumen aus einem Raum verdrängt wird, in welchen der Meissel- schaft oder ein mit dem Meisselschaft verbundener Teil eintaucht.
Der DE-OS 2951011 ist eine Düse zum Versprühen von Druckflüssigkeit in einer Bohrung eines Schrämwalzenkörpers bekanntgeworden, wobei in dem Düsenkörper eine axial verschiebbare
Nadel angeordnet ist, welche die Düsenaustrittsöffnung beim Ausbleiben der zu versprühenden
Flüssigkeit abschliesst. Dadurch soll bewirkt werden, dass eine Verschmutzung bzw. Verstopfung der Düsenbohrung in Stillstandzeiten der Schrämmaschine ausgeschlossen wird.
Aus der AT-PS Nr. 381366 ist eine Vorrichtung zum Abbau von Gestein od. dgl., insbesondere
Schrämmaschine mit einer auf einem Werkzeugträger fest angeordneten Vielzahl von Meisselhaltern bekanntgeworden, bei welcher der Endbereich des Meisselschaftes und/oder der mit dem Betätigungs- bereich in Eingriff bringbare Bereich des Ventilbetätigungsorgans zumindest mit zwei voneinander unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut sind, welche eine erhöhte Widerstandsfähigkeit aufweisen, und somit die Lebensdauer des Ventilbetätigungsorgans erhöhen sollen.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der AT-PS Nr. 381364 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Einrichtung strömt Flüssigkeit über ein zur Zuführungsleitung schliessendes Rückschlagventil in einen Raum im Meisselhalter ein, in welchen ein Teil des Meisselschaftes bzw. ein mit dem Meisselschaft verbundener Teil eintaucht. Sobald der Meissel beispielsweise bei Eingriff in zu schrämendes Gestein in axialer Richtung verschoben wird, baut sich in diesem Raum ein entsprechend höherer Druck auf, welcher zum Schliessen des Rückschlagventils führt, wobei das komprimierte Volumen entsprechend dem Hub des Meissels beim Einschieben in den Meisselhalter über eine Austrittsdüse ausgesprüht wird.
Die versprühte Flüssigkeit, insbesondere Wasser, dient hiebei in erster Linie zum Kühlen der Meisselspur, um die Zündgefahr zu verhindern, welche insbesondere dann gegeben ist, wenn in einen Bereich der Ortsbrust zündfähige Gase austreten.
Beim Schneiden bzw. Schrämen von hochfesten Materialien wirken hohe Reaktionskräfte auf den Meissel, und es kann beim axialen Hub des Meissels ein sehr hoher Druck in dem die Flüssigkeit im Meisselhalter speichernden Volumen aufgebaut werden. Dieser Druck kann so hohe Werte erreichen, dass der Düsendurchfluss bei gegebener Austrittsöffnung sehr gross wird, wodurch die Bedüsungszeit der Schneidspur herabgesetzt wird. Insbesondere bei Düsendurchflüssen, welche wesentlich über 2 l/min liegen, kann eine hinreichende Bedüsungszeit nicht ohne weiteres sichergestellt werden. Eine Vergrösserung der Bauteile, insbesondere des in den mit Flüssigkeit gefüllten Raum eintauchenden Teils des Meisselschaftes, kann nur in beschränktem Ausmass realisiert werden, wenn die Baumasse des Meisselhalters nicht übermässig vergrössert werden sollen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auch beim Schneiden in hochfesten Materialien eine hinreichende Bedüsungszeit ergibt, um auch in diesen Fällen die Zündgefahr herabzusetzen. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass die Austrittsdüse mit verstellbarem Düsenaustrittsquerschnitt ausgebildet ist. Durch eine derartige Austrittsdüse mit verstellbarem Düsenaustrittsquerschnitt lässt sich der Austrittsquerschnitt an den jeweiligen Druck vor der Düse einstellen, und zur Verlängerung der Bedüsungszeit bzw. der Sprühzeit lässt sich ein derartiger Düsenaustrittsquerschnitt verkleinern, so dass die unter hohem Druck austretende Flüssigkeit über einen längeren Zeitraum ausgesprüht wird.
In besonders einfacher Weise ist hiebei die Ausbildung so getroffen, dass die Düse eine in ihrer Achsrichtung verschiebbare Düsennadel aufweist. Die Düsennadel kann hiebei entgegen der Kraft einer Düsennadelfeder verschieblich geführt sein, und durch entsprechende Verschiebung der Düsennadel entgegen der Kraft der Düsennadelfeder kann der gewünschte Düsenaustrittsquerschnitt in einfacher Weise eingestellt werden.
Eine selbsttätige Anpassung des Düsenaustrittsquerschnittes an den jeweiligen Druck der Flüssigkeit, welche versprüht werden soll, kann dadurch erzielt werden, dass die Düsennadel mit einem Differentialkolben verbunden ist, dessen in Schliessrichtung vom Zuführungsdruck beaufschlagte Fläche grösser ist als die in Öffnungsrichtung der Düsennadel wirksame Fläche, und
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dass die Düsennadelfeder die Düsennadel in die Offenstellung belastet. Auf diese Weise wird eine selbsttätige Verstellung des Düsenaustrittsquerschnittes erreicht, wobei bei zunehmendem
Druck eine automatische Verringerung des Düsenaustrittsquerschnittes erzielt werden kann.
Mit einer derartigen Ausbildung kann über einen weiten Druckbereich eine weitgehende Konstanz der Bedüsungszeit sichergestellt werden, so dass auch bei hohen Drücken eine hinreichend lange
Bedüsungszeit zur Verfügung steht.
Mit Vorteil ist hiebei zwischen dem Raum, aus welchem die zu versprühende Flüssigkeit durch den Meisselhub verdrängt wird, und dem Düsennadelraum ein zum Düsennadelraum öffnendes federbelastetes Ventil eingeschaltet, wobei dieses zum Düsennadelraum öffnende federbelastete
Ventil auf einen Öffnungsdruck eingestellt ist, welcher grösser ist als der Öffnungsdruck des
Rückschlagventils in der Leitung zum Raum im Meisselhalter, aus welchem die Flüssigkeit verdrängt wird. Durch diese Massnahme wird sichergestellt, dass in denjenigen Phasen, in welchen der
Meissel nicht im Eingriff mit dem abzubauenden Material steht, nur das Rückschlagventil geöffnet werden kann und somit der Raum, aus welchem die Flüssigkeit in der Folge verdrängt werden soll, gefüllt wird, ohne dass hiebei Flüssigkeit zu den Austrittsdüsen gelangt.
In einer Phase, in welcher der zugehörige Meissel nicht mit dem abzubauenden Gestein in Eingriff steht, benötigt der Meissel keine Kühlung und es ist auch keine Schneidrille vorhanden, welche mit einer gegen einen derartigen Meissel gerichteten Düse gekühlt werden könnte. Auf diese Weise kann Flüssigkeit bzw. Kühlmittel gespart werden.
Mit Vorteil ist die erfindungsgemässe Ausbildung so getroffen, dass die Offenstellung der Düsennadel durch einen Anschlag im Inneren des Düsennadelraumes begrenzt ist. Diese Grundeinstellung entspricht hiebei der Einstellung eines Düsenaustrittsquerschnittes, wie er für Arbeiten in relativ weicherem Gestein ausreicht, und stellt sicher, dass ausgehend von einer derartigen definierten Ausgangsstellung bei zunehmendem Druck der Flüssigkeit bzw. des Wassers eine Schliessbewegung der Düsennadel und damit eine Verringerung des Düsenaustrittsquerschnittes einsetzt.
Konstuktiv besonders einfach ist hiebei eine Ausbildung, bei welcher der mit dem Anschlag zur Begrenzung der Offenstellung der Düsennadel zusammenwirkende Gegenanschlag der Düsennadel von einem Federteller für die die Düsennadel in die Offenstellung drückende Düsennadelfeder gebildet ist, wodurch sich eine besonders kompakte und einfache Ausbildung der Austrittsdüse ergibt.
Die Düsennadel kann von der kreisrunden Form abweichende Querschnittsformen aufweisen, welche jedoch zur Erzielung einer definierten Schliessbewegung im wesentlichen mit den Querschnittsformen der Austrittsdüse korrespondieren sollen. In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung hiebei jedoch so getroffen, dass das freie Ende der Düsennadel konisch ausgebildet ist und mit einer hohlkonisch ausgebildeten Düsenöffnung zusammenwirkt, wodurch der Schliesshub unabhängig von der jeweiligen Drehlage der Düsennadel exakt beherrscht werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Austrittsdüse näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 einen Meisselhalter konventioneller Bauart, wie er beispielsweise in der AT-PS Nr. 381364 beschrieben ist, und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Austrittsdüse.
In Fig. 1 ist ein Meissel --1--, welcher als Rundmeissel ausgebildet ist, in einer in einen Meisselhalter --2-- eingepressten Bundbüchse --3-- in Richtung seiner Achse --4-- verschieblich aufgenommen. Der maximale Hub des Meissels ist hiebei mit a bezeichnet und wird durch Anschlag am Bund der Büchse --3-- begrenzt. Zur Sicherung des Meissels gegen Herausfallen ist eine
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dieser Büchse --11-- ist ein Rückschlagventil --12-- angeordnet, dessen Ventilfeder mit --13-bezeichnet ist. Der Federteller dieser Ventilfeder ist als einschraubbarer Deckel --14-- für die Büchse --11-- ausgebildet und weist eine zentrische Bohrung --15-- auf.
Die Büchse --11-weist radiale Durchbrechungen --16-- nahe dem Ventilsitz --17-- auf, über welche das über
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The invention relates to a device for supplying liquid, such as. B.
Water, under pressure to outlet nozzles on the circumference of a cutting tool, in which the liquid to be sprayed is pressurized by the displacement movement of a chisel shaft and the volume to be sprayed is displaced from a space in which the chisel shaft or a part connected to the chisel shaft immersed.
DE-OS 2951011 a nozzle for spraying hydraulic fluid in a bore of a cutting roller body has become known, wherein an axially displaceable in the nozzle body
Needle is arranged, which the nozzle outlet opening in the absence of the sprayed
Liquid closes. This is intended to prevent contamination or clogging of the nozzle bore when the cutting machine is at a standstill.
From AT-PS No. 381366 is a device for mining rock or the like, in particular
Cutting machine with a plurality of chisel holders fixedly arranged on a tool carrier, in which the end region of the chisel shaft and / or the region of the valve actuation element that can be brought into engagement with the actuation region are constructed at least with two mutually different materials, which have an increased resistance, and thus to increase the life of the valve actuator.
A device of the type mentioned at the beginning can be found, for example, in AT-PS No. 381364. In this known device, liquid flows through a check valve that closes to the feed line into a space in the chisel holder, in which a part of the chisel shaft or a part connected to the chisel shaft is immersed. As soon as the chisel is moved in the axial direction, for example, when engaging in rock to be cut, a correspondingly higher pressure builds up in this space, which leads to the closing of the check valve, the compressed volume corresponding to the stroke of the chisel when it is inserted into the chisel holder Outlet nozzle is sprayed.
The sprayed liquid, in particular water, serves primarily to cool the chisel track in order to prevent the risk of ignition, which is particularly present when ignitable gases escape into an area of the working face.
When cutting or milling high-strength materials, high reaction forces act on the chisel, and a very high pressure can be built up in the volume storing the liquid in the chisel holder during the axial stroke of the chisel. This pressure can reach such high values that the nozzle flow rate is very high for a given outlet opening, as a result of which the spraying time of the cutting track is reduced. A sufficient spraying time cannot be easily ensured, especially with nozzle flows that are significantly above 2 l / min. An enlargement of the components, in particular of the part of the chisel shank immersed in the liquid-filled space, can only be realized to a limited extent if the structural dimensions of the chisel holder are not to be enlarged excessively.
The invention now aims to provide a device of the type mentioned at the outset which, even when cutting in high-strength materials, results in a sufficient spraying time in order to reduce the risk of ignition in these cases as well. To achieve this object, the invention essentially consists in that the outlet nozzle is designed with an adjustable nozzle outlet cross section. Such an outlet nozzle with an adjustable nozzle outlet cross section allows the outlet cross section to be adjusted to the respective pressure in front of the nozzle, and such a nozzle outlet cross section can be reduced in order to extend the spraying time or spraying time, so that the liquid escaping under high pressure is sprayed out over a longer period of time .
In a particularly simple manner, the design is such that the nozzle has a nozzle needle that can be displaced in its axial direction. The nozzle needle can be displaceably guided against the force of a nozzle needle spring, and the desired nozzle outlet cross section can be set in a simple manner by correspondingly displacing the nozzle needle against the force of the nozzle needle spring.
An automatic adaptation of the nozzle outlet cross-section to the respective pressure of the liquid which is to be sprayed can be achieved in that the nozzle needle is connected to a differential piston, the surface area acted upon by the supply pressure in the closing direction is larger than the effective area in the opening direction of the nozzle needle, and
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that the nozzle needle spring loads the nozzle needle into the open position. In this way, an automatic adjustment of the nozzle outlet cross section is achieved, with increasing
Pressure an automatic reduction of the nozzle outlet cross section can be achieved.
With such a design, a largely constant spraying time can be ensured over a wide pressure range, so that a sufficiently long period even at high pressures
Spray time is available.
Advantageously, between the space from which the liquid to be sprayed is displaced by the chisel stroke and the nozzle needle space, a spring-loaded valve opening to the nozzle needle space is connected, this spring-loaded valve opening to the nozzle needle space
Valve is set to an opening pressure which is greater than the opening pressure of the
Check valve in the line to the room in the chisel holder, from which the liquid is displaced. This measure ensures that in those phases in which the
Chisel is not in contact with the material to be mined, only the non-return valve can be opened and thus the space from which the liquid is subsequently to be displaced is filled without liquid reaching the outlet nozzles.
In a phase in which the associated chisel is not in engagement with the rock to be mined, the chisel does not require any cooling and there is also no cutting groove which could be cooled with a nozzle directed against such a chisel. In this way, liquid or coolant can be saved.
The embodiment according to the invention is advantageously made such that the open position of the nozzle needle is limited by a stop in the interior of the nozzle needle chamber. This basic setting corresponds to the setting of a nozzle outlet cross-section, as is sufficient for working in relatively softer rock, and ensures that starting from such a defined starting position, the nozzle needle closes and thus the nozzle outlet cross-section decreases with increasing pressure of the liquid or water .
A construction is particularly simple here, in which the counter-stop of the nozzle needle which interacts with the stop to limit the open position of the nozzle needle is formed by a spring plate for the nozzle needle spring which presses the nozzle needle into the open position, which results in a particularly compact and simple design of the outlet nozzle .
The nozzle needle can have cross-sectional shapes deviating from the circular shape, which, however, should correspond essentially to the cross-sectional shapes of the outlet nozzle in order to achieve a defined closing movement. In a particularly simple manner, however, the design is such that the free end of the nozzle needle is conical and interacts with a hollow-conical nozzle opening, so that the closing stroke can be controlled precisely regardless of the respective rotational position of the nozzle needle.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment of an outlet nozzle which is shown schematically in the drawings. 1 shows a chisel holder of a conventional type, as described, for example, in AT-PS No. 381364, and FIG. 2 shows a schematic representation of an outlet nozzle according to the invention.
In Fig. 1, a chisel --1--, which is designed as a round chisel, is slidably received in a collar bushing --3-- pressed into a chisel holder --2-- in the direction of its axis --4--. The maximum stroke of the chisel is designated by a and is limited by a stop on the collar of the rifle --3--. To secure the chisel against falling out is one
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A check valve --12-- is arranged in this bushing --11--, the valve spring of which is labeled --13. The spring plate of this valve spring is designed as a screw-in cover --14-- for the sleeve --11-- and has a central bore --15--.
The bushing --11-has radial openings --16-- near the valve seat --17--, over which the
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