DD149101A5 - Schraemkopf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraemkopf zum Abtragen von Kohle oder Gestein und ein Verfahren zu dessen Betrieb. Ziel ist eine zuverlaessige Kuehlung des Schraemkopfes zur Vermeidung einer Explosionsgefahr. Dazu ist eine wirksame Abdichtung des wasserfuehrenden Systems innerhalb des Schaemkopfes zu schaffen. Erfindungsgemaesz ist der Schraemkopf hohl ausgebildet und an einem Traeger rotierbar gelagert. Die Wasserzufuehrung zu den Duesen erfolgt ueber ein in der Drehachse des Schraemkopfes angeordnetes am Traeger fest verlegtes Wasserfuehrungsrohr, das in einen Verteilraum muendet. Von hier aus wird das Wasser ueber Ringspalte und Bohrungen den Duesen zugefuehrt. Eine Dichtung ist lediglich an der Muendung des Wasserfuehrungsrohres zum Verteilraum erforderlich. Die Erfindung kann im Bergbau eingesetzt werden.

Description

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Schrämkopf und Verfahren zu dessen Betrieb Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schrämkopf zum Abtragen von Kohle-, Geste ins- oder Erdschichten sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Beim Schrämen treten an den Meißeln hohe Temperaturen auf, so daß eine Kühlung der.Meißel an und für sich von Vorteil ist. Wenn nun aber z, B, beim Schrämen von Kohle im Flö ζ harte Gesteinseinschlüsse vorhanden sind oder wenn auch Schichten von hartem taubem Gestein geschrämt werden müssen, so kann eine Funkenbildung auftreten und eine solche Funkenbildung bringt wieder die Gefahr einer Explosion des aus dem Flö ζ austretenden Grubengases mit sich. Ea wurde daher bereits vorgeschlagen, die Meißel mit Wasser zu kühlen. Hierbei ist es auch bekannt, die Wasserdüsen am Schrämkopf selbst anzuordnen, so daß der Wasserstrahl unmittelbar gegen die Meißel gerichtet ist. Solche Düsen sind nun aber der Einwirkung des beim Schrämen entstehenden Staubes ausgesetzt und um eine Verlegung dieser Düsen zu verhindern, ist es notwendig, das V/asser den Düsen unter möglichst hohem Druck zuzuführen. Der Schrämkopf rotiert und das Wasser muß dem Schrämkopf über den Träger des Schrämkopfes, de h. üblicherweise über den Schrämarm, zugeführt werden. Je höher der Druck des Wassers ist, desto schwieriger ist die Abdichtung der wasserführenden Leitung zwischen dem feststehenden Träger und dem rotierenden Schrämkopf und es ist daher bei den bekannton. Ausbildungen der Höhe des Wasserdruckes eine Grenze gesetzt. Ein Scbrämkopf ist mit einer großen Anzahl von Meißeln bestückt und es muß daher eine große Anzahl von Düsen am Schrämkopf vorgesehen sein, welche mit einem Raum verbunden sein müssen, aus dem das Wasser den Düsen zugeführt wird. Auch dies bietet Schwierigkeiten,

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Es sind Ausführungen bekannt, bei welchen der Schramkopf hohl ausgebildet ist und in den Hohlraum des Schrämkopfes ein mit dem Schrämarm starr verbundener Träger ragt. Bei solchen Ausbildungen ist beispielsweise die letzte Getriebestufe des Schräinkopfantriebes im hohlen Schramkopf angeordnet und diese letzte Getriebestufe muß in den ölkreislauf einbezogen werden. In diesem Fall besteht die erhöhte Gefahr, daß bei einer Undiohtheit in der Verbindung der Wasserführung zwischen feststehendem Teil und rotierendem Schramkopf austretendes Wasser in den ölkreislauf gelangt. Damit verliert das öl einen Teil seiner Schmierfähigkeit und es ist die Gefahr einer Schädigung des Antriebsgetriebes gegeben.

Ziel dor Erfindung .

Die Erfindung hat als Ziel einen Schramkopf, bei dem eine Kühlung der Meißel zuverlässig, ohne daß die Wasserdüsen verstopfen, erfolgu und somit eine Explosionsgefahr beim Abbau von Plötzen, vermieden wird. Weiter soll eine Zerstörung des Schrämkopfes durch mangelnde Schmierung vermieden werden. Ziel der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Schrämkopfes.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit Meißeln bestückten hohl ausgebildeten Schramkopf, der an einem in den hohlen Schrämkopf ragenden Träger rotierbar gelagert ist und der Kühlwasserdüsen aufweist, welche gegen Meißeln gerichtet sind, wobei das Kühlwasser in den Schrämkopfkörper und über Kanäle in demselben zu den Kühlwasserdüsen führbar ist, zu schaffen, der eine wirksame Abdichtung des wasserführenden Systems auch bei hohen Wasserzuführungsdrucken

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und eine einfache Führung des Wassers zu den Düsen aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Schrämkopf ein Verteilraum angeordnet ist, welcher mit einem in der Achse des Trägers starr angeordneten Was3βrführungsrohr fluchtet, wobei das Wasserführungsrohr in den Verteilraum mündet und dichtend an den Verteilraum des drehbar gelagerten Schramkopfkörpers anschließbar ist, daß im Schramkopfkörper wenigstens ein Ringspalt vorgesehen ist, welcher sich in axialer Richtung des Schrämkopfes erstreckt, daß der Ringspalt"über wenigstens eine Bohrung mit dem Verteilraum verbunden ist und daß in den Ring3palt Bohrungen münden, welche zu den Kühlwasserdüsen führen. Dadurch, daß die Abdichtungsstelle zwischen dem feststehenden Teil und dem rotierenden Schrämkopf in die Rotationsachse verlegt ist, wird das Abdichtungsproblem wesentlich erleichtert. Dadurch, daß sich der Ringspalt oder dio Ringspalte, welche von dem im Achsbereich des Schrämkopfes angeordneten Verteilraum über Bohrungen mit Wasser versorgt werden, in axialer Richtung über wenigstens ein Drittel, vorzugsweise die Hälfte der Länge des Schrämkopfos erstrecken, können nun die Kühlwasaerdüsen durch ungefähr radiale Bohrungen, welche alle in den Ringspalt oder in die Ringspalte münden, mit dem wasserführenden Raum verbunden werden. Es ergibt sich dadurch eine einfache Konstruktion. Es sind im wesentlichen nur kurze Bohrungen erforderlich und es sind Versöhne idungeη von Bohrungen, die sonst erforderlich sind, wenn Bohrungen ums Eck geführt worden, vermieden« Damit ist ein Druckabfall in den Bohrungen auf ein Minimum verringert, während im Ringspalt oder in den Ringspalten die Strömungsgeschwindigkeit verhältnismäßig gering ist, so daß hier der Druckabfall zu vernachlässigen ist. Es kann somit der Zuführungsdruck des Wassers im wesentlichen voll auf die Kühlwasserdüsen zur

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Wirkung gebracht werden und damit deren Verstopfung entgegengewirkt werden. Die Wände des Kingspaltes oder der Ringspalte weisen bei einem Schrämkopf etwa zylindrische Form auf. Ein solcher Zylindermantel kann ohne Schwierigkeiten auch sehr hohen Drücken standhalten. Ungünstig.ist die Belastung der den Ringspalt begrenzenden Stirnwände. Dies gilt insbesondere bei einer bekannten Ausführungsform, bei welcher der Schrämkopfführer aus axial aneinander anschließenden Scheiben aufgebaut ist, welche miteinander verschweißt sind. In diesem-Falle werden die Schweißnähte durch die auf die. Stirnwände des Ringspaltes wirkende Belastung beansprucht. Die vom Wasserdruck beaufschlagten Flächen der Stirnwände eines Ringspaltes sind aber wesentlich kleiner als die Fläche der den Ring3palt begrenzenden zylindrischen Wände, ßo daß der auf diese Stirnwände wirkende Gesamtdruck auch bei hohem Zuführungsdruck dos Wassers noch ohne weiteres . aufgenommen werden kann. Bei einer an sich bekannten Ausbildung, bei welcher der Schrämkopf au3 axial aneinandergereihten Scheiben, welche miteinander verschweißt sind, aufgebaut ist, beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Größe einer den Ringspalt begrenzenden Stirnfläche nur einen Bruchteil, vorzugsweise höchstens 1/10 bis 1/20 der Größe der Umfangsfläche des Ringspaltes, wobei eich der Ringspalt über wenigstens ein Drittel der axialen Länge des Schrämkopfes erstreckt. Auf diese Weise wird eine einfache Konstruktion hoher Druckfestigkeit erzielt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des. Schrämkopfes ermöglicht, das Kühlwasser dem Schrämkopf unter sehr hohem Druck zuzuführen und diesen hohen Druck ohne wesentliche Verluste auf die Kühlwasserdüsen wirksam zu machen, so daß deren Verstopfung mit Sicherheit vermieden wird. Gemäß der Erfindung

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wird das Kühlwasser dem Schrämkopf unter einem Druck von über 300 bar, vorzugsweise unter einem Druck von ungefähr 400 bar, zugeführt. Bei den bekannten Ausführungen war es nicht möglich, den Zuführungsdruck des Kühlwassers zum Schrämkopf über 20 bis 30 bar zu erhöhen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Wasserfuhrungsrohr dichtend durch einen mit dem Schrämkopf rotierenden Deckel hindurchgeführt sein, welche einen vom ölraum des Schrämkopfantriebes und von den den Schrämkopf tragenden Wälzlagern getrennten Hohlraum begrenzt. Dadurch wird erreicht, daß bei geringfügigen Undichtheiten der Dichtstelle zwischen dem feststehenden Teil und dem rotierenden Schrämkopf austretendes Wasser nicht unmittelbar in den ölkreislauf gelangt. Gemäß der Erfindung steht vorzugsweise dieser vom ölraum getrennte Hohlraum mit dor Atmosphäre in Verbindung, so daß auch bei größeren Undichtheiten durch austretendes V/asser in diesem vom ölraum abgetrennten Hohlraum kein Druck aufgebaut werden kann. Die in dem mit dem Schrämkopf rotierenden Deckel angeordnete Dichtung wird nun vom Zuführungsdruck nicht beaufschlagt und gewährleistet daher eine völlige Dichtheit. Gemäß der Erfindung kann der vom ölraum getrennte Raum mit der Atmosphäre über ein zur Atmosphäre öffnendes Rückschlagventil und/oder eine Labyrinthdichtung oder dgl« in Verbindung stehen, so daß ein Eindringen von Staub und Fremdkörpern in den vom ölraum getrennten Hohlraum vermieden wird.

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Ausführunftsbe ispie1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführangsbeispiel näher erläutert werden. In der zügehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Schrämmaschine;

Fig. 2: einen Schrämarm mit Schrämköpfen in Seitenansicht;

Fig. 3* einen Schrämarm mit Schrämköpfen in Draufsicht;

Fig. 4-: den Schnitt IV-IV durch einen Schrämkopf.

Die Schrämmaschine 1 wei3t, wie Fig. 1 zeigt, einen Schrämarm 2 auf, der um eine horizontale Achse 3 von oben nach unten und um eine vertikale Achse 4- seitlich verschvienkbar ist. Zu beiden Seiten des Schrämarmes 2 ist ein Schrämkopf 6 um eine Schrämkopfachse 5 drehbar gelagert.

Wie Fig. 2 und 3 zeigen, ist entlang der Oberseite des Schrämarmes 2 eine Kühlwasserleitung 7 geführt, welche durch ein U-Profil 8 abgedeckt und gegen herabfallendes Gestein geschützt ist. Diese Küh!wasserleitung 7 ist über das Ende des Schrämarmes 2 nach vorne geführt und durch eine Anschlußverschraubung 9 an den Schrämarm 2 angeschlossen. Ein Abdeckblech 10 schützt den vorderen Teil der Kühlwasserleitung 7. Der Kühlwasserleitung 7 wird über eine nicht dargestellte Pumpe Kühlwasser unter hohem Druck zugeführt.

Mit dem Schrämarm 2 starr verbunden ist ein Träger 11, welcher in.den hohlen mit Meißeln bestückten Schrämkopfkörper 12 ragt. Der Schrämkopfkörper 12 ist aus axial aneinander-

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gereihten Scheiben 13, 14, 15, 16 und 17 aufgebaut, welche miteinander verschweißt sind, Diese Scheiben 13 bis 17 umgeben ein zylindrisches Mittelstück 18 des Schrämkopfkörpers 12 und dieses Mittelstück 18 ist mit der ζusammengeschweißten Gruppe der Scheiben 13 bis 17 verschweißt. Diese zusammengeschweißte Einheit 13 bis 17 und 18 ist durch einen Endteil 19 abgedeckt, der mittels Schrauben 20 mit der zusammengeschweißten Einheit 13 bis 17 und 18 verschraubt ist. Mit diesem Endteil 19 ist wieder ein Ring 21 und eine Platte 22 verschweißt. In die Platte 22 ist ein zentraler Ringteil 23 eingeschweißt, mit welchen ein zentraler Einsatz 24 verschraubt ist.

Das Kühlwasser wird von einer Anschlußverschraübung 9 aus über eine Bohrung 25 am Schrämarm 2 und Bohrungen 26 und 27 in dem mit dem Schrämarm 2 starr verbundenen 'Träger 11 zu einem zentralen Hohlraum 28 in diesem Träger 11 geführt. An den Hohlraum 28 ist ein mit dem Träger 11 starr verbundenes Wasserführungsrohi- 29 angeschlossen, welches in der Ach3o des Schrämkopfes 6 liegt. Dieses Wasserführungsrohr 29 mündet in einen Verteilraum 30, welcher innerhalb des zentralen Einsatzes 24 liegt. Durch eine Dichtung 31 ist da3 Ende dieses Wasserführungsrohres 29 in dem zentralen Einsatz 24 dichtend geführt. Der zentrale Einsatz 24 rotiert somit mit dem Schrämkopf 6 um das feststehende Wasserführungsrohr 29. Da jedoch dieses in der Achse des Schrämkopfes 6 angeordnet ist, ist eine einwandfreie Abdichtung durch die Dichtung 31 möglich.

An dem mit dem Schrämarm 2 starr verbundenen Träger 11 ist der Schrämkopfkörper 12 unter Vermittlung von Wälzlagern 32, 33 und 34 gelagert. Der äußere Lager3itz 35 dos Wälzlagers

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ist mit dem Schrämkopfkörper 12 starr verbunden, beispielsweise verschraubt, und durch einen Deckel 36 abgeschlossen. Zwischen.dem Deckel 36 und der Platte 22 ist ein Hohlraum gebildet. Innerhalb des Trägers 11 ist noch ein nicht dargestelltes Umlaufrädergetriebe angeordnet, welches die letzte Übersetzungsstufe bildet. Dieses Umlaufgetriebe und auch die Wälzlager 32, 33 und 34 laufen in einem ölbad, vielches an den ölkreislauf des Getriebes angeschlossen ist. Der Hohlraum 37 i³* durch den Deckel 36 dicht gegenüber diesem ölraum abgesphlossen. Über eine Rutschkupplung 38 ist der aus den Teilen 13 bis 22 bestehende Schrämkopfkörper 12 mit einer Nabe 39 verbunden, welche mittels der Yfölzlager 32, 33 und am Träger 11 gelagert ist.

Das zentrale mit dem Träger 12 starr verbundene Wa3serführungsrohr 29 ist auch im Deckel 36 durch eine Dichtung 40

dichtend geführt. Dadurch wird erreicht, daß gegebenenfalls durch die Dichtung 31 hindurchtretendes V/aaser nicht in den ölkreislauf, sondern nur in den Hohlraum 37 gelangen kann, so daß ein Eintritt von Wasser in den Ölkreislauf vermieden ist. Dieser Hohlraum 37 ist durch eine öffnung 41 mit der Atmosphäre verbunden, so daß sich in ihm kein Druck aufbauen kann. In diese öffnung 41 kann ein nicht dargestelltes, nach außen öffnendes Rückschlagventil und/oder eine Labyrinthdichtung eingebaut sein, so daß ein Eindringen von Schmutz in den Hohlraum 37 vermieden ist.

Über eine Bohrung 42 gelangt das Kühlwasser in einen Ringspalt 43.und über weitere Bohrungen 44 und 45 in einen Ringepalt 46. Diese beiden Ringspalte 43 und 46 erstrecken sich im.wesentlichen über die axiale Länge des Schrämkopfkörpers 12« Die nicht dargestellten Kühlwasserdüsen befinden sich am Umfang des S chrämkopf körpers 12- und jede vom Umfang ausgehende radiale Bohrung 47 und 48 muß somit in einen der

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führenden Bohrungen liegen nicht in der Schnittebene. Von diesen Eingspalten 43 und 46 ist somit eine Wasse !Versorgung aller Düsen möglich. Der Eingspalt 46 liegt zwischen dem Mittelstück 18 und.der Gruppe von zusammengeschweißten Scheiben 13 bis 17. Der Eingspalt 43 liegt zwischen dem Bndteil 19 und dem Eing 21· Diese Eingspalten43 und 46 können daher leicht vor dem Zusammenschweißen der Teile 13 bis 18 und 19 mit 21 ausgespart werden» Da der Zuführungsdruck sehr hoch gewählt ist und beispielsweise 400 bar beträgt, ist die Belastung der die zylindrischen Eingspalte 43 und 46 begrenzenden Wände beträchtlich. Die zylindrischen Wände der Eingspalte 43 und 46 weisen eine große Fläche auf. Diese Flächenbelastungen können aber ohne weiteres durch die den Eingspalt 46 begrenzenden Scheiben 13 bis 17 und das Mittelstück 18 aufgenommen werden. Die auf die Stirnenden 49 und 50 des Eing3palt&3 46 wirkenden Belastungen beanspruchen aber die Schweißverbindungen zwischen den Scheiben 13 bis 17. Dadurch aber, daß die Spaltbreite des Eingspaltes sehr klein gehalten ist, sind diese Belastungen auch bei sehr hohem Zuführungsdruck des Kühlwassers nur gering und daher ungefährlich.

In Fig. 1 ist darüber hinaus der Antrieb des Schrämkopfes schematisch dargestellt. Hierbei kämmt ein verzahntes Abtriebswellenonde 51 mit Verzahnung mit.im Träger 11 an Achsen 52 gelagerten Zwischenrädern 53. Diese Zwischonräder 53 stehen wieder mit einer Innenverzahnung 54 eines als Hohlrad 55 ausgebildeten Teiles des drehbar gelagerten Schrämkopfes 6 in Eingriff.

Claims (7)

Erfind ungsans pruch

1. Mit Meißeln bestückter hohl ausgebildeter Schrämkopf, der an einem in den hohlen Schrämkopf ragenden Träger rotierbar gelagert ist und der Kühlwasserdüsen aufweist, welche gegen Meißel gerichtet sind, wobei das Kühlwasser in den Schrämkopfkörper und über Kanäle in demselben zu den Kühlwasserdüsen geführt ist, gekennzeichnet dadurch, daß im Schrämkopf (6) ein Verteilraum (30) angeordnet ist, welcher mit einem in der Achse des Trägers·(11) starr angeordneten Wasserführungsrohr (29) fluchtet, wobei das Wasserführungsrohr (29) in den Verteilraum (30) mündet und dichtend an den Verteilraum (30) des drehbar gelagerten Schrämkopfes (6) anschließbar ist, daß im Schrämkopf (6) wenigstens ein Ringspalt (46; 43) vorgesehen ist, welcher 3ich in axialer Richtung des Schrämkopfos erstrockt, daß der Ringspalt (46; 43) über wenigstens eine Bohrung (42) mit dem Vorteilraum (30) verbunden ist und daß in den Ringspalt (46; 43) Bohrungen (47; 48) münden, welche zu den Kühlwasserdüsen führen.

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2· Schrämkopf nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß

wenigstens ein Ringspalt (46) sich über wenigstens ein . Drittel, vorzugsweise die Hälfte der axialen Länge des •Schrämkopfes (6) erstreckt.

3. Schrämkopf nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Schrämkopf (6) in an sich bekannter Weise aus axial aneinandergereihten Scheiben (13; 14; 15; 16; 17), welche miteinander verschweißt sind, aufgebaut ist und die Größe einer den Ringspalt (46) begrenzenden Stirnfläche (49; 50) nur einen Bruchteil, vorzugsweise höchstens 1/10 bis 1/20 der Größe der Umfangsflache des Eingspaltes (46; 43) beträgt.

4-, Schrämkopf nach Punkt 1, 2 oder 3» gekennzeichnet dadurch, daß das V/as se rfüh rungs rohr (29) dichtend durch einen mit dem Schrämkopf (6) rotierenden Deckel (36) hindurchgeführt ist, welche einen vom ölraum des Schrämkopfantriebes und von den den Schrämkopf (6) tragenden Wälzlagern (32; 33; 34) getrennten Hohlraum (37) begrenzt.

5· Schrämkopf nach Punkt 4·, gekennzeichnet dadurch, daß der vom ölraum getrennte Hohlraum (37) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

6, Schrämkopf nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß der vom ölraum getrennte Hohlraum (37) mit der Atmosphäre über ein zur Atmosphäre öffnendes Rückschlagventil und/ oder eine Labyrinthdichtung oder dgl. in Verbindung steht.

7· Vorfahren zum Betrieb eines Schrämkopfeo nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Kühlwasser dem Schrärakopf (6) untor einem Druck von über 300 bar, vorzugsweise unter einem Druck von ungefähr 400 bar, zugeführt wird«

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen