DE19547170A1

DE19547170A1 - Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät

Info

Publication number: DE19547170A1
Application number: DE19547170A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Grathoff
Original assignee: MAN Takraf Fordertechnik GmbH
Current assignee: Takraf GmbH
Priority date: 1995-12-16
Filing date: 1995-12-16
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2015-12-17
Also published as: CA2192523A1; HU9603471D0; US5810449A; ZA9610507B; HUP9603471A3; CZ368096A3; HUP9603471A2; YU65596A; DE19547170C2; AU7535096A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fräswalze gemäß dem Oberbegriff des I Patent anspruches für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tage baugewinnungsgerät.

Für die Untertage-Kohlegewinnung ist nach dem DE-GM 17 49 015 eine Schrämmwalze mit schwenkbaren, aus doppelschneidigen Meißelhaltern bestehenden Schrämmwerkzeugen bekannt. Die Meißelhalter sind um) zur Walzenachse parallele, im Walzenkörper liegende Bolzen schwenkbar. In ihren Endlagen sind die Meißelhalter durch in Vertiefungen des Bolzens einrastende Sicherungen festgelegt.

Nach DE 39 20 011 ist eine Fräswalze für den Einsatz im Tagebau bekannt, die aus einem gitterförmigen Walzengrundkörper besteht, an dessen Umfang in axialer Richtung in gleichen Abständen Schneidbalken angeordnet sind, die untereinander in Umfangsrichtung durch Ringe miteinander verbunden werden. Die Schneidbalken tragen an ihrer, den Walzenumfang bildenden Seite Meißelhalter, auf denen, wie bei der vorstehend als bekannter Stand der Technik herangezogenen Lösung, v-förmig Meißel jeweils paarweise in einem gemeinsamen, zur Walzenachse parallelen Gelenk schwenkbar angeordnet sind. Dabei befindet sich der in Drehrichtung zeigende Meißel in Arbeitsstellung, während der abgewandte andere Meißel selbsttätig aus dem Bereich des Freischnittwinkels herausge-schwenkt wird. In den Endstellungen sind die Meißelhalter durch in Vertiefungen einrastbare Federelemente sicherbar. Diese bekannte Lösung weist aber noch Mängel auf:

- Die Anordnung der Meißel mit großem Abstand der Meißelspitzen bis zur Mitte des Schneidbalkenquerschnitts (neutrale Faser) erzeugt große Torsionsmomente im Schneidbalken und die Gefahr unzulässiger Torsionsschwingungen (Rattern).
- Das durch die Meißelspitzen gelöste Material wird durch die zwischen den Meißelhaltern angeordneten Mitnehmerblechen mitgenommen. Wenn zwischen den durch die Meißelspitzen gegrabenen Rillen beim Lösen harten Materials Rippen stehen bleiben, werden sie durch die Mitnehmerbleche losgebrochen, sofern diese kräftig genug ausgebildet sind. Durch den großen Abstand der Außenkanten dieser Mitnehmerbleche bis zur Mitte des Schneidbalkenquer schnitts ergeben sich ebenfalls große Beanspruchungen. Außerdem ist die mittig auf den Schneidbalken vorgesehene Anordnung der Mitnehmerbleche für den Fördergutfluß ungünstig.
- Die in radialer Richtung außerhalb der Schneidbalken angeordneten Meißelhalter ergeben einen großen radialen Abstand vom Schnittkreis bis zur Ringschur ren-Oberfläche. Es verbleibt bei gegebenem Schnittkreisdurchmesser wenig Bauvolumen für die innerhalb der Ringschurre liegenden Baugruppen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Fräswalze für ein in beide Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät konstruktiv so aus zubilden, daß sie robust ist und eine hohe Funktionssicherheit sowie Verfügbarkeit bei einem einfachen technischen Aufbau und einem möglichst geringen Materialeinsatz gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.

Die Schneiden und Rückenbleche gewährleisten eine bessere Mitnahme und einen besseren Fluß des gelösten Fördergutes. Es sind auch bindige Böden grabbar.

Durch die größere Stützbasis der Meißelhalterungen von der Mitte des Gelenkes bis zur Außenkante des Schneidbalkens entstehen geringere Kräfte an der Befestigung der Meißelhalter. Die Torsionsbeanspruchung der Schneidbalken wir so verringert. Durch die beiderseitige Anordnung eines Fräswerkzeuges an einen Schneidbalken wird gegenüber der Anordnung auf dem Schneidbalken eine geringere Bauhöhe vom Außendurchmesser der Ringschurre bis zum Schnittkreis erreicht.

Die Meißel werden - wie bekannt - auf Schraubenlinien am Walzenumfang angeordnet, wobei deren Steigungshöhe so gewählt wird, daß der durch einen Meißel in das zu grabende Material gerissenen Rille eine nächste seitlich versetzte Rille folgt, die zur ersten einen bestimmten Abstand von etwa derselben Größenordnung wie die maximale Eindringtiefe des Meißels hat, wobei Rillenabstand und maximale Eindringtiefe vom zu grabenden Material, von der Meißelgeometrie und von der gewünschten Korngröße des gelösten Materials abhängen.

Erfindungsgemäß werden die von der DE 39 200 011, Anspruch 4, Bezugszeichen 5 und aus den Fig. 4 und 9 bekannten Ringe durch Stäbe ersetzt, die - biegesteif mit dem Schneidbalken verbunden - auf Schraubenlinien angeordnet sind, welche dieselbe Steigungshöhe wie die die Meißelspitzen verbindenden Schraubenlinien haben. Außen- und Innenkontur der Stäbe entsprechen etwa derjenigen der Schneidbalken. Erfindungsgemäß werden zwischen den Stäben Fräswerkzeuge mit jeweils zwei oder mehr Meißeln, Meißelhaltern und Schneiden angeordnet. Die Meißel werden - wie an sich bekannt - einige Grad schräg zur Umfangsrichtung angeordnet, damit sie sich im Betrieb um ihre Längsachse drehen und sich selbst schärfen.

Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die die Schneidbalken verbindenden Stäbe verteilen die in Umfangsrichtung wirkenden Biegebeanspruchungen eines Schneidbalkens auf die benachbarten Schneidbalken und verwandeln außerdem einen großen Teil der Verdrehbean spruchungen der Schneidbalken in Biegebeanspruchungen in radialer Richtung, wodurch die Biegesteifigkeit der Schneidbalken in beiden Richtungen (radial und tangential) ausgenutzt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit Fräswerkzeugen bestückten Fräswalze im Schnitt,

Fig. 2 eine seitliche Darstellung eines Schneidbalkens im Schnitt mit einem daran angeordneten Fräswerkzeug nach Variante 1,

Fig. 3 eine seitliche Darstellung eines Schneidbalkens im Schnitt mit einem daran angeordneten Fräswerkzeug nach Variante 2,

Fig. 4 eine Darstellung der Anordnung der Fräswerkzeuge auf dem als Abwicklung dargestellten Umfang einer Fräswalze,

Fig. 5 den Fräswalzenumfang im Bereich einer Stirnseite und

Fig. 6 den Kantenschutz nach Fig. 5 in vergrößerter Darstellung in zwei Ansichten.

Nach Fig. 1 wird der Grundkörper für die Fräswalze eines auf einem Raupenfahrwerk selbstfahrenden, in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebau-Gewinnungsgerät von einer Gittertrommel gebildet. Diese Gittertrommel besteht aus den Schneidbalken 1, die in gleichmäßigen Abständen am Walzenumfang verteilt und durch Ringe 2 miteinander verbunden sind. Die Schneidbalken 1 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und nehmen die Fräswerkzeuge 3 auf. Diese Fräswerkzeuge 3 bestehen aus den Meißelhaltern 4, den Meißeln 5, den Mitnehmerblechen 6, die im Bereich der Meißelspitzen in Schneiden 7 übergehen, und der Anlagefläche 8.

Zum Grundaufbau der Fräswalze gehören nach Fig. 5 weiterhin die stirnseitig abschließenden Ringe 9 mit den Kugellagern 10 und der Zahnkranz 11, der vom Ritzel 12 angetrieben wird. Im Inneren der Fräswalze sind die Ringschurre 13 sowie die Austragsschurre 14 angeordnet.

Die Fräswalze kann in beiden Drehrichtungen Gewinnungsarbeit leisten. Die momentane Drehrichtung ist in Fig. 1 unter Beachtung der dabei entstehenden Meißelstellung durch einen in die rechtsdrehende Richtung weisenden Pfeil gekennzeichnet.

Die Ausbildung der Fräswerkzeuge 3 kann nach dem Ausführungsbeispiel in zwei Varianten erfolgen. Die erste Variante nach Fig. 2 ist zugleich die bevorzugte Ausführungsform, während die zweite Variante nach Fig. 3 eine weitere konstruktive Möglichkeit der speziellen Ausführung darstellt.

Beide Ausführungsformen haben gemeinsam, daß die Schneidbalken 1 an dem zur Drehmitte der Fräswalze gerichteten Kanten Laschen 15 aufweisen. Jede der Laschen 15 ist mit einer Bohrung 16 versehen, in denen die Meißelhalter 4 durch Bolzen 17 gelenkig gelagert sind. Die Meißelhalter 4 sind in einem Bereich von etwa 10 schwenkbar. Die eine Endstellung, die zugleich die Arbeitsstellung des Fräswerkzeuges 3 ist, wird erreicht, wenn bei Variante 1 der Meißelhalter 4 bzw. bei Variante 2 die Schneide 7 durch die Anlagefläche 8 am Schneidbalken 1 anliegt. Die andere Endstellung ist erreicht, wenn sich das Fräswerkzeug 3 im Freischnittwinkel befindet. Im Ausführungsbeispiel bedeutet diese Stellung ein Wegschwenken des Meißelhalters 4 vom Schneidbalken 1 um etwa 10°. Da sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Fräswalze immer nur ein Fräswerk zeug 3a eines Paares in Arbeitsstellung (Grabstellung) befindet, während das andere Fräswerkzeug 3b in die Freischnittstellung geschwenkt sein muß, wird zwischen beiden Meißelhaltern 4a und 4b ein Verbindungsstab 18 angeordnet. Zur Fixierung der Fräswerkzeuge 3 eines Paares 3a und 3b in der drehrichtungs abhängigen Arbeitsstellung auch beim Bewegen außerhalb des Grabbereiches wird an einem der Meißelhalter 4a oder 4b ein federbelasteter Hebel 19 mit einer Rolle 20 angeordnet, die in eine an der Außenfläche des Schneidbalkens 1 vorgesehene zweistufige Einrastung 21 eingreift.

Die Fräswerkzeuge 3 beider Varianten nach den Fig. 2 und 3 unterscheiden sich dadurch, daß bei der Vorzugsvariante nach Fig. 2 die Anlagefläche 8 zum Schneidbalken 1 sehr klein gehalten ist, damit sich dazwischengeratenes Fördergut nicht aufbauen und dadurch Betriebsstörungen verursachen kann. Die Variante gem. Fig. 3 weist ein die Meißelhalter 4 verbindendes, in Arbeitsstellung am Schneidbalken 1 anliegendes Rückenblech 22 auf. Diese Lösung ist zwar die festigkeitsmäßig günstigere, sie kann jedoch im praktischen Einsatz zu Betriebsstörungen führen, falls das Fördergut die Neigung hat, sich auf den Oberflächen der Schneidbalken 1 und des Rückenblechs 22 aufzubauen. Die beiden Meißel 5c, die jeweils am Ende einer die Meißelspitzen verbindenden Schraubenlinie 23 angeordnet sind und die Stirnseiten der Frästrommel freischnei den sollen, werden an Meißelhaltern 4c befestigt, die nach Fig. 5 seitlich gekröpft sind. Zu einem Fräswerkzeug 3 gehören zwei oder mehr mit Meißeln 5 bestückte Meißelhalter 4. Auf jedem der Schneidbalken 1, die sich über die gesamte Breite der Fräswalze erstrecken und vorzugsweise parallel zur Drehachse der Fräswalze angeordnet sind, werden die Fräswerkzeuge 3 so angeordnet, daß die Meißel 5 gleichmäßig verteilt sind. Nach der Erfindung ist es vorgesehen, die Fräswerkzeuge 3 mit zwei oder mehr Meißelhaltern 4 und Meißeln 5 auszubilden. Im Ausführungsbeispiel sind gem. Fig. 4 Fräswerkzeuge 3 mit zwei und drei Meißelhaltern 4 vorgesehen. In dieser Darstellung ist auch deutlich zu sehen, daß die jeweils am Schneidbalken 1 einander gegenüberliegenden Meißelhalter 4 durch einen oder mehrere Verbindungsstäbe 18 untereinander gelenkig verbunden sind. Die Länge dieser Verbindungsstäbe 18 ist so bemessen, daß, wenn das Grabarbeit leistende Fräswerkzeug 3a am Schneidbalken 1 anliegt, das gegenüberliegende Fräswerkzeug 3b soweit abgehoben ist, daß seine Meißel 5 innerhalb der Freischnittkontur liegen. Das ist bei einem Abheben von ca. 10° der Fall (Fig. 2 und 3).

Die jeweils mittig zwischen zwei Reihen von Meißeln 5 angeordneten Stäbe 24 verbinden die Schneidbalken 1 biegesteif miteinander und bilden ebenfalls Schrau benlinien 23.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schneiden 7 können mehr oder weniger weit an den durch die Meißelspitzen definierten Schnittkreis herangeführt werden, je nach dem, ob sie mehr oder weniger an der Grabarbeit beteiligt werden sollen. Bei bindigen Böden können die Schneiden 7 sehr dicht an den Schnittkreis herangeführt werden. Bei sehr leicht zu grabenden Böden können Meißel 5 auch ganz entfallen und die Schneiden 7 die Grabarbeit allein ausführen. Bei sehr hartem Gestein wird, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ein Spalt zwischen Schnittkreis und Schneide 7 vorgesehen. Dadurch brechen die Schneiden 7 nur die zwischen den (von den Meißeln 5 im Gestein erzeugten) Rillen stehen gebliebenen Rippen und nehmen den größten Teil des gelösten Fördergutes auf. Ein kleiner Rest von wenigen Zentimetern Dicke bleibt am Boden liegen und wird bei der nächsten Gewinnungsfahrt mitgenommen.

Zur Grundkonstruktion der Fräswalze gehören nach Fig. 5 konische Bleche 25. Deren stirnseitige Außenkanten sind bei der Gewinnungsarbeit besonderem Verschleiß ausgesetzt. Deshalb wird ein spezieller Kantenschutz vorgesehen. Für diesen Kantenschutz werden nach Fig. 6 in die konischen Bleche 25 Schlitze 27 eingeschnitten. In diese Schlitze 27 werden Hartmetallscheiben 26 eingelötet. Dieser Kantenschutz sowie die gekröpft ausgebildeten Meißel 4c bewirken, daß auch an den Stirnseiten der Fräswalze während der Grabarbeit günstige Bedingungen vorhanden sind.

Bezugszeichenliste

1 Schneidbalken
2 Ring
3 Fräswerkzeug
4 Meißelhalter
5 Meißel
6 Mitnehmerblech
7 Schneide
8 Anlagefläche
9 Axialförderer
10 Kugellager
11 Zahnkranz
12 Ritzel
13 Ringschurre
14 Austragsschurre
15 Lasche
16 Bohrung
17 Bolzen
18 Verbindungsstab
19 Hebel
20 Rolle
21 Einrastung
22 Rückenblech
23 Schraubenlinie
24 Stab
25 konisches Blech
26 Hartmetallscheibe
27 Schlitz

Claims

1. Fräswalze für ein auf einem Fahrwerk selbstfahrendes, in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Gewinnungsgerät für den Tagebaubetrieb, die an ihrer Umfangsfläche Schneidbalken aufweist und diese Schneidbalken durch zwei Ringe in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind und Fräswerkzeuge tragen, die aus Meißeln mit Meißelhaltern bestehen, und die Meißelhalter mit den Meißeln um eine Drehachse derart kippbar gelagert sind, daß die in Drehrichtung zeigenden Meißel beim Eingriff in das zu gewinnende Gut automatisch durch den Grabwiderstand in Frässtellung schwenken und daß die entgegengesetzt gerichteten Meißel gleichzeitig aus dem Bereich des Freischnittwinkels der Grabarbeit leistenden Meißel herausgeschwenkt werden, gekennzeichnet dadurch, daß

- jeweils zwei Meißelhalter (4), von denen der eine Meißelhalter (4a) für die rechtsdrehende und der andere Meißelhalter (4b) für die linksdrehende Fräßarbeit vorgesehen ist, in Drehrichtung beiderseits eines Schneidbalkens (1) im Bereich der fräswalzeninneren Kanten scharnierartig angeordnet sind und zusammen mit den die Meißelhalter (4) verbindenden Mitnehmerblechen (6) Fräswerkzeuge (3) bilden, die paarweise an beiden Seiten der Schneidbalken (1) angeordnet sind, und aus zwei oder mehr Paaren bestehen,
- an den Meißelhaltern (4) auswechselbare Meißel (5) befestigt sind,
- die Mitnehmerbleche (6) im Bereich der Meißelspitzen als Schneiden (7) ausgebildet sind,
- Verbindungsstäbe (18) zwischen den Fräswerkzeugen (3), die gegenüber liegend am Schneidbalken (1) derart angeordnet sind, daß die entgegen der Drehrichtung weisenden Fräswerkzeuge (3) vom Schneidbalken (1) abge hoben und aus dem Freischnittwinkel herausgeschwenkt sind, während die in die Umfangsrichtung weisenden Meißel (4a) Grabarbeit leisten und durch die Grabkraft gegen den Schneidbalken (1) gedrückt werden,
- Rasten an den Verbindungsstäben (18), die die Meißel (5) in der jeweiligen Grabstellung bzw. Freischnittstellung mit der Kraft festhalten, die groß genug ist, ein Umklappen der Meißelhalter (4) durch ihr Eigengewicht beim Drehen der Fräswalze zu verhindern, vorgesehen sind und
- bei Änderung der Fräsrichtung die Meißel (5) einer Schneidbalkenseite durch die bei Kontakt der Meißel (5) und Schneiden (7) mit dem zu lösenden Mineral gegen die Kraft der Rasten so bewegt, daß dann die in Drehrichtung zeigenden Meißel (5a) in die Grabstellung und die gegenüber liegenden Meißel (5b) in die Freischnittstellung geschwenkt werden.

2. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbalken (1) in axialer Richtung angeordnet sind.

3. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbalken (1) schräg am Umfang der Fräswalze angeordnet sind.

4. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbalken (1) pfeilförmig am Umfang der Fräswalze angeordnet sind.

5. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schneidbalken (1) durch Verbindungsstäbe (18) verbunden sind, die etwa in Umfangsrichtung angeordnet sind und deren innere und äußere Begrenzung etwa derjenigen der Schneidbalken (1) entsprechen.

6. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meißel (5) auf Schraubenlinien (23) über den Umfang der Fräswalze verteilt sind.

7. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungsstäbe (18) ebenfalls auf Schraubenlinien (23) angeordnet sind, wobei die Schraubenlinien (23) der Verbindungsstäbe (20) etwa in der Mitte zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Schrauben linien (23) der Meißel (5) verlaufen.

8. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meißel (5) Rundmeißel, Flachmeißel oder Spatenmeißel sind.

9. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken eines Meißelhalters (4) so ausgebildet ist, daß er sich in Arbeitsstellung mit dem Schneidbalken (1) nur in einer kleinen Anlagefläche (8) berührt und diese Anlagefläche (8) einen möglichst großen Abstand zum Scharnier hat.

10. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Meißelhaltern (4), Meißeln (5) und Schneiden (7) bestehenden Fräßwerk zeuge sich nur mit der Rückseite der Schneiden (7) gegen die Schneidbalken (1) abstützen.

11. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußersten, im Bereich der Walzenstirnseiten angeordneten Meißelhalter (4c) derart gekröpft sind, daß deren Meißel (5) walzenstirnseitig hervorstehend eine Walzenkontur freischneiden, die breiter als alle im Grabbereich der Fräswalze angeordneten Teile außer den Meißelspitzen ist.

12. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbalken (1) an den die Walzenstirnseiten zusammenhaltenden Ringen (2) an ihrem Außendurchmesser mit konischen Blechen (25) verbunden sind, deren innere Begrenzungskreise Teile der Austragsschurre (14) umschließen, durch die das Fördergut von den Schneidbalken (1) über die Ringschurre (13) zu einem Axialförderer (9) leiten und deren äußere Begrenzungskreise dicht an die walzenstirnseitige Schneidkontur heranreichen und durch eingelagerte harte Teile vor Verschleiß geschützt werden.

13. Fräswalze für ein in beiden Fahrtrichtungen Gewinnungsarbeit leistendes Tagebaugewinnungsgerät nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Teile Scheiben (26) aus Hartmetall sind, die in innerhalb der äußeren Begrenzungskreisen der konischen Bleche (25) geschnittene Schlitze (27) eingelötet sind.