DE2332470B2 - Schraemkopf fuer teilschnitt-streckenvortriebsmaschinen und verfahren zu seiner verwendung - Google Patents

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrämkopf für Teilschnitt-Streckenvortriebsmaschinen, an dessen Umfang im wesentlichen radial abstehende Meißel befestigt sind, die in mehreren in Richtung auf die Drehachse hintereinanderliegenden Gruppen über den Umfang des Werkzeugträgers verteilt angeordnet sind, wobei die Meißelenden der verschiedenen Gruppen auf Kreisen verschieden großer Durchmesser liegen sowie auf ein Verfahren für das Aroeiten mit einem solchen Schrämkopf. Streckenvortriebsmaschinen werden vor allem für das Auffahren von Strecken in Kohle, Erzen und Gesteinen eingesetzt, wobei durch den Schrämkopf ein Lostrennen der abzubauenden Materialien von der Stellenbrust erfolgt. Hierbei wird in der Regel so vorgegangen, daß durch den Schrämkopf an der Stollenbrust von unten nach oben im wesentlichen horizontal verlaufende Schnitte ausgebrochen v/erden. Um diese Schnitte ausbrechen zu können, ist der Schrämkopf rotierbar und in Richtung der Drehachse mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit verschwenkbar ausgebildet und es sind am Umfang des Schrämkopfes im wesentlichen radial abstehende Meißel befestigt Infolge der Rotation und der gleichzeitigen Verschwenkung des Schrarakopfes beschreiben die roh den Schneide» versehenen Enden der Meißel eine schraubenümenförmige Bahn, wodurch der Ausbruch bewirkt wird. _._...

Bei den bisher bekannten Schramkopfen waren die einzelnen Meißel auf Grund von Erfahrungswerten am Umfang des Schrämkopfes angeordnet, wobei darauf geachtet wurde, daß eine möglichst gleichmäßige Abnützung aller Meißel erfolgte. So sind beispielsweise bei einer bekannten Ausführungsform die Meißel spiralförmig am Schrämkopf angeordnet, wobei die MeißelsteUung lediglich entsprechend der Rotationsbewegung gewählt wird, die gleichzeitig auftretende Schwenkbewegung jedoch unberücksichtigt bleibt, so daß die Meißel mit ihren Flanken das Gestein drücken, wodurch eine erhebliche Leistungsminderung auftritt Bei Schrämwalzen und Bohrkronen ist eine Anordnung von Meißeln in verschiedenen Gruppen, in welchen die Meißelenden auf Kreisen verschieden großer Durchmesser liegen, bekannt Bei Bohrkronen, bei welchen immer alle Meißel gleichzeitig in Eingriff mit dem abzubauenden Material stehen, ist eine Vergleichmäßigung des Verschleißes alier Meißel nicht möglich, da die auf Kreisen größeren Durchmessers liegenden Meißel während einer Umdrehung der Bohrkrone einen größeren Weg zurücklegen und daher mit höherer Geschwindigkeit in das abzubauende Material eingreifen. Bei Schrämwalzen mit Meißeln, deren Enden auf Kreisen verschiedener Durchmesser liegen, ist aus dem gleichen Grund eine Vergleichmäßigung des Verschlei Bes nicht möglich. Der 1!SPS 30 64 985 ist ein Schrämkopf zu entnehmen, welcher über einen ersten Teilbereich seiner Vortriebsbewegung nach Art eines Gesteinsbohrers in die Abbaufront eingetrieben wird, wobei alle Meißel während einer Umdrehung des Schrämkopfes mit dem abzubauenden Gestein in Eingriff stehen. Über einen zweiten Teilbereich seiner Vortriebsbewegung wird dieser Schrämkopf nach Art einer Schrämwalze im wesentlichen normal zur Rotationsachse weiter bewegt. Eine solche Ausbildung des Schrämkopfes ist dabei in beiden Teilbereichen der Vortriebsbewegung mit den obenerwähnten Nachteilen in bezug auf den Meißelverschleiß behaftet.

Eine gleichmäßige Abnützung aller Meißel konnte jedoch trotz aller Versuche mit den bisher bekannten Schrämköpfen bei der Verwendung in Teilscl.nittschrämmaschinen nicht erzielt werden, da neben den durch die Rotation der Meißel auf die Meißel wirkenden Kräfte auch die Schwenkverlagerung des Schrämarmes zusätzliche, verschleißbringende Kräfte auf die Meißel ausübt. Es ergab sich immer, daß einige Meißel früher abgenutzt waren und daher ausgewechselt werden mußten, so daß die Streckenvortriebsmaschine zur Auswechslung dieser Meißel stillgesetzt werden mußte, obwohl die anderen Meißel noch einsatzfähig waren. Die Stillsetzung einer Streckenvortriebsmaschine zum Zwecke der Auswechslung der Meißel bewirkt jedoch einen beträchtlichen Produktionsausfall, so daß eine möglichst lange Lebensdauer der Meißel erwünscht ist

Die vorliegende Erfindung sucht die oben angeführten Nachteile zu vermeiden und einen Schrämkopf der obenerwähnten Art zu schaffen, bei welchem eine gleichmäßige Abnützung aller Meißel gewährleistet ist. Die Erfindung besteht hierbei im wesentlichen darin, daß der Durchmesser der Kreise, auf denen die jeweiligen Gruppen der Meißelenden liegen, von Gruppe zu Gruppe großer werden, daß die Meißelbrü-

•Kesu

steter Richtung der Resultierenden aus der Geschwindigkeit 4er rotierenden Meißelenden und der Vorsehub-U^iwindigkeit des Schrämkopfes angenähert normal stolen mid daß die Brustbreite der Meißel einer Gruppe nuötipliziert mit der Anzahl der Meißel in dieser Gjmpe gleich oder kleiner ist als die Schwenkverlagejyngdes Bohrkopfes während einer Umdrehung.

dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung dgr Meißel am Schrämkopf die Meißelbrüste zur Richtung d?r Resultierenden aus der Geschwindigkeit de¹ rotierenden Meißelenden und der Vorschubgescjjwindigkeit des Schrämkopfes angenähert normal stehen, wird der Vorteil erzielt daß an jedem Meißel dieselbe spezifische Schnittkraft auftritt, so daß eine gleichmäßige Meißelbelastung sichergestellt ist Beim erfindungsgemäßen Schrämkopf schneidet zunächst die Gruppe jener Meißel, deren Enden auf dem Kreis Ideinsten Durchmessers liegt Rillen in die Streckenbrust die durch die Meißel der Gruppe mit demnächst größeren Durchmesser vertieft werden, wobei diese Meißel infolge ihrer Anordnung genau in die durch die Meißel der ersten Gruppe hergestellten Rillen eingreifen. Es werden somit durch jeue Gruppe von Meißeln die Rillen in der Stollenbrust vertieft, so daß schließlich die schmalen Stege zwischen diesen Rillen wegbrechen. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schrämkopfes ermöglicht somit einen gezielten Angriff der mit den Schneiden versehenen Enden aller Meißel und gewährleistet dadurch einen hervorragenden Schrämeffvkt bei gleichmäßiger Abnutzung aller Meißel, so daß eine frühzeitige Auswechslung einzelner Meißel nicht erforderlich ist. Es wird somit eine lange Betriebsdauer zwischen den zur Auswechslung der Meißel benötigten Stillstandszeiten der Streckenvortriebsmaschine ermöglicht. Dadurch, daß die Brustbreite der Meißel eine Gruppe multipliziert mit der Anzahl der Meißel in dieser Gruppe gleich oder kleiner ist als die Schwenkverlagerung des Schrämkopfes während einer Umdrehung, überschneiden sich die durch die Meißel hergestellten Rillen in der Stollenbrust nicht, sondern diese Rillen kommen entweder unmittelbar nebeneinander zu liegen oder es entstehen zwischen diesen Rillen Stege, welche schließlich wegbrechen, so daß bei minimalen Leistungsaufwand ein optimaler Schrämeffekt erzielt wird Die Anzahl und die Breite der Meißel richtet sich hierbei nach dem Verhältnis zwischen der Breite einer eingeschnittenen Rille und der Breite der zwischen zwei Rillen stehen gebliebenen Rippe und kann entsprechend dem Härtegrad des abzubauenden Materials, beispielsweise durch die Verwendung verschiedener Schrämköpfe, in gewünschter Weise eingestellt werden.

Die Anordnung der Meißel ist vorzugsweise so getroffen, daß der Mittelabstand der Meißel zweier benachbarter Gruppen, in Achsrichtung des Werkzeugträgers gemessen, dem Produkt aus dem Tangens des Schrägstellungswinkels des Meißels, dessen Ende auf dem Kreis größeren Durchmessers liegt und der Länge des durch das Ende dieses Meißels beschriebenen Bogens über den Bogenwinkel entspricht, um welchen dieser Meißel demjenigen Meißel der vorhergehenden Gruppe nacheilt, in dessen Spur er eintritt. Dadurch wird der Verschleiß der Meißel besonders niedrig gehalten.

Die Durchmesserdifferenz zwischen den Meißelenden jeweils zweier benachbarter Reihen ist zweckmäßig so groß, daß jeder Meißel entsprechend seiner Eingriffsdauer eine so große Vertiefung der Rillen in der Streckenbrust bewirkt daß ebenfalls eine gleichmäßige Abnützung der Meißel auf Grund der damit erzielten konstanten Meißelbelastung sichergestellt ist Das erfindungsgemäße Verfahren für das Arbeiten mit einem Schrämkopf gemäß der Erfindung besteht hierzu darin, daß die Durchmesserdifferenzen der Kreise, auf welchen die Meißelenden der verschiedenen Gruppen liegen, entsprechend der gewünschten Eindringtiefe des Schrämkopfes in das Gestein so gewählt werden, daß bei dieser Eindringtiefe die durch die Meißel der einzelnen Gruppen zerspanten Volumina ungefähr gleich sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schrämkopf nach der Linie I-I in F i g. 2 und

Fig.2 stellt eine Ansicht des Schrämkopfes in Richtung des Pfeiles II in F i g. 1 dar.

Der erfindungsgemäße Schrämkopf besteht aus einem rotierbar angeordneten Grundkörper 1. der von einem nicht dargestellten Schrämarm getragen ist. Der Schrämarm ist hierbei um einen Königszapfen in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verschwenkbar, sowie in vertikaler Richtung verstellbar ausgebildet. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß beidseitig des Schrämarmes Schrämköpfe vorgesehen sind, wobei entsprechend der Schwenkrichtung jeweils immer nur ein Schrämkopf zum Einsatz gelangt. Der Schrämarm trägt weiters den Schrämmotor samt einem Getriebe, über das die Schrämköpfe angetrieben werden.

Auf dem Grundkörper 1 sind Meißelhalter 2 vorgesehen, welche mit dem Grundkörper 1 durch Schweißen verbunden sind und in welchen Schrämmeißel 3 durch geeignete, nicht dargestellte Vorrichtungen gehalten sind.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, weist der Grundkörper 1 Stufen 4,5,6 und 7 verschiedenen Durchmessers auf, auf welchen die einzelnen Meißelhalter 2 befestigt sind. Die einzelnen Meißel 3 sind somit kreisförmig in mehreren Gruppen angeordnet, wobei die mit den Schneiden 9 versehenen Meißelenden 8 der einzelnen Gruppen auf Kreisen verschiedener Durchmesser lieger.. Weiters sind die Meißelschneiden 9, wie aus F i g. 1 insbesondere aus der strichpunktierten Darstellung hervorgeht, in einer Richtung schräggestellt die der Richtung der Resultierenden aus der Geschwindigkeit der rotierenden Meißelenden jeder Gruppe und der Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 10 des Schrämkopfes entspricht. Da die Geschwindigkeit, mit der sich die rotierenden Meißelenden bewegen, bei gleichbleibender Drehzahl des Schrämkopfes mit steigendem Durchmesser größer wird und da die Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes konstant ist, so sind also die Meißelschneiden der auf dem kleinsten Durchmesser angeordneten Meißelenden um den größten Winkelbetrag α und die Meißelschneiden der auf dem größten Durchmesser angeordneten Schneiden um den kleinsten Winkelbetrag α gegenüber einer zur Drehachse des Schrämkopfes senkrechten Achse schräggestellt.

Die Breite a jeder Gruppe der Meißel 3 multipliziert mit der Anzahl der Meißel in dieser Gruppe ist zweckmäßig kleiner als die Strecke, die der sich mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit verschwenkbare Schrämkopf während einer Umdrehung des Schrämkopfes zurücklegt. Dadurch bleiben zwischen den durch die Meißelschneiden hergestellten Rillen Stege stehen, die lediglich durch die Bearbeitung

des Materials im Nachbarbereich ausbrechen, so daß der günstigste Schrämeffekt erzielt wird. Der Mittelabstand zwischen den Meißeln zweier benachbarter Gruppen, in Achsrichtung des Schrämkopfes gemessen, entspricht dem Produkt aus dem Tangens des Schrägstellungswinkels des Meißels, dessen Ende auf dem Kreis größeren Durchmesser liegt und der Länge des durch das Ende dieses Meißels beschriebenen Bogens über den Bogenwinkel entspricht, um welchen dieser Meißel demjenigen Meißel der vorhergehenden Gruppe nacheilt, in dessen Spur er eintritt. Dadurch wird sichergestellt, daß jede Meißelreihe in die durch die vorhergehende Meißelreihe gebildete Rille im auszubrechenden Material eingreift und eine Vertiefung dieser Rille bewirkt. Um sicherzustellen, daß jede Meißelreihe in gleicher Weise beansprucht wird, ist die Durchmesserdifferenz zweier benachbarter Meißelreihen so groß, daß jeder Meißel entsprechend seiner Eingriffsdauer eine so große Vertiefung der Rillen in der Streckenbrust bewirkt, daß eine gleichmäßige Abnutzung der Meißel auf Grund der dadurch erzielten Meißelbelastung sichergestellt ist.

Die in Vorschubrichtung 10 gesehene erste Meißelreihe weist Meißel 3' auf, die zusätzlich in Vorschubrichtung 10 verschiedene Neigungen aufweisen. Mit diesen Meißeln 3' kann eine saubere Begrenzung des gewünschten Profils hergestellt werden. Weiters ist noch an der Stirnseite des Schrämkopfes ein an sich bekannter Kernbrecher 11 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schrämkopf für Teilschnitt-Sireckenvortriebsmaschinen, an dessen Umfang im wesentlichen radial abstehende Meißel befestigt sind, die in mehreren in Richtung auf die Drehachse hintereinander liegenden Gruppen über den Umfang des Werkzeugträgers verteilt angeordnet sind, wobei die Meißelenden der verschiedenen Giuppen auf « Kreisen vei schieden großer Durchmesser liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kreise, auf denen die jeweiligen Gruppen der Meißelenden (8) liegen, von Gruppe zu Gruppe größer werden, daß uie Meißelbrüste zur Richtung der Resultierenden aus der Geschwindigkeit der rotierenden Meißelenden (8) und der Vorschubgeschwindigkeit des Schrämkopfes angenähert normal stehen und daß die Brustbreite (a) der Meißel (3) einer Gruppe multipliziert mit der Anzahl *> der Meißel (3) in dieser Gruppe gleich oder kleiner ist als die Schwenkverlagerung des Bohrkopfes während einer Umdrehung.

2. Schrämkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabstand der Meißel (3) *5 zweier benachbarter Gruppen, in Achsrichtung des Werkzeugträgers gemessen, dem Produkt aus dem Tangens des Schrägstellungswinkels (α) des Meißels (3), dessen Ende auf dem Kreis größeren Durchmessers liegt und der Länge des durch das Ende dieses Meißels (3) beschriebenen Bogens über den Bogenwinkel entspricht, um welchen dieser Meißel (3) demjenigen Meißel (3') der vorhergehenden Gruppe nacheilt, in dessen Spur er eintritt.

3. Verfahren für das Arbeiten mit einem Schrämkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesseaiifferenz der Kreise, auf welchen die Meißelenden der verschiedenen Gruppen liegen, entsprechend der gewünschten Eindringtiefe des Schrämkopfes in das Gestein so gewählt werden, daß bei dieser Eindringtiefe die durch die Meißel der einzelnen Gruppen zerspanten Volumina ungefähr gleich sind.