DE2730398C3 - Lageranordnung für schlagend arbeitende Gewinnungswerkzeuge an Werkzeugträgern von bergmännischen Vortriebsoder Gewinnungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für ein schlagend arbeitendes, an dem Werkzeugträger einer bergmännischen Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine drehbar angeordnetes Gewinnlingswerkzeug, bei der zwischen dem Drehantrieb und dem Gewinnungswerkzeug in einer mit letzterem verbundenen Hohlwelle oder einem mit letzterem verbundenen Gehäuse ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen ist.

Vorlriebsmaschinen mit schlagenden Gewinnungswerkzeugen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Um einen rationellen Einsatz dieser Maschinen zu ermöglichen, ist es erwünscht, daß das Gewinnungswerkzeug möglichst weitgehend nianipulierbiir ist. Dazu wird nicht nur das Gewinnungswerk/eug auf dem Werkzeugträger drehbar, sondern der Werkzeugträger gegenüber der Gewinnungsmaschine beweglich angi'orilnet (vgl. Glückauf IK) (1974). Nr. 15. Suiten b 14 — 619). Im Hinblick auf die drehbare Lagerung des Gcwinnungswerk/euges am Werkzeugträger ist es bekannt, das Gewinnungswerk/eug mit einem Hydraulikzylinder zu verstellen (DK-OS 22 J4 87^r>). Ferner sind Ausführungsformen bekannt, bei denen in den Werkzeugträger ein Drehantrieb geschallet ist, mit dem der Werkzeugträger um seine Längsachse verdreht werden kann (HS-I¹S WbK 14I). wobei gegebenenfalls das Gewinnungswerkzeug zusätzlich schwenkbar an das Ende des Werkzeugträgers angelenkt ist (DE-AS 12 68 562). Die drehbare Lagerung des schlagenden Gewinnungswerkzeugs am Werkzeugträger stellt besondere Anforderungen an die Lageranordnung, die die zwangsläufig auftretenden stoßartigen Belastungen, die beim Betrieb des Gewinnungswerkzeuges auftreten, aufnehmen muß. Das gilt insbesondere dann, wenn die Lageranordnung zusätzlich ein Getriebe für die Übersetzung des Drehantriebs aufweist. Eine solche Lageranordnung mit Getriebe wird häufig angestrebt, um Platz zu sparen. In diesem Zusammenhang werden insbesondere epizyklische Getriebe in Erwägung gezogen, die jedoch besonders empfindlich gegen stoßartige Beanspruchungen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Lageranordnung eines Gewinnungswerkzeuges dahingehend weiterzubilden, daß die beim Betrieb des Gewinnungswerkzeuges zwangsläufig auftretenden stoßartigen Belastungen von den eigentlichen empfindlichen Getriebeteilen ferngehalten werden und auf die feststehenden Teile der Gewinnungsmaschine abgeleitet werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an den Werkzeugträger oder einem mit ihm fest verbundenen Teil eine Bremsvorrichtung gelagert ist, deren Bremselemente gegen die Hohlwelle oder das Getriebegehäuse zwecks Festlegung des die Drehbewegung des Getriebes übertragenden Getriebeteiles verspannbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung werden die stoßartigen Belastungen vom Gewinnungswerkzeug mittels der Bremsvorrichtung auf das Getriebegehäuse und von dort auf die feststehenden Teile der Gewinnungsmaschine abgeleitet, ohne die eigentlichen empfindlichen Getriebeteile zu belasten.

Insbesondere kann die Bremsvorrichtung mehrere in Abständen um die Rotationsachse des Getriebegehäuses angeordnete, gleichzeitig zu betätigende Bremselemente aufweisen. Dadurch werden unerwünschte Verlagerungen des Getriebegehäuses vermieden, das von den gleichzeitig betätigbaren Bremselementen wenigstens während des schlagenden Betriebes des Gewinnungswerkzeuges festgelegt wird.

Zweckmäßig ist jedes Bremselement Teil eines hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Bremszylinders. Dabei besteht die Möglichkeit, eine gemeinsame Druckmittelquelle für die Bremsen und den Drehantrieb oder für die Bremsen und das schlagend arbeitende Gewinnungswerkzeug vorzusehen. Wenn die Bremsvorrichtung nur bei stillgesetztem Drehantrieb betätigbar ist, kann sie in wechselweiscm Betrieb mit dem Drehantrieb das Getriebegehäuse verriegeln, um das schlagende Gewinnungswcrkzetig durch Drehung zurückzustellen.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Lageranordnung für ein Gewinnungswerkzeug im Untertagebergbau,

Im g. 2 teilweise einen Querschnitt des Gegenstandes nach Fig. I mit Einzelheiten einer Bremsvorrichtung,

F i g. i einen Schnitt durch die Bremsvorrichtung nach F i g. 2 mit weiteren Einzelheiten,

Fig. 4 in sehematiseher Darstellung ein Blockschallbild einer clcktro-hydraulischcn Steuerung.

In tier Zeichnung ist em manipulierbarer Arm oder Werkzeugträger 10 dargestellt, der eine damit einstückige oder auf andere Weise fcstvcrhiimlene Konsole Il

mit einer mittigen Querbohrung 12 zur Aufnahme eines Lagers für ein schlagendes Gewinnungswerkzeug aufweist, welches drehbar in der Querbohrung 12 gehalten ist. Auf dieser Seite des Gewinnungswerkzeuges ist eine Hohlwelle oder ein einseitig offenes Getriebegehäuse 14 vorgesehen, das in die Querbohrung 12 eingesetzt ist und d;«s am Umfang in Abstand voneinander angeordnete Lagerflächen 15 aufweist, die mit zugeordneten Lagerflächen 16 auf der Innenseile der Querbohrung 12 zusammenwirken. Das Getriebegehäuse 14 besitzt einen Flansch 17, der sich außen über die Konsole auf der dem Gewinnungswerkzeug zugeordneten Seite erstrt-ckt und eine ringförmige Lagerfläche 18 aufweist, die mit einer zugeordneten Lagerfläche 19 an der Konsole zusammenwirkt.

Das Getriebegehäuse 14 weist ein epizyklisches Getriebe und weist eine mittige kurze Welle 21 auf, die daran bei 22 sowie an einen Planctcnträger 23 angeschlossen ist, der an einem stationären Bauteil 24 des Getriebegehäuses gelagert ist.

Das stationäre Bauteil 24 ist glockenförmig v.isgebildet und weist ein Lager 25 in seiner Deckelseite für einen halsförmigen Axialflansch des Planetenträgers 23 auf, der seinerseits einen Flansch 26 besitzt, an welchem eine Achse oder ein Zapfen 27 für ein gezahntes Planctenrad 28 angeordnet ist. Das Planetenrad 28 kämmt mit einem Kronenrad 29, das im stationären Bauteil 24 befestigt ist. Das Planetenrad 28 kämmt ferner mit einem Sonnenrad 31, das axial mit der Welle 21 fluchtet.

Das Sonnenrad 31 besitzt eine Verlängerung 32 mit einer längsgenuteten Bohrung 33 zur Aufnahme einer Antriebswelle 34 eines geeigneten Drehantriebs 35, der z. B. ein hydraulischer Motor sein kann. Die Verlängerung 32 ist bei 38 in einer Abschlußplatte 39 des Werkzeugträgerendes gelagert, wobei mit 41 angedeutet ist, daß die Abschlußplatte 39 sowohl am Motorgehäuse als auch an einem Flansch 42 des glockenförmigen stationären Bauteils 24 befestigt ist.

Dieses Getriebegehäuse für ein epizyklisches Getriebe weist einen besonders kompakten Aufbau auf, was man daran erkennt, daß es innerhalb des Werkzeugträgerendes bzw. der Konsole 11 angeordnet ist. Die Anordnung erfordert jedoch einen Schutz gegen die häufig sehr beträchtlichen schlagartigen Beanspruchungen des Gewinnungswerkzeuges. Es wird deshalb vorgeschlagen, die Hohlwelle oder das Getriebegehäuse 14 wenigstens während des Betriebes des Gewinnungskopfcs klemmend zu halten.

Dazu weist die Hohlwelle oder das Getriebegehäuse 14 eine mit'igc Umfangsausnehmung 45 auf, die eine abgeschrägte Seitenwandung und eine ebene Grundfläche für das Zusammenwirken mit entsprechend ausgebildeten polsterartigen Bremselementen 46 auf, die in Bohrungen der Seitenwandungen der Konsole Il angeordnet sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Konsole 11 außen einen im wesentlichen achteckigen Querschnitt und vier solcher Bremselementc an einander diametral gegenüberliegenden Seiten, wobei die Bremselemente durch mittige Bohrungen mit Achsen 47 dieser Seilen geführt sind. Es handelt sich dabei um Stufenbohrungcn, deren innerer Teil 48 dun Brcmselemenlen 4<i angepaßt ist, wobei an den inneren Teil ein /wisclienlcil 49 mil größerem Durchmesser und ein äußerer Teil 51 mit noch größcrem Durchmesser anschließt und die eh-elncn Teile jeweils über ringförmige Stufen 52, 53 ineinander übergehen. Die zwischcngeschnlleteri und die äußeren Teile der Stufenbohrung dienen zur Aufnahme und Anordnung von mil Flanschen versehenen Bremszylindern 54 sowie von Deckplatten 55 für die Zylinder. Die in Fig.2 dargestellte Deckplatte 55 besitzt einen sich nach innen erstreckenden zentralen Dom, der mit einem schalenartigen Bremskolben 56 zusammenarbeitet, welcher abgedichtet darin angeordnet ist.

Die Flansche der Bremskolben 56 bilden zusammen mit einer Rippe der Deckplatte Einlasse 60 für das hydraulische Druckmedium, das dahin über in der Konsole 11 ausgebildete Kanäle 61 von Anschlüssen 62 gelangt, um sicherzustellen, daß alle Bremskolben gleichzeitig betätigt werden und das Getriebegehäuse 14 symmetrisch festlegt oder verriegelt wird. Das Richten eines verkanteten Gewinnungswerkzeuges bei nachgelassenen Bremszylindern und nachfolgender Betätigung der Bremszylinder durch Zuführen von Druckmittel führt dazu, daß das im Innern befindliche Getriebegehäuse de: epizyklischen Ge'nebes gegen die Wirkung von schlagartigen Stoßen geschützt ist. Dabei sind die miteinander zusammenwirkenden Lagerflächen an der öffnung des glockenförmigen stationären Bauteils 24 und der Hohlwelle oder des Getriebegehäuses 14 von Bedeutung. In F i g. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Bremskolbens und seiner zugeordneten Andruckfläche mit einem Hartmetallüberzug 65 dargestellt, wobei der Bremszylinder einen Sicherungsring 66 für den Bremskolben aufweist.

In der Praxis kann hydraulisches Druckmittel aus der gleichen Druckmittelquelle sowohl zur Betätigung der Bremsen als auch zur Betätigung des Ciewinnungswerkzeuges verwendet werden, so daß tine Beschädigung durch schlagartige Stöße vermieden wird. Andererseits kann auch eine Verriegelung zwischen zwei gesonderten Systemen vorgesehen werden, wobei eines zum Aktivieren des Bremssystems und das andere zum Antrieb des Gewinnungswerkzeuges dient. Ferner kann es wünschenswert sein, wenn die Bremskolben nur dann ohne Druck sind, wenn eine Ausrichtung der Verkantung des Gewinnungswerkzeuges erforderlich ist. um zu vermeiden, daß das Gewinnungswerkzeug unter seinem Eigengewicht zur Achse des Getriebegehäuses verschwenkt wird, solange es nicht tatsächlich für den Gewinnungsbetrieb eingesetzt w<rd. In diesem FaIi kann eine gesonderte Druckmittelversorgung für das Bremssystem vorgesehen werden, das dann auch im Falle eines Fehlers im Hauptversorgungssystem für das Gewinnungswerkzeug arbeitet, und/oder das Bremssystem kann gegenüber dem Akkumulator für die Druckmittelversorgung des Gewinnungswerkzeuges verriegelt sein.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein hydraulischer Antrieb vorgesehen. Es ist aber auch ein pneumatischer Antrieb möglich. Der Drehantrieb .35 kann irgendein geeigneter Typ sein, z. 13. auch ;in elektrischer Motor, wenn die Umstände das zulassen.

Andere Modifikationen des Ausführungsbeispiels sind möglich, z. B. im Hinblick auf die Anordnung und den Betrieb der Pruckmittelversorgung, obgleich es vorgezogen wird, daß die Bremsen unabhängig von ihrer Anzahl symmetrisch zur Achse des Gcliicbegehäuses angeordnet sind. Die Gestalt des Werkzeugträgerendes bzw. der Konsole 11 kann ebenfalls modifiziert werden, wobei auch ein Gewinnungswerkzeug verwendet wertii'n kann, das in einem drehbar an der Hohlwelle oder dem Getriebegehäuse 14 gehaltenen Träger gelagert ist, und wobei die Konsole selhM vcrschicblich im Träger angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, läßt sich die Erfindung insbesondere anwenden

bei schlagenden Gcwinnungswerk/.eugcn mit einem Antricbskolbcn, der bei seinem Schlaghub von einem verdichteten Druckmedium angetrieben wird, welches bei dem unter Finwirkung eines hydraulischen Druckmittels erfolgenden Riickhub verdichtet wird.

Hevor/.ugtc Ausführungsformen der Frfindung lassen sich insbesondere auch anwenden auf manipulierbare, ein Gewinnungswerkzeug tragende Bauteile insbesondere von Gewinnungswcrkzeugcn des Untertagcbergbaus.

In Fig. 4 ist eine geeignete elcklro-hydrauliselie Steuerung dargestellt, bei der die Bremsen 70, der hydraulische Drehantriebmotor 71 für die Drehung des Gcwinruingswcrkzeugs sowie das schlagende Gcwinnungswerkzcug 72 schematisch dargestellt sind, Fine Druckleitung 73 für das hydraulische Druckmedium und eine Kücklauflcitung 74 sind an ein Steuerventil 75 für die Richtungssteuerung des Drehantriebs sowie an ein Ventil 76 zum Lösen der Bremsen angeschlossen. Das Steuerventil 75 ist ein Magnetventil, das sich /wischen den die Drehrichtungen des Drehanlricbs bestimmenden .Stellungen mit Magnclspulen 77, 78 verstellen läßt, die über elektrische Leitungen 79, 80 an einen Schalter 81 angeschlossen sind, der vorzugsweise über einen Handhebel betätigbar ist und einen dreiarmigcn Kontakt 82 aufweist, der mit Federn in einer kontaktieren Stellung gehallen wird. Das Ventil 76 läßt sich ebenfalls mit einer Magnetspule 83 aus seiner Ruhestellung, in der es durch Federwirkung gehallen wird, bewegen. Die Magnetspule 83 steht über eine elektrische Leitung 84 mit dem Schalter 81 in Verbindung, und /war insbesondere mit einem der beiden Kontakte 85, 86. die jeweils unterschiedlichen Drehrichlungen des Drehanlricbs und Kontakten 87, 88 an entsprechenden Armen des Kontakt-Bauteils 82 zugeordnet sind.

Im Ruhezustand verbindet das Ventil 76 eine Zweigleitung 89 der Druckleitung 73 mit einer hydraulischen Leitung 90 zur Betätigung der Bremsen 70. Hei Betätigung seiner Magnetspule 83 verbindet das Ventil 7b die Leitung 90 mit der Rücklauflcitung 74. um die iirciiiscii 7G zu eintasten um! den neu reu ucn Drehantriebs 71 mit Rücksicht auf ein vorgcstcuertes Ventil 91 zu ermöglichen, das über einen Vorslcir.rkolben 92 und eine Zweigleitung 93 der hydraulischen Leitung 90 betätigt wird. In seiner vorgcsleuei ten Stellung überbrückt das Ventil 91 hydraulische Leitungen 94 und 95 vom Steuerventil 75. Im Ruhezustand stein das Ventil 91 unter Federwirkung und ist vorgespannt, wobei die Zweigleitung 93 nicht unter Druck steht, wahrend die Leitungen 94 und 95 mit dem Drehantrieb 71 verbunden sind, wobei dessen Drehrichtung und die Flußrichtung des Druckmittels in diesen Leitungen von der Stellung des Sieucrvenlils 75 abhängen.

Infolgedessen werden die Bremsen 70 mir dann nachgelassen, wenn das Ventil 76 durch Aktivierung seiner Magnetspule bei Betätigen des Schallers 81 zur Auswahl der Drehrichtung des Drehanlricbs belangt wird. Nur in diesem Zustand sieht die Zweigleitung 93 nicht unter Druck und das Venlil 91 kann den Betriebszustand des Drchanlriebs aufrechterhalten.

Fin normalerweise geöffnetes Ventil % isl in einer Zweigleitung 97 dargestellt, die über die Druckleitung 73 versorgt wird und Druckmittel zum Antrieb des llammcrkolbens im schlagend arbeilenden Gewinnungskopf führt. Das Ventil 96 besitzt eine Magnetspule 98. die über eine Zweigleitung 99 an die elektrische Leitung 84 angeschlossen ist und ihr zugeordnetes Venlil "ur dann schließt, wenn das die Bremsen steuernde Ventil 76 zum Nachlassen der Bremsen aktiviert wird, so daß die Schlagarbeit des llammcrkolbens im Gewinnungswerkzeug 72 unterbrochen wird, wenn die Bremsen gelöst sind.

Fs versteht sich, daß die dargestellte Ausführungsform modifiziert werden kann. /.. B. dadurch, daß das Venlil 96 hydraulisch über eine Vorsteucrung betätigt wird, daß das Ventil 91 mit einer Magnetspule betätigt wird oder daß das Ventil 96 weggelassen wird und der Hammcrkolbcn des Gewinnungswerkzeuges 72 über die hydraulische Leitung 90 versorgt wird.

Außerdem brauch! das Ventil 91 auch nicht die beiden hydraulischen Leitungen 94 und 95 zu überbrücken, wenn es vorgcstcucrl wird, denn es kann sie auch ciiiiHCM versciiiicGcn. u. ii. es kann ein einfaches Abschaltventil sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für ein schlagend arbeitendes, an dem Werkzeugträger einer bergmännischen Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine drehbar angeordnetes Gewinr.ungswerkzeug, bei der zwischen dem Drehantrieb und dem Gewinnungswerkzeug in einer mit letzterem verbundenen Hohlwelle oder einem mit letzterem verbundenen Gehäuse ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Werkzeugträger (10) oder einem mit ihm fest verbundenen Teil eine Bremsvorrichtung (54—56) gelagert ist, deren Bremselemente (46) gegen die Hohlwelle oder das Getriebegehäuse (14) zwecks Festlegung des die Drehbewegung des Getriebes übertragenden Getriebeteiles verspannbar sind.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung mehrere in Abständen um die Rotationsachse des Getriebegehäuses (14) angeordnete, gleichzeitig zu betätigende Bremselemente (46) aufweist.

3. Lageranordnung nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bremselement (46) Teil eines hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Bremszylinders (54 bis 56) ist.

4. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung nur bei stillgesetztem Drehantrieb (35) betätigbar ist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Br ,risen (46, 54 bis 56 bzw. 70) und den Drehantrieb (35 bzw. 71) eine gemeinsame Druckmitlelqueüe vi -gesehen ist.

6. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bremsen (46, 54 bis 56 bzw. 70) und das schlagend arbeitende Gewinnungswerkzciig (13 bzw. 72) eine gemeinsame Druckmiltclquelle vorgesehen ist.