DE2730398C3 - Lageranordnung für schlagend arbeitende Gewinnungswerkzeuge an Werkzeugträgern von bergmännischen Vortriebsoder Gewinnungsmaschinen - Google Patents
Lageranordnung für schlagend arbeitende Gewinnungswerkzeuge an Werkzeugträgern von bergmännischen Vortriebsoder GewinnungsmaschinenInfo
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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 87r>). 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)
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.
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