DE2842131C3 - Schrämwalze - Google Patents

Description

50

Stand der Technik

Zum Stande der Technik zählen sogenannte eingängige und mehrgängige Schrämwalzen für Gewinnungsmaschinen des untertägigen Grubenbetriebes, vornehmlich zur Verwendung im Steinkohlebergbau. Derartige Schrämwalzen bestehen üblicherweise aus einem rohrförmigen Gehäuse, dem sogenannten Rohrkörper, auf dem ein Flügel oder auch mehrere Flügel schraubenlinienförmig um das rohrförmige Gehäuse verlaufend aufgeschweißt sind. In gleichmäßigen Abständen sind an den Außenseiten der Flügel Meißelhalter angeschweißt, in denen Schrämmeißel angeordnet sind. Die dem Abbaustoß zugekehrte Stirnseite der Schrämwalze ist durch eine Stirnplatte verschlossen.

Vorbekannt sind auch Schrämwalzen dieser Art, bei denen die Schrämwalzen mit einem sogenannten konischen Schlußring, auch konischer Schlußkörper genannt versehen sind. Dieser Schlußrirg ist mit der Stirnplatte durch Schweißen fest verbunden. Der konische Schlußkörper ist an seinem in Richtung auf den Abbaustoß vorspringenden äußeren Rand in gleichmäßigen Abständen ebenfalls mit Meißelhaltern versehen, in denen ebenfalls Schrämmeißel angeordnet sind, die somit erheblich über den äußeren Randbereich des koaischen Schlußringes in Richtung auf die Abbaufront hervorragen. Durch diese konische Ausgestaltung des Schlußringes wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schrämwalze und dem Abbaustoß verringert Dadurch ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad und eine geringere Staubentwicklung beim Schrämen.

Bekannt ist in diesem Zusammenhang, daß jede Abweichung der Stirnplatte von der radialen Anordnung zu einer Verbesserung führt Dabei hat man auch schon erkannt daß der Konuswinkel, d. h. der Winkel zwischen irgendeiner Linie, die radial längs der endseitigen Stirnplatte und der Achse der Schrämwalze gezogen wird und geringer als 90 Grad ist Vorteile erbringt Üblich sind Konuswinkel, zwischen 30 und 85 Grad. Ein bevorzugter Konuswinkelbereich liegt bei etwa 50 bis 70 Grad. Günstige Ergebnisse wurden auch mit einem Konuswinkel von etwa 60 Grad erzielt

Probtematisch kann der Transport solcher Schrämwalzen Untertage werden, insbesondere bei zum Quellen neigenden Liegenden. So kommt es desöfteren vor, daß eine vor Ort eingesetzte Schrämwalze wegen einer notwendigen Reparatur ausgebaut und nach Übertage transportiert werden soll, dies aber nicht ohne weiteres möglich ist, weil sich durch das Quellen des Liegenden ein zu geringer Transportquerschnitt ergeben hat Dann sind oftmals kostspielige und relativ umständliche Ausschachtarbeiten erforderlich, um den nötigen Transportquerschnitt zu erreichen. Die ohnehin teueren Transport- und Reparaturarbeiten solcher Schrämwalzen werden dadurch nicht unerheblich verteuert.

Dabei ist weiter zu berücksichtigen, daß die Flügel gleiche Außendurchmesser aufweisen, so daß auch die Schrämmeißel, die an diesen Flügeln angeordnet sind, durch eine an der Mantelfläche eines Zylinders liegende gemeinsame Umhüllende begrenzt sind. Infolgedessen stehen abbaustoßseitig und versatzseitig zwischen den einzelnen Fördergängen des Rohrkörpers und der Flügel im wesentlichen gleichbleibende Querschnitte zur Verfügung. Dies führt dazu, daß abbaustoßseitig das hereingewonnene Mineral relativ weit fällt, bis es auf den Rohrkörper trifft womit eine entsprechende, an sich unerwünschte Zerkleinerung des Minerals verbunden ist. Da versatzseitig die hereingewonnene Mineralmenge zunimmt, hier aber der gleiche Förderquerschnitt wie abbaustoßseitig zur Verfügung steht kommt es zu einer gewissen Störung des Abtransportes des hereingewonnenen Minerals.

Deshalb wird in der DE-OS 26 47 171 bereits vorgeschlagen, den Rohrkörper an seiner äußeren Mantelfläche als geraden Konus auszubilden, derart, daß der Konus an der Abbaustoßseite seinen größten Durchmesser und an seiner Versatzseite den kleinsten Durchmesser aufweist. Dadurch wird der Fallweg des Minerals in günstiger Weise abbaustoßseitig verkleinert, während zur Versatzseite hin die Querschnitte zwischen dem konischen Rohrkörper und den Flügeln entsprechend dem Konuswinkel zunehmen, so daß

abbaustoßseitig ein entsprechend kleinerer Förderquerschnitt an der Schrämwalze zur Verfugung steht

Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei der Gestaltung des Rohrkörpers ein geradliniges Ansteigen des Förderquerschnittes vorausgesetzt wird, was nicht immer zutrifft. Eine optimale Anpassung der Rohrkörperform an die Menge des hereingewonnenen Minerals erfolgt hierbei noch nicht

Allerdings wird in der DE-OS 2647 171 schon vorgeschlagen, den Rohrkörper aus zwei Hälften ig herzustellen, die auch vor Ort zusammenbaubar sind. Dadurch soll der Transport der Schrämwalze erleichtert werden. Insbesondere soll dabei auch ein Rücktransport einer Schrämwalze nicht mehr so schwierig sein wie bisher.

Dabei wird allerdings übersehen, daß die Reparatur einer Schrämwalze und deren Rücktransport nach Obertage im Vergleich zum Anschaffungspreis außergewöhnlich hohe Kosten verursacht Die Transport- und Reparaturkosten einer Schrämwalze können z. B. mehr als den Neuanschaffungspreis der betreffenden Schrämwalze ausmachen. Gleichwohl ist man bislang selbst bei einteiligen Schrämwalzen nicht davon abgegangen, diese auszubauen und nach Übertage zu transportieren.

Der Ausbau ist bei der Bauart nach der DE-OS 26 47 171 besonders schwierig, weil die Rohrkörperhälften durch Schraubbolzen miteinander verbunden sein sollen, die nach relativ kurzer Einsatzdauer, besonders wegen der im untertägigen Grubenbetrieb vorkommenden korrosiven Wässer, sich kaum ohne Gewaltanwendung mehr lösen lassen.

Weiterhin wird diese Schrämwalze gemäß der DE-OS 2647 171 dadurch verteuert, daß der konische Schlußring als separater Körper auf dem konischen Mantel des Rohrkörpers befestigt werden soll. Gerade dieser konische Schlußring verursacht prozentual relativ hohe Kosten.

40

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schrämwalze für eine Gewinnungsmaschine des Bergbaues, vornehmlich für den untertägigen Steinkohlebergbau, zu schaffen, die als Einweg-Schrämwalze (Wegwerf-Schrämwalze) ausgebildet ist und bei welcher die Förderquerschnitte zwischen dem äußeren Mantel des Rohrkörpers und dem Flügel oder den Flügeln in optimaler Weise dem Förderfluß angepaßt "And.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst

Einige Vorteile

Die erfindungsgemäße Schrämwalze besteht zwar ebenfalls aus vorgefertigten Teilen, vornehmlich aus zwei Hälften, die sich zu dem Rohrkörper vereinigen lassen, wobei allerdings die Rohrkörperteile bereits angeformt sowohl die Teile des konischen Schlußringes, als auch zumindest Abschnitte der Kanäle für die Sprühflüssigkeit, ggf. Anschlußöffnungen und dergleichen aufweisen. Zum Beispiel können auch Anschlußteile des Flügels oder Anschlußteile der Flügel mit an den Teilen des Rohrkörpers angeformt werden, so daß sich die relativ kompliziert gestalteten Flügel in einfacher Weise an diese Anschlußteile — gewissermaßen Teilflügel — anbringen, beispielsweise anschweißen lassen. Nach dem Erfindungsgedanken ist es ohne weiteres möglich, die betreffenden Hälften des Rohrkörpers durch Gießen materiaunäßig einstückig mit sämtlichen Einzelteilen wie konischer Schlußring, Abschnitte der Sprühwasserkanäle, Teile des Anschlußflansches für das Ankuppeln des motorischen Antriebes usw. herzustellen. Dadurch lassen sich z. B. weitgehend die relativ hohen Kosten für den sonst separat herzustellenden und anzubringenden konischen Anschlußring einsparen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Schrämwalze ist es möglich, diese so preiswert zu fertigen, daß es billiger ist, diese nicht mehr wie bisher zum Zwecke ihrer Überholung und Reparatur nach Übertage zu transportieren, sondern sie Untertage, beispielsweise in einem ausgekohlten Feld zu belassen, das zu Bruch geht und/oder mit Waschbergen verfüllt wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nicht nur rein kostenmäßig sich bei Anwendung der Erfindung erhebliche Einsparungen erzielen lassen, sondern es ist auch bequemer, mit einer erfindungsgemäßen Schrämwalze zu arbeiten, weil den Bergleuten schwierige und relativ langwierige Arbeiten, z. B. zum Zerlegen der eingerosteten odtr in sonstiger Weise kaum noch ohne Gewalteinwendung auseinander zu bekommenden Schrämwalzenteile erspart werden. Dabei fallen natürlich auch Arbeiten weg, die oftmals jetzt noch erforderlich sind, um die Transportquerschnitte zum Abtransport der Schrämwalze zu vergrößern, da sich Schrämwalzen gemäß der DE-OS 26 47 171 bislang im untertägigen Steinkohlebetrieb nicht durchsetzen konnten, was möglicherweise daran liegt daß das Zusammenschrauben der Einzelteile Untertage und deren Lösen nach einer gewissen Einsatzdauer nicht praktikabel ist

Der konische Schlußring läßt sich bei der Erfindung in einfacher Weiss dadurch verwirklichen, daß ein Randbereich des Rohrkörpers mit einer entsprechenden, zum Abbaustoß hin gerichteten Verdickung ausgeführt wird, an der auch die Meißelhalter angeordnet werden.

Zu einer besseren Mechanisierung trägt auch der Umstand bei, daß zumindest die äußere Mantelfläche des Rohrkörpers nach einer Kurve verlaufend ausgebildet ist. Diese Kurve kann so bestimmt sein, daß im Bereich des Abbaustoßes eine geringstmögliche Fallstrecke und der optimale Querschnitt zum Abtransport des hereingewonnenen Minerals zur Verfügung steht und daß sich die Abtransportquerschnitte zwischen der Mantelfläche des Rohrkörpers und den Leitschaufeln nach den jeweiligen Verhältnissen in optimaler Weise zur Versatzseite hin vergrößern. Die Kurve, unter der die äußere Mantelfläche des Rohrkörpers verläuft, läßt sich mithin wirklichkeitsgetreuer den Transportverhältnissen an der Schrämwalze anpassen, als dies bei geradlinigen Konusmänteln der Fall ist, wie sie in der DE-OS 26 47 171 vorgeschlagen werden.

Weitere Ausführungsformen

Bei der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 sind auch die Leitschaufeln materialmäßig am Rohrkörper angeformt, beispielsweise mit angegossen.

Anspruch 3 beschreibt vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ergibt sich eine besonders stabile Ausführung. Außerdem lassen sich hierdurch die Meißelhalter in einfacher Weise anordnen. Schließlich ist es in dem Bereich, der die größere

Wanddicke aufweist, ohne Schwierigkeiten möglich, mindestens eine Nut beispielsweise beim Gießen, mit einzuformen, die sich durch einfaches Aufschweißen eines Abdeckbleches zu einem Sprühflüssigkanal ausbilden läßt.

Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 ist auch der Antriebsflansch materialmäßig einstückig mit dem Rohrkörper ausgebildet. Dieser Flansch läßt sich im Bedarfsfalle so groß ausbilden, daß er sich auf allen möglichen Getrieben, Antriebswellen oder Schrämmaschinen anordnen läßt, besonders dann, wenn dem z. B. durch Gießen angeformten Antriebsflansch Paßstücke oder ein getrennter Körper zugefügt werden, durch die sich das jeweilige Paßmaß einstellen läßt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel — teils schematisch — veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 eine Schrämwalze in perspektivischer Darstellung und

Fig.2 eine Schrämwalze im schematischen Teil-Längsschnitt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf eine Schrämwalze veranschaulicht, wie sie insbesondere im untertägigen Kohlebergbau Anwendung findet.

Die aus der Zeichnung ersichtliche Schrämwalze ist als Einweg-Schrämwalze ausgebildet, & h. sie wird nach einem etwaigen Verschleiß nicht mehr nach Übertage zum Zwecke ihrer Reparatur transportiert, sondern verbleibt in dem zu Bruch gehenden, ausgekohlten Feld.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Rohrkörper bezeichnet, der an seiner äußeren Mantelfläche 2, und zwar über seine gesamte Länge L nach einer Kurve verlaufend ausgebildet ist, z. B. nach einer Exponentialkurve. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Rohrkörper 1 im Bereich des nicht dargestellten Abbaustoßes seinen größten Außendurchmesser D aufweist, während der Rohrkörper 1 an seinem versatzseitigen Ende seinen kleinsten Außendurchmesser (/besitzt Wie insbesondere die F i g. 2 erkennen läßt, nimmt der größte Außendurchmesser D im Bereich des abbaustoßseitigen Endes des Rohrkörpers 1 rasch, beispielsweise nach einem Teil einer Hyperbel, ab, bis der kleinste Außendurchmesser d erreicht ist Diese sehr rasche Abnahme des größten Außendurchmessers D geschieht bei der dargestellten Ausführungsform (Fig.2) auf etwa einem Drittel der Länge K des Rohrkörpers 1, gemessen vom abbaustoßseitigen Ende dieses Rohrkörpers. Auf dem verbleibenden Längenabschnitt des Rohrkörpers geschieht dagegen die Abnahme des Außendurchmessers bis auf den kleinsten Außendurchmesser d bei der dargestellten Ausführungsform nur noch allmählich. Bei den angenommenen Betriebsbedingungen besteht für die dargestellte Ausführungsform der Grund darin, daß sich die Menge des hereingewonnenen Minerals nicht mehr so stark ändert wie auf dem Längenabschnitt K, so daß auch die Austragsquerschnitte (Förderquerschnitte) 3 bzw. 4 zwischen schraubenlinienartig am Rohrkörper 1 angeordneten, nach außen vorragenden Flügeln oder Schaufeln 5 bzw. 6 sich nicht mehr so rasch zu vergrößern brauchen wie im Bereich des Abbaustoßes.

Die Flügel oder Schaufeln 5 bzw. 6 bestehen bei der dargestellten Ausführungsform aus hochkant auf den Rohrkörper 1 geschweißten Blechen. Jeder Flügel 5 bzw. 6 ist auf seinem äußeren Umfang mit in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordneten Meißelhaltern 7 bzw. 8 versehen, die mit dem betreffenden Flügel 5 bzw. 6 durch Schweißnähte fest verbunden sind.

Am abbaustoßseitigen Ende des Rohrkörpers 1 ist ein in Richtung auf den Abbaustoß sich konisch öffnender Schlußkörper 9 vorgesehen, der mit dem Rohrkörper 1 materialmäßig einstückig ausgebildet ist Auch der konische Schlußkörper 9 weist an seinem äußeren Umfang wie die Flügel 5 bzw. 6 verteilt angeordnete Meißelhalter 10 auf. Sämtliche Meißelhalter 7,8 und 10 sind mit nach außen hervorragenden, in dem Mineral

ίο schrämenden Meißeln bestückt, von denen der Einfachheit halber lediglich die beiden Meißel U und 12 dargestellt sind. Die Spitzen aller Meißel 11 und 12 liegen auf einer gedachten zylindrischen Umhüllenden 13. Auch die Außenkanten der Flügel 5 und 6 und des konischen Schlußkörpers 9 verlaufen auf einer gemeinsamen zylindrischen Umhüllenden, die in der Zeichnung aus Gründen der Einfachheit weggelassen ist

Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Schlußring, der bei dieser Ausführungsform durch Schweißnähte mit dem Rohrkörper 1 fest verbunden ist, während 15 ein Anschlußflansch für einen nicht dargestellten motorischen Antrieb der Schrämwalze darstellt Die Stirnseite kann durch einen Deckel geschlossen sein.

16 und 17 sind Sprühflüssigkeitskanäle, durch die z. B.

Wasser zum Niederschlagen des Staubes zu Sprühdüsen herangeführt wird, von denen der Einfachheit halber nur die Sprühdüse 18 bezeichnet ist Die Sprühflüssigkeitskanäle 16 und 17 sind durch Einformen von Nuten und Abdecken mittels Blechen 19 bzw. 20 hergestellt worden.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Rohrkörper 1 mit dem Sprühflüssigkeitskanal 16 durch Gießen gefertigt worden. Es ist auch ohne weiteres möglich, auch den Ring 14 und den Anschlußflansch 15

materialmäßig einstückig mit anzugießen. Auch alle anderen, aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellten Anschlußöffnungen für Sprühflüssigkeit usw. können mit angeformt sein. Demnach ist es z. B. nicht mehr erforderlich, den konischen Schlußkörper 9 als

ίο separates Bauteil auszubilden.

Im übrigen ist die Schrämwalze bei dieser Ausführungsform zweiteilig ausgebildet Es sind also zwei Halbschalen, die als Gußkörper gefertigt wurden, in geeigneter Weise zusammengefügt worden. Sie werden

beispielsweise durch Aufschweißen der Flügel 5 und 6 gehalten. Stattdessen oder zusätzlich können die Halbschalen auch durch nicht dargestellte, beispielsweise als Innenflansche ausgebildete Flanschen mit Schrauben oddgL werksseitig zusammengefügt werden. Diese

so Schrauben brauchen nicht mehr zum Zwecke der Reparatur auseinandergebaut zu werden. Vielmehr können die Halbschalen einzeln nach Untertage gebracht und dort zusammengebaut werden, wenn nicht die Flügel um die Halbschalen herum schon vorher aufgeschweißt wurden. Sollen die Halbschalen als getrennt zu transportierende Bauteile ausgeführt werden, so können im Bedarfsfalle die betreffenden Abschnitte der Flügel 5 und 6 schon werksseitig vorgefertigt und angebracht, beispielsweise ange-

schweißt werden, wobei erst Untertage die Befestigung der Halbschalen, z. B. durch die erwähnten Schrauben oder in sonstiger geeigneter Weise erfolgt

Ferner ist nicht dargestellt eine Ausführungsform, bei welcher auch die Flügel 5 und 6 materialmäßig einstückig am Rohrkörper 1 mit angeformt, beispielsweise angegossen, sind. ·

Selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke (Aufgabe und Lösung) nicht auf die Anzahl der dargestellten

Flügel beschränkt. Vielmehr läßt sich die Erfindung genauso gut verwirklichen, wenn nur ein solcher Flügel vorgesehen ist oder wenn mehr als zwei Flügel vorhanden sind, beispielsweise eine dreigängige Schrämwalze verwirklicht werden soll.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen ferner Ausführungsformen, bei welchen zwar nicht die

gesamten Flügel mit angeformt, beispielsweise mit den Halbschalen angegossen werden, bei denen aber Anschlußteile, z. B. im Bereich des konischen Schlußkörpers 9, mit materialmäßig angeformt werden. Dadurch lassen sich die Restlängen, die dann noch zur Herstellung der Flügel erforderlich sind, sehr viel schneller und einfacher fertigen und anordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schrämwalze für eine Gewinnungsmaschine des Bergbaues, insbesondere für den untertägigen Steinkohlebergbau, mit einem konischen Schlußkör · per und einem Rohrkörper, der abbaustoßseitig einen größeren Durchmesser als versatzseitig aufweist, wobei am Rohrkörper mindestens ein Flügel angeordnet ist, der ebenso wie der konische Schlußkörper im Bereich seiner Umfangsfläche mit mehreren Meißelhaltern für die Befestigung von Schrämmeißeln versehen ist, wobei die Spitzen dieser Schrämmeißel auf einer gemeinsamen zylindrischen Umhüllenden liegen und daß die gesamte Schrämwalze aus mehreren vorgefertigten, auch Untertage betriebsbereit zusammensetzbaren und arretierbaren Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzelteile des Rohrkörpers (1) durch spanlose Formgebung, insbesondere durch Gießen, materialmäßig einstükkig mit dem zugehörigen Teil des konischen Schlußkörpers (9) und ebenfalls materialmäßig einstückig zumindest mit Anschlußstücken für den Anschluß von wenigstens einem Flügel (z. B. 5) sowie ggf. mit Sprühwasserkanälen (z. B. 19) zum Zuführen der Sprühflüssigkeit vorgefertigt sind, und die äußere Mantelfläche (2) des Rohrkörpers (1) von der Abbaustoßscite beginnend, nach einer von einer Geraden erheblich abweichenden Kurve gekrümmt verläuft, derart, daß der größere Außendurchmesser (D) abbaustoßseitig und der kleinere Außendurchmesser (d) versatzseitig angeordnet ist.

2. Schrämwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aucli die Leitschaufeln materialmäßig einstückig mit angeformt, beispielsweise angegossen, sind.

3. Schrämwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve der äußeren Mantelfläche (2) eine Exponentialkurve, z. B. Teil einer Hyperbel oder Teil einer Parabel, ist

4. Schrämwalze nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (1) an seinem abbaustoßseitigen Ende mit größerer Wanddicke ausgebildet ist

5. Schrämwalze nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein Anschlußflansch (15) materialmäßig einstückig mit dem Rohrkörper (1) bzw. dem Rohrkörperteil, beispielsweise einer Halbschale, ausgebildet ist.