DE3005486A1 - Werkzeug fuer die hydraulisch-mechanische bzw. hydraulische gewinnung oder schneidende bearbeitung von mineralischen rohstoffen bzw. bituminoesen materialien - Google Patents

Werkzeug fuer die hydraulisch-mechanische bzw. hydraulische gewinnung oder schneidende bearbeitung von mineralischen rohstoffen bzw. bituminoesen materialien

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Description

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Oberhausen 11, dSn OT.02.1980 Aktiengesellschaft
A/PL, Si/Pi.- 2512
Werkzeug für die hydraulisch-mechanische bzw. hydraulische Gewinnung oder schneidende Bearbeitung von mineralischen Rohstoffen bzw. bituminösen Materialien
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die hydraulisch-mechanische bzw. hydraulische Gewinnung oder schneidende Bearbeitung von mineralischen Rohstoffen bzw. bituminösen Materialien, bestehend aus Gehäuse, schwenkbarer Düsenhalterung mit Düse und Schwenkantrieb.
Das Schneidvermögen eines senkrecht auf die Oberfläche eines Festkörpers gerichteten Flüssigkeitsstrahles hoher Geschwindigkeit, der translatorisch an der Körperoberfläche entlang bewegt wird, kann bekanntlich nahezu verdoppelt werden, wenn der kontinuierlichen translatorischen Vorschubbewegung eine gleichgerichtete Oszillation überlagert wird. Auf diese Weise wird jeder einzelne Punkt mehrmals mit erhöhter Bestreichgeschwindigkeit aus verschiedenen Richtungen überstrichen. Das von einer Reihe von Parametern abhängige Optimum der Bestreichgeschwindigkeit liegt größenordnungsmäßig bei
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Zur praktischen Ausnutzung dieser auf eine gezielte Nutzung des sogenannten "Wasserhammer-Effektes" beruhenden Verbesserung der Schneidleistung wird die Schneiddüse rechtwinklig zu ihrer Längsachse in Vorschubrichtung translatorisch hin- und herbewegt oder um eine rechtwinklig zur Vorschubrichtung liegende Achse verschwenkt .
Ein unbehindertes Oszillieren der Düse ist nur gewährleistet, wenn die Düse in einem entsprechenden Gehäuse geschützt untergebracht ist.
Anderenfalls besteht die Gefahr einer Blockierung bzw. Beschädigung der Düse durch gelöstes Gut.
Jedoch auch der Einbau der Düse einschließlich Düsenschwenkeinrichtung und Schwenkantrieb gewährleisten noch keinen sicheren Betrieb, solange durch die Strahlaustrittsöffnung des Gehäuses Wasser mit feinkörnigem Gut eindringen kann.
Bekannt ist ein Werkzeug für die hydraulischmechanische bzw. die hydraulische Gewinnung
oder schneidende Bearbeitung mineralischer
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Rohstoffe, in dessen Gehäuse eine durch einen Motor über eine Koppelstange angetriebene schwenkbare Düse untergebracht ist. Die Elemente des Düsenschwenkantriebes führen dabei zum Teil sowohl rotatorische als auch translatorische Bewegungen aus. Darüber hinaus können die rotierenden Teile nur teilweise rotationssymmetrisch ausgeführt werden. Auch bei der WhI kleiner Strahlaustrittsöffnungen im Gehäuse wird durch eindringendes Wasser Feinkorn in das Gehäuse hineingeschlämmt. Sobald sich dieses Peinkorn zwischen feststehenden Gehäuseteilen und translatorisch bewegten Teilen des Schwenkantriebes ablagert, muß mit einer Störung des Schwenkantriebes gerechnet werden. Da der Schwenkantrieb laufend mit Schmutz und Wasser beaufschlagt wird, bedürfen die einzelnen Gelenke einer aufwendigen Lagerung und Abdichtung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Werkzeug der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart zu verbessern, daß die rotierenden Teile vollständig rotationssymmetrisch ausgeführt sind und dabei vermieden wird, daß Wasser und Peststoffe in das Gehäuse
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eindringen bzw. sich, zwischen den feststehenden Gehäuseteilen und den translatorisch bewegten Teilen des Schwenkantriebes Feststoff absetzen kann.
Zur Lösung dieser Aufgaben werden erfindungsgemäß die im Kennzeichen des HauptanSpruches aufgeführten Mittel vorgeschlagen. Zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagene Merkmale sind Gegenstand der UnteranSprüche.
An Hand von schematischen Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Werkzeug näher erläutert.
Es zeigen
Pig. 1 eine perspektivische Teilschnitt-Darstellung des Werkzeuges,
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt des Werkzeuges,
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung des Schwenkantriebes mit Düsenhalterung nach Anspruch 18,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Werkzeuges zum Herstellen einer Nut in einem Bauteil,
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Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Werkzeuges zum Herstellen eines vertikalen Schnitts durch ein Bauteil,
Pig. 6 eine perspektivische Darstellung des Werkzeuges zum Herstellen eines horizontalen Schnitts durch ein Bauteil,
Pig. 7 eine Seitenansicht des in ein Baufahrzeug eingebauten Werkzeuges.
Nach Pig. 1 befinden sich in einem Gehäuse 1 die Düsenhalterung 2 mit einer Düse 3 und das Schwenkgetriebe 4.
Die Drehbewegung 18, eingeleitet durch einen nicht dargestellten Antrieb, wird durch ein innerhalb des Gehäuses 1 befindliches Schwenkgetriebe 4 in eine hin- und hergehende Bewegung umgewandelt. Diese Bewegung wird über eine Koppelstange 12 auf die Düsenhalterung übertragen, so daß die Düse eine Schwenkbewegung ausführt. Der aus der Düse austretende Flüssigkeitsstrahl kann sich über einen bestimmten Schwenkbereich erstrecken.
Im einzelnen ist das Werkzeug nach Fig. 1 so ausgebildet, daß das Schwenkgetriebe 4 aus einem angetriebenen Exzenter 9 besteht, der eine Kulisse 10 auf einer quer zur Werkzeuglängsachse
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angeordneten Führung 11 translatorisch hin- und herbewegt. Diese Kulisse 10 ist mit der schwenkbaren Düsenhalterung 2 über eine Koppelstange 12, die in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist, gelenkig verbunden.
An der Düsenhalterung 2, d.h. am unteren Ende des zylindrischen Düsenhalters, ist die Düse 3 angeordnet, und zwar rechtwinklig zur Schwenkachse.
Die Düsenhalterung 2 läuft an ihrem oberen Ende in einer Bohrung mit einem Ringkanal 6. Im Bereich des Ringkanals 6 ist eine radiale Bohrung angeordnet, die den Ringkanal mit der Zentralbohrung 8 des oberen Wellenendes der Düsenhalterung 2 verbindet.
Die Düse 3 ist als zylindrischer Körper ausgebildet und mit einer Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes versehen.
Am unteren Ende der Düsenhalterung 2 ist die Düse 3 in eine Aufnahmebohrung gesteckt. Die Düse ist in ihrer Lage fixiert durch ein über das untere Ende der Düsenhalterung 2 geschobenes zylindrisches Element 13, das in einer Buchse H aus weichem Material läuft.
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Dieses zylindrische Element 13 weist eine gehärtete oder keramikbeschichtete lauffläche auf.
Die Buchse 14 aus weichem Werkstoff ist in den abnehmbaren Abschlußdeckel 15 des Gehäuses 1 eingepreßt. Der Gehäuseabschlußdeckel 15 und die Buchse 14 aus welchem Material weisen einen schmalen Schlitz 16 auf, der sich über den Schwenkbereich des Flüssigkeitsstrahles von <* ^L - 40 ° erstreckt.
In Pig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeuges dargestellt. Hier wird die Schwenkbewegung der Düsenhalterung direkt über einen Schwenkmotor eingeleitet. Der Schwenkmotor ist oberhalb der Düsenhalterung und innerhalb des Werkzeuggehäuses angeordnet. Erfindungsgemäß kann bei dieser Ausführung die Düsenhalterung auch als Teil des Schwenkmotors ausgebildet sein.
In der Pig. 3 ist die Verwendung und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Werkzeuges zum Herstellen einer Nut in einem Bauteil 25 dargestellt. Dabei weist das Werkzeug-Gehäuse, in dem sich
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die Düsenhaiterung mit Düsensitz 19 und Schwenkgetriebe befinden, ein T-förmiges Vorschub- und Führungselement 20 auf, das in der I-förmigen Führungsbahn 21 gehalten, geführt und mit vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit bewegbar ist. Die Düse führt bei vertikal angeordnetem Schwenkantrieb im Bauteil 25 einen horizontalen Schnitt aus.
Die Versorgung der Düse mit Hochdruckflüssigkeit und des Schwenkantriebes mit Steuerflüssigkeit erfolgt durch die im Gehäuse 1 rückseitig eingeführten Versorgungstrosse 22, die von einem motorgetriebenen Pumpenaggregat 23 mit Flüssigkeitspumpe für den Flüssigkeitsstrahl und Hydraulikpumpe für den Schwenkantrieb gespeist wird. Die Flüssigkeitspumpe saugt die Flüssigkeit mittels einer Saugleitung 24 an.
Fig. 5 zeigt ein Werkzeug, das ein Bauteil 25 bei horizontal angeordnetem Düsensat.z 19 in einem vertikal ausgeführten Schnitt Eerschneidet, wobei das Vorschub- und Führungselement 20 woei die Versorgungstrosse 22 und das Pumpenaggregat 23 wie in Fig. 4 ausgebildet sind.
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Pig. 6 zeigt ein Werkzeug zur Ausführung eines horizontalen Schnittes in einem Bauteil 25, wobei der Düsensatz 19 vertikal angeordnet ist.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit des Werkzeuges zeigt Pig. 7. Dabei ist der Düsensatz 19 im allseitig geschlossenen Schürfgerät einer Baumaschine untergebracht. Der Düsensatz 19 führt mittels des Plüssigkeitsstrahles, der durch einen schmalen Schlitz 26 im Schürfgerät austritt, einen Einschnitt zwischen Straßendecke und Straßenunterbau aus und hebt die Straßendecke spanartig vom Straßenunterbau ab.
Die Energieversorgung des Düsensatzes 19 erfolgt hier durch ein in der Baumaschine mitgeführtes Pumpenaggregat.
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Claims (18)

MASCHINENFABRIK AUGSBEftG-NüR^fB^BG - ""jC-beJrhausen 11, den 07.02.1980 Aktiengesellschaft '"·■' onnc:/«ß A/PL, Si/Pi.- 2512 3005486 Patentansprüche:
1. Werkzeug für die hydraulisch-mechanische bzw. hydraulische Gewinnung oder schneidende Bearbeitung von mineralischen Rohstoffen bzw. bituminösen Materialien, bestehend aus Gehäuse, schwenkbarer Düsenhaiterung mit Düse und Schwenkantrieb,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenhalterung (2) aus einem zur Schwenkachse symmetrischen Zylinder mit Koppelelement (5) besteht, von einem Schwenkgetriebe angetrieben und in einem abgedichteten Raum untergebracht ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsenhalterung (2) an ihrem oberen Ende in einer Bohrung mit Ringkanal (6) läuft und im Bereich dieses Ringkanals wenigstens eine radiale Bohrung (7) aufweist, die den Ringkan&l (6) mit der Zentralbohrung (8) des oberen Wellenendes der Düsenhalterung (2) verbindet.
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3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (4) aus einem von einem Motor angetriebenen Exzenter (9) besteht, der eine Kulisse (10) auf einer quer zur Werkzeuglängsachse angeordneten Pührung(11) translatorisch hin- und herbewegt.
4. Werkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (10) mit der schwenkbaren Düsenhalterung (2) über eine in ihrer Längsrichtung verschiebbare Koppelstange (12) gelenkig verbunden ist.
5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (3) am unteren Ende des zylindrischen Düsenhalters (2) rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Schwenkachse angeordnet ist und sich die Düsenöffnung nahe der Schwenkachse befindet.
6. Werkzeug nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (3) als zylindrischer Körper mit Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes ausgebildet ist.
~ 3 — 130034/0392
—' 3 —
7. Werkzeug nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (3) am unteren Ende der Düsenhalterung (2) in eine Aufnahmebohrung gesteckt wird.
8. Werkzeug nach den Ansprüchen 5 "bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (3) durch ein über das untere Ende der Düsenhaiterung (2) geschobenes zylindrisches Element (13) in ihrer Lage festgelegt ist.
9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (13) in einer Buchse (14) aus weichem Werkstoff läuft.
10. Werkzeug nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (13) eine gehärtete oder keramikbeschichtete Lauffläche besitzt.
11. Werkzeug nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (H) aus weichem Werkstoff in den abnehmbaren Gehäuseabschlußdeckel (15) eingepreßt ist.
1 30034/0392 - 4 -
12. Werkzeug nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl .der Gehäuseabschlußdeckel (15) als auch die Buchse (14) aus weichem Kunststoff einen schmalen Schlitz (16) aufweisen, der sich über den Schwenkbereich des Stahles von
00 — ±40° erstreckt.
13. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche
1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenhaiterung (2) mit mehreren Düsen versehen ist, die in bestimmten Abständen längs der Schwenkachse angeordnet sind und deren Achsen in die gleiche Richtung weisen.
14. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung innerhalb des Werkzeuges, die über das Schwenkgetriebe (4) in die oszillierende Bewegung der Düse (3) umgewandelt wird, sowohl direkt über Drehmotoren jeglicher Art als auch indirekt über eine biegsame Welle oder eine Gelenkwelle von entfernt angeordneten Antrieben eingeleitet wird.
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15. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug stationär oder verstellbar an Gewinnungs-, Bearbeitungsmaschinen, lade- und Fördereinrichtungen angeordnet ist.
16. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug mit Führungs- und Vorschubelementen (20) versehen werden kann.
17. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestandteile des Werkzeuges, d.h. Drehdurchführung, Düsenhalterung, Schwenkgetriebe und Antriebseinheit, eigenständige, in sich abgeschlossene Baugruppen sind.
18. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkbewegung der Düsenhalterung direkt durch einen Schwenkmotor jeglicher Bauart eingeleitet wird, wobei die Düsenhalterung auch als Teil dieses Schwenkmotors ausgebildet sein kann.
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