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Titel: Bedüsungseinrichtung für innenbedüste Sohne idwal z en Die
Erfindung betrifft eine Bedüsungseinrichtung für innenbedüste Schneidwalzen, mit
einer Steuervorrichtung zur Druckwasserbeaufschlagung der jeweils im Bereich des
schneidenden Walzensektors befindlichen Spritzdüsen, wobei die Steuervorrichtung
aus einem in der DruckwasserzuiUhrung angeordneten, gegenüber der rotierenden Schneidwalze
feststehenden Steuerring besteht, der Steuerkanäle steuert, die an der Walzennabe
oder einem sich hiermit drehenden Teils im Umfangsabstand angeordnet sind und zu
den versohiedenen Spritzdüsen der Schneidwalze führen.
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Eine solche mit einer Druckwassersteuerung versehene Bedüsungseinrichtung
für Schneidwalzen, wie sie vor allem bei Abbau-, Vortriebs- und Gewinnungsmaschinen
für bergbauliche Zwecke zur Verwendung kommen, ist aus der DE-OS 28 10 982 bekannt.
Bei dieser Bedüsungseinrichtung ist der die Walzennabe umschließende Steuerring
in radialer Richtung vom Druckwasser beaufschlagt, wobei er radiale Steuerbohrungen
an der Nabe der Schneid-Walze steuert. Es besteht hier die erhöhte Gefahr eines
Verschleißes der metallenen Dichtflächen mit der Folge übermäßiger Leckagen,
Ausgehend
von der Bedüsungseinrichtung nach der DE-OS 28 10 982 liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine baulich einfache und zuverlässige, auch nach längerer Betriebszeit
noch einwandfrei dichtende Steuervorrichtung zur Steuerung der Druckwasserführung
zu den Spritzdüsen der Schneidwalze zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerring
in Achsrichtung der Schneidwalze beweglich angeordnet und, vorzugsweise durch den
Druck des zugeführten Druckwassers, axial gegen eine mit der Schneidwalze rotierende
Steuerspiegelfläche anpreßbar ist, in der die Steuerkanäle münden, wobei der Steuerring
an seiner Stirnseite eine sich nur über einen Teilumfang erstreckende, die Steuerkanäle
auf diesem Teilumfang verschließende Dichtfläche aufweist.
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Erfindungsgemäß wird also zur Steuerung der Druckwasserzuführung ein
axial verstellbarer und axial gegen die Dichtfläche bzw. die Steuerspiegelfläche
anstellbarer St@uerring verwendet, mit dem sich eine besonders zuverlässige
Abdichtung an planen Flächen erreichen läßt und der sich bei Verschleiß selbsttätig
nachstellt, so daß die Dichtung auch nach längerer Betriebszeit noch gegeben ist.
Mit Hilfe des axial verstellbaren Steuerringes läßt sich außerdem eine exakte Steuerung
der Druckwasserzuführung über die Form der Steuerkanäle erreichen, die vorzugsweise
schlitzförmig ausgebildet werden.
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Die Steuerkanäle werden zweckmäßig an einem mit der Nabe der Schneidwalze,
vorzugsweise lösbar, verbundenen Anlaufring od.dgl. angeordnet. Der Anlaufring kann
ein im Verschleißfall leicht auswechselbares Bauteil sein. Entsprechend empfiehlt
es sich, den Steuerring
bzw. seinen die Axialdichtung bewirkenden
Teil an einem druckwasserbeaufschlagten Druckring, vorzugsweise auswechselbar, zu
befestigen.
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Der Steuerring weist vorzugsweise eine sich gegen die plane Steuerspiegelfläche
legende metallene schmale Dichtlippe auf, wodurch sich eine besonders zuverlässige
Dichtung zwischen der Druckseite und der Atmosphäre erreichen läßt. Die schmale
Dichtlippe liegt im Radialabstand zu der die Steuerkanäle überdeckenden Dichtfläche
des Steuerringes.
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Um den Steuerring mit einer bestimmten Anstellkraft an der Steuerspiegelfläche
zu halten, empfiehlt es sich, eine den Steuerring gegen die Steuerspiegelfläche
drückende Federvorrichtung vorzusehen. Im Schrämbetrieb wird die Federkraft durch
die ebenfalls in Anstellrichtung des Steuerringes wirkende Kraft des zugeführten
Druckwassers erhöht.
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Im einzelnen läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung in baulich
vorteilhafter Weise wie folgt ausgestalten: Der Steuerring bzw. der ihn tragende
Druckring wird zweckmäßig an einem den Druckwasseranschluß aufweisenden feststehenden
Haltering od. dgl. axial verschiebbar gelagert.
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Die Walzennabe weist eine zur Walzenachse koaxiale Eindrehung od.
dgl. für die Aufnahme des Steuerringes, des Druckringes und des Lagerringes auf.
Um die vom Druckwasser ausgeübten Axialkräfte auszugleichen und die Axialkräfte
von dem Schneidwalzenlager fernzuhalten, wird zweckmäßig ein in entgegengesetzter
Richtung vom Druckwasser beaufschlagter und entgegengesetzt auf die Schneidwalze
wirkender Druckausgleichsring od.dgl., vorzugsweise mit einer an ihm lösbar befestigten
Dichtscheibe od.dgl., vorgesehen. Zwischen dem Steuerring
bzw. seinem
Druckring und dem Druckausgleichsring können über den Umfang verteilt mehrere Druckfedern
angeordnet werden, welche die Dichtflächen in Dichtanlage halten.
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Der Haltering, welcher mit dem Druckwasseranschluß versehen ist, greift
zweckmäßig zwischen den Steuerring bzw.
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seinen Druckring und den Druckausgleichsring, wobei beide Ringe dichtend
an dem feststehenden Haltering geführt sind. Es empfiehlt sich, den Steuerring bzw.
seinen Druckring und auch den Druckausgleichsring über eine Verdreh-Sicherung mit
dem Haltering zu verbinden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung
zeigt: Fig. 1 eine Schneidwalze in einem axialen Teilschnitt nach Linie 1-1 der
Fig. 2; Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt
nach Linie III-III der Fig. 2; Fig. 4 eine Einzelheit im Schnitte Die Schneidwalze,
von der in Fig. 1 lediglich ein kleiner Ausschnitt 90 dargestellt ist, weist auf
ihrem Walzenmantel eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Schrämmeißeln auf, die,
wie bekannt, in Meißelhaltern gehalten sind.
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Außerdem sind am Umfang der Schneidwalze 10 Spritzdüsen angeordnet,
die insbesondere im Schneidbereich der SchrOmmeißel Druckwasser ausspritzen, welches
zur Staubniederschlagung und gegebenenfalls zur Kühlung der Schrämmeißel sowie unter
Umständen auch zur Unterstützung der Sohneidarbeit dient. In Fig. 1 ist eine einzelne
Spritzdüse bei 11 schematisch angedeutet. Die Spritzdüsen 11 sind gruppenweise an
Druckwasserräume 12 der Schneidwalze angeschlossein,
Die Druckwasserräume
12 sind über Druckwasserverbindungen 13 mit Axialbohrungen 14 der Walzennabe verbunden.
Die Schneidwalze 10 sitzt mit ihrer Nabe 15 auf einer angetriebenen Welle 16. Mit
17 ist die Drehachse der Schneidwalze bezeichnet.
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Die rotierende Schneidwalze 10 ist an einem Schneidarm 18 gelagert,
welcher auch das Schneidwalzenlager 19 aufnimmt und seitlich durch einen angeschraubten
Lagerdeckel 20 verschlossen ist. Die Nabe weist eine zur Walzenachse 17 konzentrische,
gestufte zylindrische Eindrehung 21 auf, welche die Druckwassersteuerung für die
innenbedüste Schneidwalze aufnimmt.
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Die Druckwassersteuerung wird von einem Steuerring 22 gebildet, der
mit einem Anlaufring 23 zusammenwirkt, welcher mittels Schrauben 24 lösbar am ringförmigen
Boden der Eindrehung 21 befestigt ist. Der sich mit der Schneidwalze 10 drehende
Anlaufring 23 weist auf einem Teilkreis in Umfangsabständen angeordnete schlitzförmige
Steuerkanäle 25 auf, die rückseitig über Querschnittserweiterungen 26 mit den Axialbohrungen
14 verbunden sind. Die Axialbohrungen 14 münden also jeweils in einem Steuerkanal
25, der seinerseits an der dem Steuerring 22 zugewandten Steuerspiegelfläche 27
des auswechselbaren Anlaufringes mündet. Der gegenüber dem umlaufenden Anlaufring
23 feststehende, jedoch in Richtung der Walzenachse 17 bewegliche Steuerring 22
steuert die Steuerkanäle 25.
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Der Steuerring 22 ist mittels Schrauben 28 (Fig. 3) lösbar an einem
kolbenartigen Druckring 29 befestigt.
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An dem Schneidarm 18 oder einem Anbauteil 20 desselben
ist
seitlich ein Haltering 30 mittels Schrauben 53 lösbar angeschlossen, der einen Druckwasseransohluß
31 für die Zuführung des Druckwassers aufweist und mit einem axialen Ansatz 32 in
die im Querschnitt erweiterte Eindrehung 21 der Walzennabe 15 eingreift, wobei dieser
Ansatz 32 einen radial nach innen gerichteten Kolbenring 33 aufweist, an welchem
der Druckring 29 mit dem Steuerring 22 gehalten und unter Verwendung eines Dichtringes
34 dichtend geführt ist. Der Haltering 30 weist die Druckwasserkanäle 35 auf, welche
die Verbindung zwischen dem Druckwasseranschluß 31 und einem Ringkanal 36 herstellen.
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Es ist erkennbar, daß der Druckring 29 vom Druck des zu geführten
Druckwassers beaufschlagt wird, so daß der Steuerring 22 mit einer schmalen, angeformten
metalle nen Dichtlippe 37 gegen die Steuerspiegelfläche 27 gedrückt wird. Wie Fig.
2 zeigt, erstreckt sich die Dichtlippe 37 über den ganzen Kreisumfang, wobei sie
lediglich auf einem Segment, dessen Winkel X z.B. 90° beträgt, geringfügig radial
nach innen versetzt ist. Die Dichtlippe 37 dichtet am Steuerring 22 die mit der
Druckwasserzuführung 31, 35, 36 in Verbindung stehende Druckseite mit der Niederdruckseite
bzw. der Atmosphäre, an welche innere Leckkanäle 38 bis 42 angeschlossen sind.
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Der Steuerring 22 weist gegenüber seiner Dichtlippe 37 radial nach
innen versetzt eine stegförmige Dichtfläche 43 auf, die sich über den gesamten Kreisumfang,
mit Aus nahme des Sektors X erstreckt und die Steuerkanäle 25 des Anlaufringes 23
durch Überdeckung steuert.
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Bei der Drehbewegung der Schneidwalze 10 sind jeweils nur diejenigen
Steuerkanäle 25, die sich auf dem Sektor X
befinden und durch die
Dichtfläche 43 des Steuerringes 22 nicht oder nicht vollständig abgedeckt werden,
mit dem Kanal 36 und demgemäß über die Kanäle 35 mit der Druckwasserzuführung verbunden,
so daß über diese Steuerkanäle sowie die Anschlußkanäle 13, 14 das Druckwasser den
betreffenden Spritzdüsen zufließen kann, wahrend die Druckwasserzuführung zu den
anderen Spritzdüsen, deren Steuerkanäle 25 durch die Dichtung 43 verschlossen sind,
unterbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Druckwasser nur an dem Sektor
der Schneidwalze austritt, mit welchem sich die Schneidwalze im Schneideingriff
mit dem Stoß befindet.
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Da der Steuerring 22 durch das auf die Kolbenfläche des Druckringes
29 wirkende Druckwasser gegen die Steuerspiegelfläche 27 gedrückt wird, ergibt sich
eine zuverlässige Abdichtung, die sich bei Verschleiß selbsttätig nachstellt. Durch
die axiale Druckbeaufschlagung des Steuerringes 22 bzw. seines Druckringes 29 wird
eine Axialkraft auf die Schneidwalze 10 übertragen. Um das Schneidwalzenlager 19
von dieser Axialkraft zu entlasten, ist in der Eindrehung der Walzennabe 15 ein
dem Druckring 29 entgegengesetzt wirkender Druckausgleichsring 44 angeordnet. Der
Druckausgleichsring 44 entspricht dem Druckring 29 und ist spiegelsymmetrisch zu
diesem an dem radialen Kolbenring 33 des Halteringes 30 verschiebbar und mittels
eines Dichtringes 45 dichtend geführt.
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Der Druckausgleichsring 44 trägt eine Druckscheibe 46, die dem Steuerring
22 entsprechen kann und die durch seinen Druckausgleichsring 44 gegen ein Anbauteil
47 der Walzennabe gedrückt wird, wobei die Druckscheibe 46 ebenfalls mit einer schmalen
Dichtlippe 48 versehen ist.
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Zwischen den beiden Ringen 29 und 44 sind über den Umfang verteilt
Druckfedern 49 eingeschaltet, welche in
Bohrungen des Kolbenringes
33 sitzen und die Ringe 22 und 46 dichtend gegen ihre Gegenflächen drücken. Die
Federn 49 halten die Ringe 22, 46 unter einer gewissen Vorspannung an den Gegenflächen.
Die symmetrische Anordnung der druckbeaufschlagten Ringe 29 und 44 führt zu einem
Ausgleich der Axialkräfte.
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Der Steuerring 22 bzw. sein Druckring 29 ist mittels auf dem Umfang
verteilt angeordneter Stifte 50 (Fig. 4) mit dem Ringkolben des Halteringes 30 drehschlüssig
verbunden. Die Stifte 50 bilden eine zusätzliche Führung für den Druckring 29 und
den Gegendruckring 44.
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Um auch über den Umfang des Steuerringes möglichst gleiche Axialkräfte
zu erhaltene empfiehlt es sich, die radiale Breite des Ringkanals 51, der gemäß
Fig. 2 zwischen den einander zugewandten Stirnflächen der Dichtfläche 43 auf dem
Sektor X gebildet ist, gleich der Summe der radialen Abessungen des Ringkanals 36
und eines Kanals 52 zu bemessen, der zwischen der Dichtfläche 43 und der Dichtlippe
37 außerhalb des Sektors X vorhanden ist.
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Geringe Leckwassermengen können über die vorgenannten Leckkanäle ins
Freie abgeführt werden.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird der
Steuerring 22 auf der einen (linken) Seite von dem hydraulisch beaufschlagten Druckring
29 und auf der gegenüberliegenden (rechten) Seite von dem über den Kanal 36 zugeführten
Druckmittel belastet. Die Flächendifferenzen der druckbeaufschlagten Flächen des
Druckringes 29 und des Steuerringes 22 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß
ein den Steuerring 22 mit seiner Dichtlippe 25 gegen den Anlaufring 23 anstellender
Differenzdruck vorhanden ist, der eine zuverlässige
Dichtung an
der Dichtlippe 37 bewirkt, ohne daß es hierbei zu übermäßig starken spezifischen
Flächenpressungen an der schmalen Dichtlippe und ihrer Anlagefläche an dem Anlaufring
23 kommt. Entsprechendes gilt für die Ringe 44 und 46 auf der Gegenseite.