DE3133956C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedüsungseinrichtung für die am Schneidarm einer Teilschnitt-Schrämmaschine angeord­ neten, einen Querschneidkopf bildenden Schneidwalzen, die um eine quer zur Schneidarmachse verlaufende Achse drehbar sind, wobei jeder Schneidwalze mindestens ein mit Düsen versehener, an eine Druckwasserzuführung ange­ schlossener Düsenträger zugeordnet ist, der mit Abstützung am Schneidarm gegenüber der rotierenden Schneidwalze fest­ stehend angeordnet ist.

Für den Vortrieb von Tunneln, Stollen u. dgl. im Fels­ gestein, von Gesteins- und Flözstrecken in Bergbau- und Untertagebetrieben sowie für Abbau- und Gewinnungszwecke werden bekanntlich Teilschnitt- Schrämmaschinen eingesetzt, u. a. auch solche, die mit einem an einem schwenkbaren Schneidarm angeordneten Querschneidkopf versehen sind, dessen Schneidwalzen um eine quer zur Schneidarmachse verlaufende Achse drehbar sind. Zur Niederschlagung des sich im Schneidbetrieb entwickelnden Staubes, zur Kühlung der Schrämwerkzeuge und gegebenenfalls zur Vermeidung von CH₄-Abflämmungen in schlagwettergefährdeten Betrieben ist es erforderlich, den Arbeitsbereich der Schneidwalzen mit Druckwasser zu bedüsen. Vielfach wird mit einer soge­ nannten Innenbedüsung der Schneidwalzen gearbeitet, wie dies auch bei Walzenschrämmaschinen für die untertägige Gewinnung bekannt ist (DE-OS 28 10 982).

Die bekannten innenbedüsten Schneidwalzen sind mit einer Druckwassersteuerung ausgestattet, mit der sichergestellt wird, daß jeweils nur die im Bereich des schneidenden Walzensektors befindlichen Spritzdüsen mit dem Druckwasser beaufschlagt werden. Mit Hilfe der innenbedüsten Schneid­ walzen ist eine wirksame Schneidspurbedüsung erreichbar. Allerdings haben die mit Druckwassersteuerungen arbeitenden innenbedüsten Schneidwalzen einen verhältnismäßig ver­ wickelten Aufbau und erfordern daher einen hohen Ferti­ gungsaufwand. Sie sind außerdem aufgrund des unvermeid­ lichen Dichtungsverschleißes an den Drehdurchführungen für das Hochdruckwasser störungsanfällig.

Es ist bei Teilschnitt-Schrämmaschinen auch bekannt, am schwenkbaren Schneidarm im Abstand hinter den Schneid­ walzen eine Bedüsungseinrichtung mit Spritzdüsen anzu­ ordnen, die das gegebenenfalls mit Luft versetzte Druck­ wasser von hinten gegen die rotierenden Schneidwalzen fächerartig aussprühen, um eine Kühlung der Schrämwerk­ zeuge zu bewirken, wobei auch in gewissem Umfang eine Staubniederschlagung erreicht wird (AT-PS 3 48 968). Die Düsen befinden sich hier an einem Druckbehälter, der an eine Druckluftquelle angeschlossen und mit einer Druck­ wasserzuleitung versehen ist. Weiterhin ist es bekannt, am Ladeschild einer Walzenschrämmaschine in Umfangs­ richtung der Schrämwalze versetzte, gegen die Schrämwalze aussprühende Düsen anzuordnen (GB-PS 13 50 658).

Mit den vorgenannten Bedüsungseinrichtungen, die gegen­ über den rotierenden Schneidwalzen feststehend am Schneid­ arm angeordnet sind, ist es nicht möglich, das Bedüsungs­ wasser in die Schneidzonen der jeweils im Stoßeingriff befindlichen Schneidwerkzeuge auszusprühen, wie dies im Hinblick auf eine wirksame Werkzeugkühlung, eine gute Staubbindung und gegebenenfalls auch im Hinblick auf die Vermeidung etwaiger CH₄-Abflämmungen vorteilhaft oder sogar erforderlich ist. Da die bekannten Bedüsungs­ einrichtungen im Abstand hinter dem Querschneidkopf am Schneidarm angeordnet sind, wird das Druckwasser im wesentlichen nur gegen die nicht im Stoßeingriff befind­ liche Walzenrückseite ausgespritzt, wobei außerdem sich die Spritzstrahlen auf der verhältnismäßig großen Strecke mehr oder weniger weit auf fächern.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die eingangs genannte Bedüsungseinrichtung für den Querschneidkopf einer Teil­ schnitt-Schrämmaschine so auszubilden, daß die Wirksamkeit der Bedüsung erheblich verbessert und eine mit der Innen­ bedüsung zumindest angenähert vergleichbar wirksame Bedüsung der Schneidwalzen erreicht wird, ohne dabei aber die der Innenbedüsung anhaftenden Nachteile, wie vor allem hoher Fertigungs- und Dichtungsaufwand sowie Störungsanfälligkeit bei Hochdruckbedüsung, in Kauf nehmen zu müssen.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsenträger aus die Schneidwalzenachse umgreifenden Plattenkörpern bestehen, die jeweils mit mehreren in Richtung des Schneidwalzenumfangs versetzt zueinander angeordneten Düsen versehen sind.

Nach der Erfindung erfolgt die Bedüsung mit Hilfe von plattenförmigen Düsenträgern, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie die Schneidwalzenachse um­ greifen. Die plattenförmigen Düsenträger befinden sich daher unmittelbar an den Schneidwalzen. Damit gelingt es, das Bedüsungswasser in den unmittelbaren Arbeitsbereich der Schneidwalzen bzw. den Schneidbereich der Schräm­ werkzeuge gezielt auszuspritzen, so daß eine wirksame Bedüsung erreichbar ist, ohne daß aber die plattenförmigen Düsenträger an der Drehbewegung der Schneidwalzen teil­ nehmen. Dies schließt nicht aus, daß sie zum Zwecke der Einstellung des Bedüsungssektors der Schneidwalzen gegen­ über diesen um die Walzenachse schwenkbar sind. Da die Düsenträger sich im Schneidbetrieb nicht mit den Schneid­ walzen drehen, kann auf eine bauaufwendige und störungs­ anfällige Druckwasserzuführung durch die Schneidwalzen hindurch zugunsten einer einfachen äußeren Druckwasser­ zuführung verzichtet werden. Damit ergibt sich ein vergleichsweise einfacher Gesamtaufbau der Bedüsungs­ einrichtung, die bezüglich der Druckwasserzuführung keinerlei Abdichtungsprobleme aufwirft. Im Ergebnis wird daher mit der Erfindung eine Bedüsungseinrichtung geschaffen, mit der einerseits die Nachteile der Innen­ bedüsungen vermieden werden, andererseits aber eine wirksame Bedüsung erreichbar ist, da die Düsen an den plattenförmigen Düsenträgern sich auch so anordnen lassen, daß sie das Druckwasser unmittelbar in den Schneidbereich der Schrämmeißel ausspritzen und damit eine wirksame Kühlung der Schneidzonen sowie eine wirk­ same Staubniederschlagung ermöglichen.

Es empfiehlt sich, die plattenförmigen Düsenträger in die Schneidwalzenachse umschließenden Umfangseinziehungen der Schneidwalzen anzuordnen. Die Düsen sind hierbei über den Umfang der in den Einziehungen der Schneidwalzen sitzenden Düsenträger angeordnet. Aus Fertigungsgründen wie auch aus Gründen der Montage und Demontage der Düsen­ träger werden diese zweckmäßig mehrteilig ausgebildet. Sie bestehen vorteilhafterweise jeweils aus zwei in der radialen Teilungsebene verbundenen Plattensegmenten. Im einzelnen läßt sich die Anordnung mit Vorteil so treffen, daß jede Schneidwalze mehrere in Richtung ihrer Walzen­ achse im Abstand zueinander angeordnete, in nutartigen Umfangseinziehungen angeordnete plattenförmige Düsenträger aufweist. Bei dieser Ausgestaltungsform der Bedüsungs­ einrichtung befinden sich demgemäß die plattenförmigen Düsenträger mit Abstand in Richtung der Schneidwalzen­ achse zueinander in den nutartigen Umfangseinziehungen der Schneidwalzen, selbstverständlich auch in diesem Fall gegenüber den rotierenden Schneidwalzen feststehend. Zur Schmierung der metallischen Gleitflächen in den nut­ artigen Einziehungen der Schneidwalzen werden die Düsen­ träger zweckmäßig mit Schmierkanälen versehen.

Um sicherzustellen, daß unabhängig von der jeweiligen Angriffsposition der Schneidwalzen am Arbeitsstoß nur die am jeweils schneidenden Walzensektor angeordneten Düsen mit Druckwasser beaufschlagt werden, kann eine Schwenkvorrichtung vorgesehen werden, mit der die plattenförmigen Düsenträger relativ zu den Schneidwalzen um deren Achse schwenkbar sind. Die plattenförmigen Düsenträger können hierbei über ein, vorzugsweise als Segmentabdeckung ausgebildetes, Brückenglied zu einer Schwenkeinheit verbunden werden, wobei an dem Brückenglied die gemeinsame Schwenkvorrichtung angreift. Für die Schwenkvorrichtung kann ein Zylinderantrieb oder ein mechanischer Schwenkantrieb, insbesondere ein Zugmittel­ oder Gestängeantrieb od. dgl., vorgesehen werden, welcher die plattenförmigen Düsenträger nach Maßgabe der Angriffs­ stellung der Schneidwalzen an dem Stoß selbsttätig ver­ schwenkt. Unabhängig davon, ob die Düsenträger gegenüber den Schneidwalzen feststehen oder verschwenkbar angeordnet sind, ist es für die Erfindung wesentlich, daß die plattenförmigen Düsenträger im Schneidbetrieb nicht an der Drehbewegung der Schneidwalzen teilnehmen, dennoch aber dicht an den Schneidwalzen angeordnet sind, so daß ihre Düsen das Druckwasser gegen den Arbeitsstoß und in die Schneidzonen der Schrämwerkzeuge ausspritzen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 den vorderen Arbeitsbereich einer an sich bekannten Teilschnitt-Schrämmaschine in Seitenansicht, wobei die eine der beiden Schneidwalzen des Querschneidkopfes mit der Bedüsungseinrichtung im Schnitt darge­ stellt ist,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Schneidwalze mit der Bedüsungseinrichtung in schematischer Verein­ fachung in einer Ansicht auf den Walzenumfang,

Fig. 3 in der Darstellung der Fig. 1 ein geändertes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 in einer vergrößerten Schnittdarstellung die Anordnung der Düsenträger und ihrer Düsen in Bezug auf die Schneidwalze und die hieran angeordneten Meißel.

In Fig. 1 ist eine im Grundaufbau bekannte, für Abbau- oder Vortriebszwecke bestimmte Teilschnitt-Schräm­ maschine 10 gezeigt, die mit einem eigenen Fahrwerk, hier einem Raupenfahrwerk 11, versehen ist und einen Schneidarm 12 aufweist, der in einem Auslegergelenk 13 höhenverschwenkbar an einem Drehgestell 14 der Maschine gelagert ist, welches gegenüber dem mit dem Raupenfahr­ werk 11 ausgerüsteten Maschinengestell 15 um eine Vertikalachse drehbar ist. Der Schneidarm 12 ist demgemäß horizontal und vertikal verschwenkbar. An dem Maschinen­ gestell 15 ist unterhalb des Schneidarmes 12 eine Lade­ vorrichtung 16 angeordnet, mit der das bei der Abbau­ bzw. Vortriebsarbeit anfallende Haufwerk geladen und abgefördert wird.

Der Schneidarm 12 trägt an seinem freien Ende einen Querschneidkopf mit zwei Schneidwalzen 18, die um eine gemeinsame, senkrecht zur Achse des Schneidarms 12 ver­ laufende Achse drehbar sind und über eine gemeinsame Welle 11 (Fig. 2) angetrieben werden. In der Zeichnung ist nur die eine der beiden Schneidwalzen des Quer­ schneidkopfes gezeigt. Der gemeinsame Antrieb für die beiden Schneidwalzen 18 kann im Inneren des kastenförmigen Schneidarmes 12 angeordnet sein. Die Schneidwalzen 18 tragen in bekannter Weise mechanische Lösewerkzeuge, z. B. Kegelmeißel 19 (Fig. 4). Der Umkreis der Meißelspitzen der an den Schneidwalzen angeordneten Meißel ist in den Fig. 1 und 2 strichpunktiert bei 20 angedeutet, während die Meißel hier aus Gründen der Übersichtlichkeit fortge­ lassen sind.

Die Schneidwalzen 18 weisen an ihrem Umfang mehrere, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 in Richtung der Walzenachse im Abstand voneinander angeordnete nutartige Einziehungen 21 auf, deren Kreismittelpunkt in der Walzen­ achse liegt und die jeweils einen schmalen, plattenförmigen Düsenträger 22 aufnehmen, der mit mehreren, in Umfangsrich­ tung der Schneidwalze gegeneinander versetzten und gegen­ über dem Umkreis 20 der Schneidwalze in Radialrichtung zurückversetzten Düsen 23 versehen ist. Die Düsen 23 sind an jedem Düsenträger 22 an einen gemeinsamen Druckwasser­ zuführungskanal 24 angeschlossen, der an einen Außenan­ schluß 25 des Düsenträgers endet.

Die Düsenträger 22 sind in der Radialebene der Walze ge­ teilt. Sie bestehen demgemäß jeweils aus zwei Segmenttei­ len 26 und 27, welche den zylindrischen Nutgrund der nut­ artigen Einziehungen 21 mit ihren halbzylindrischen Flächen umschließen und in der Teilungsebene an Flanschen 28 od. dgl. lösbar verbunden sind. Die Segmentteile 26 tragen die Düsen 23. Sie weisen neben dem Druckwasserzuführungskanal 24 ei­ nen Schmierkanal 29 auf, der, wie insbesondere Fig. 4 er­ kennen läßt, über Radialkanäle 30 im Nutgrund der nutarti­ gen Umfangseinziehungen 21 mündet und an einem Außenan­ schluß 31 des Segmentteils 26 endet. Der Außenanschluß 31 liegt neben dem Außenanschluß 25 der Druckwasserzuführung. Über die Schmierkanäle kann Schmiermittel von außen in die nutartigen Umfangseinziehungen gedrückt werden, um im Schneidbetrieb die aufeinander gleitenden metallischen Flächen der Schneidwalze und der Düsenträger zu schmieren.

Die Düsenträger 22 sind über ein Brückenglied 32 zu einer Schwenkeinheit mechanisch verbunden. Das Brückenglied 32 ist nach Art einer Segmentabdeckung ausgebildet, welche die Schneidwalze 18 im rückwärtigen oder oberen Bereich auf einem Teilsegment abdeckt.

Im Schneidbetrieb dreht sich die angetriebene Schneidwalze 18 relativ zu den Düsenträgern 22, deren Düsen 23 über den schneidenden Walzensektor verteilt so angeordnet sind, daß ihre Druckwasserstrahlen, wie in Fig. 4 angedeutet, gegen die Schneiden der mechanischen Meißel 19 gerichtet sind. Hierdurch wird eine wirksame Kühlung der Schneiden und Schneidzonen bei zugleich wirksamer Staubniederschlagung erzielt. Die Druckwasserzuführung zu den Düsen 23 erfolgt über die Kanäle 24 der Düsenträger 22. Fig. 4 läßt erken­ nen, daß die Düsenträger 22 in den nutartigen Umfangsein­ ziehungen 21 der Schneidwalze mittels elastischer Dichtun­ gen 33 abgedichtet sein können, die in Nuten des Walzen­ körpers sitzen.

Beim Verschwenken des Schneidarmes 12 in dem Gelenk 13 ändert sich der im Eingriff mit dem Arbeitsstoß stehende Schneidwalzensektor. Um den Bedüsungsbereich an den je­ weiligen Schneidwalzensektor anzupassen, sind die Düsen­ träger 22, wie erwähnt, um die Walzenachse schwenkbar. Da­ bei ist für sämtliche Düsenträger 22 ein gemeinsamer Schwenkantrieb vorgesehen, der an dem Brückenglied 32 an­ greifen kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist als Schwenkantrieb ein hydraulischer Zylinderantrieb 34 vorge­ sehen, der sich in einem Gelenk 35 an dem Schneidarm 12 ab­ stützt und dessen Kolbenstange in einem Gelenk 36 an dem Brückenglied 32 angreift. Der Zylinder 34 liegt geschützt unter einer Abdeckung 37, die im Gelenk 35 am Schneidarm 12 angeschlossen ist. Durch Ein- und Ausschub des Zylinder­ antriebs 34 können demgemäß die Düsenträger 22 um die Schneidwalzenachse verschwenkt werden. Dieser Schwenkvor­ gang kann automatisch in Anpassung an den jeweils im Ein­ griff mit dem Stoß stehenden Schneidwalzensektor, d. h. in Anpassung an die Schwenkposition des Schneidarmes 12 durch­ geführt werden, was sich durch hydraulische Kopplung des Schwenkantriebs 34 mit dem hydraulischen Schwenkantrieb 38 des Schneidarmes 12 erreichen läßt. Dabei wird der Ein- und Ausschub des Schwenkantriebs 34 nach Maßgabe der Schwenk­ position des Schneidarmes 12 bzw. des Ein- und Ausschubes des Schwenkantriebs 38 gesteuert. Fig. 1 zeigt strichpunk­ tiert die Stellung des Brückengliedes 32 bei ausgefahrenem Schwenkzylinderantrieb 34. Es ist erkennbar, daß das Brück­ englied 32 hierbei die Schneidwalze 18 an der Oberseite abdeckt. Das Brückenglied 32 dient in dieser Stellung als Abdeckschutz für das Arbeitspersonal, welches die Zylinder­ abdeckung 37 im Maschinenstillstand als Arbeitsplattform für die Durchführung bestimmter Nebenarbeiten benutzen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der­ jenigen nach den Fig. 1, 2 und 4 lediglich in der Schwenk­ vorrichtung für die Düsenträger 22, die auch hier zu einer Schwenkeinheit mechanisch verbunden sind. Die Schwenkvor­ richtung besteht in diesem Fall aus einem Zugseil 40 oder einen anderen Zugmittel, welches an seinem einen Ende bei 41 an den Düsenträgern bzw. dem gemeinsamen Brückenglied ange­ schlossen und über Rollen 42 zu einem (nicht dargestellten) Festpunkt geführt ist, der sich an dem Maschinengestell bzw. seinem Aufbau befinden kann. Dabei ist die Seil- und Rollen­ anordnung so getroffen, daß beim Hochschwenken des Schneid­ armes 12 auf das Seil 40 eine Zugkraft ausgeübt wird, unter deren Wirkung die Düsenträger 22 im Gegenuhrzeigersinn re­ lativ zur Schneidwalze 18 verschwenkt werden, während beim Absenken des Schneidarmes 12 eine gegenläufige Schwenk­ bewegung der Düsenträger durch das lose Seil unter Schwer­ kraftwirkung ermöglicht wird.

Die Bedüsungseinrichtung kann zur Niederschlagung des Staubs und/oder zur Kühlung der mechanischen Schneidwerkzeuge sowie gegebenenfalls auch zum hydromechanischen Abbau eingesetzt werden, wobei im letztgenannten Fall für die Düsen 23 mit Höchstdruckwasser beaufschlagte hydraulische Schneiddüsen Verwendung finden. Die Anzahl der Düsenträger 22 kann je nach Einsatzzweck und Ausbildung bzw. Größe der Schneidwalze unterschiedlich sein.

Claims (8)

1. Bedüsungseinrichtung für die am Schneidarm einer Teilschnitt- Schrämmaschine angeordneten, einen Querschneidkopf bildenden Schneidwalzen, die um eine quer zur Schneid­ armachse verlaufende Achse drehbar sind, wobei jeder Schneidwalze mindestens ein mit Düsen versehener, an eine Druckwasserzuführung angeschlossener Düsenträger zugeordnet ist, der mit Abstützung am Schneidarm gegen­ über der rotierenden Schneidwalze feststehend angeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenträger (22) aus die Schneidwalzenachse umgreifenden Plattenkörpern bestehen, die jeweils mit mehreren in Richtung des Schneidwalzenumfangs versetzt zueinander angeordneten Düsen (23) versehen sind.

2. Bedüsungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Düsenträger (22) in die Schneidwalzenachse umschließen­ den Umfangseinziehungen (21) der Schneidwalzen (18) an­ geordnet sind.

3. Bedüsungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die plat­ tenförmigen Düsenträger (22) aus zwei in der radialen Teilungsebene verbundenen Plattensegmenten (26, 27) be­ stehen.

4. Bedüsungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schneidwalze (18) mehrere in Richtung ihrer Walzenachse im Abstand zueinander angeordnete, in nutartigen Umfangs­ einziehungen (21) angeordnete plattenförmige Düsenträger (22) aufweist.

5. Bedüsungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Schwenk­ vorrichtung (34, 40), mit der die plattenförmigen Düsen­ träger (22) relativ zu den Schneidwalzen (18) um deren Achse schwenkbar sind.

6. Bedüsungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Düsenträger (22) über ein, vorzugsweise als Segmentab­ deckung ausgebildetes, Brückenglied (32) zu einer Schwenkeinheit verbunden sind, wobei an dem Brücken­ glied die gemeinsame Schwenkvorrichtung angreift.

7. Bedüsungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung aus einem Zylinderantrieb (14) oder einem mechanischen Schwenkantrieb (40), insbeson­ dere einem Zugmittel- oder Gestängeantrieb od. dgl. be­ steht, welcher die plattenförmigen Düsenträger (22) nach Maßgabe der Angriffsstellung der Schneidwalze (18) an dem Stoß selbsttätig verschwenkt.

8. Bedüsungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Düsenträger (22) mit mindestens einem in die nutartige Umfangseinziehung (21) führenden Schmierkanal (29) versehen sind.