DE3242137C2

DE3242137C2 - Gedämpft geführter Rundschaftmeißel

Info

Publication number: DE3242137C2
Application number: DE3242137A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4150 Krefeld Ketterer
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1982-11-13
Filing date: 1982-11-13
Publication date: 1985-06-05
Also published as: US4537448A; DE3242137A1; ATE36033T1; JPS59158895A; EP0111143A3; ZA838407B; EP0111143B1; EP0111143A2

Abstract

Üblicherweise sind die Schrämköpfe von Teilschnitt-Vortriebsmaschinen von Gewinnungsmaschinen und weiteren schneidend arbeitenden Maschinen, insbesondere im Berg- und Tunnelbau, der Bauindustrie und anderen Industrien, mit Meißeln bestückt, die in auf den Schneidköpfen festgeschweißten Meißelhaltern auswechselbar montierbar sind. Zum einen unterliegen die Meißel einem hohen Verschleiß und zum anderen ist es schwierig, das erforderliche Kühlwasser unter hohem Druck bis dicht an die zu kühlenden Flächen zu transportieren. Zur Vermeidung des Verschleißes sieht die Erfindung vor, daß der Meißel (1) im Meißelhalter (4) hydraulisch gedämpft und das durch die Dämpfung hochgespannte Wasser als Kühlmittel verwendet wird (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rundschaftmeißel, insbesondere für Teilschnittmaschinen des Berg- und Tunnelbaus, der während des Schneidvorgangs zur zeitweise mit dem zu schneidenden Material in Eingriff steht und der aus einem drehbar und durch die Schnittkraft axial gegen den Druck des Sprühwassers begrenzt verschiebar, auswechselbar in einem Meißelhalter gehaltenen Schaft und einer an der Spitze des Schaftes außerhalb des Meißelhalters angeordneten Hartmetallschneide besteht.

Bekannterweise sind die Schrämköpfe von Teüschnitt-Vortriebsmaschinen von Gewinnungsmaschinen und weiteren schneidend arbeitenden Maschinen, insbesondere im Berg- und Tunnelbau, der Bauindustrie und anderen Industrien mit Meißeln bestückt, die in auf den Schneidköpfen festgeschweißten Meißelhaltern auswechselbar montierbar sind. Allgemein unterscheidet man bei den Schneidmeißeln zwischen Flach- und Rundschafimeißeln.

ίο Zur Erzielung eines gleichmäßigen Verschleißes an der konisch zulaufenden Schneidkante sind Rundschaftmeißel innerhalb der Meißelhalter drehbar angeordnet. Der Rundschaftmeißel ist in dem Meißelhalter derart einsetzbar, daß er sowohl über seinen Umfang als auch in Richtung seiner Längsachse gegenüber dem Meißelhalter ein gewisses Spiel aufweist, das eine Drehung erlaubt.

Dieser konstruktiv vorgegebene, notwendige Bewegungsspielraum hat jedoch auch Nachteile. Da der Meißel infoige der Drehbewegung des Schneidkopfes etwa jede Sekunde erneut in das Gestein eingreift, ist der Meißel einer hohen Anzahl starker Schläge ausgesetzt. Diese Schläge beanspruchen den Werkstoff des Meißels überaus stark, oft über die Grenze seiner Festigkeit hinaus. Debweiteren schlägt der Meißel seinerseits bei jeder Umdrehung des Kopfes auf den Meißelhalter und zwar sowohl auf den oberen Rand als auch über Biegekräfte auf die Innenwand des Meißelhalters. Aufgrund dieser Einflüsse macht sich ein Verschleiß bemerkbar, der in Deformationen oder Brüchen von Meißelhaltcrn und Meißeln nachzuempfinden ist. Der Bruch eines Mcißelhalters setzt den Wirkungsgrad des Schneidkopfes stark herab, wogegen bei einer Deformation des Meißelhalters der Meißel festsitzt und in kürzester Zeit verschleißt.

Der durch Festsetzen eines Meißels verursachte hohe Verschleiß kann auch dadurch auftreten, daß feines Gesteinsmehl in den Ringspalt zwischen Meißelschaft und Meißel eindringt, dort brikettiert und schließlich die Reibung so weit vergrößert, daß eine Drehung des Meißels ausgeschlossen wird.

Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Schneidmeißeln ergibt sich durch die mit Wasser zu erzielende Kühlung. Um das Wasser auf die heißen Flächen aufspritzen zu können muß es unter hohem Druck bis dicht an die zu kühlenden Flächen gedrückt und von dort durch Düsen auf das Gestein bzw. den Meißel gespritzt werden.
Üblicherweise wird der erforderliche Druck durch

so Hochdruckpumpen erzeugt. Neben Hochdruckpumpen sind entsprechende Hochdruckschläuche oder -leitungen sowie aufwendige Dichtungen erforderlich um das hochgespannte Wasser durch entsprechende Düsen zu verspritzen.

Nach der europäischen Patentanmeldung 00 60 827 ist eine Einrichtung zum Kühlen der Meißel einer Schrämmaschine mit einer im Bereich des Meißels angeordneten Düse für das unter Druck auszuspritzende Kühlwasser bekannt, zu welcher die Wasserzufuhr durch ein Absperrventil absperrbar ist, wobei der Meißel am Meißelhalter entgegen der Kraft einer Feder und des hydraulischen Druckes des Kühlwassers durch den Schnittdruck begrenzt axial verschiebbar gelagert ist, und das Absperrventil mit dem Meißel durch ein Kuppelglied derartig gekuppelt ist, daß es bei einer Verschiebebewegung des Meißels in Richtung des Schnittdruckes öffnet. Hierbei ist der Meißel kappenförmig ausgebildet umschließt einen in den Meißelhalter ein-

setzbaren Meißelschaft und ist am Meißelschaft verschiebbar gelagert, wGbei das Absperrventil und das Kuppelglied im Meißelschaft angeordnet ist Das Kuppelglied ist hierbei von einem auf den Ventilkörper wirkenden Stößel gebildet, der in einer zentralen Bohrung des Meißelschaftes geführt ist, wobei das Absperrventil entgegen der Wirkung des Schnittdruckes schließt und durch den Stößel in Richtung des Schnittdruckes geöffnet wird

Es handelt sich um eine aufwendige und hinsichtlich des Verschleißes anfällige Meißelausführung, da der Meißel aus einer auf den Schaft aufsetzbaren axial beweglichen Kappe besteht, wobei der Schaft im Meißelhalter unbeweglich festsitzt und einer besonderen Abdichtung bedarf. Die axiale Bewegung des Meißels wird nicht gedämpft und das Verdüsen des Wassers ist kaum steuerbar. Die Fläche des Stößels ist sehr klein, so daß bei geringen Schlageinwirkungen auf den Meißel der Web zum Verdüsen des Wassers freigegeben wird, d. h. es fehlt die Möglichkeit die Wassermenge über den Andruck zu steuern.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Rundschaftmeißel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei welchem der insbesondere durch die Schlageinwirkung zwischen Meißel und Meißelhalter auftretende hohe Verschleiß ebenso vermieden wird wie das Eindringen von feinem Gesteinsmehl in den Ringspalt zwischen Meißelschaft und Meißel, und der desweiteren in Abhängigkeit des Eingriffs in das Gestein und der Höhe des Andrucks mit einer automatischen Verdüsung von Wasser zur Kühlung der Schneidflächen versorgt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Meißelhalter in Richtung der Schnittkraft hinter dem Meißel ein Hohlraum vorgesehen ist, der einerseits über ein Rückschlagventil mit einem Sprühwasserkanal in Verbindung steht und andererseits eine etwa in Richtung auf die Hcrtmetallschneide gerichtete Sprühwasserleitung aufweist.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß mit der verschleißmindernden Dämpfung des Meißels die Möglichkeit geschaffen ist. daß dem Hohlraum in einem Niederdruckbereich, beispielsweise von 10 bar, zugeführte Wasser zu verspannen und zur Kühlung zu verwenden. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, das Wasser über ein Druckbegrenzungsventil zu versprühen, um zu vermeiden, daß bei geringstem Andruck des Meißels, beispielsweise in besonders weichem Gestein, eine jeweils zu große Wassermenge verdüst wird. Gleichzeitig ist es als besonderer Vorteil zu werten, daß der Meißelschaft in herkömmlicher Weise im Meißelhalter geführt ist und daß das verspanne Wasser dazu verwendet wird, den Ringspalt zwischen Meißelschaft und Meißelhalter, der durch Eindringen von Gesteinsmehl besonders gefährdet ist, zu reinigen.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der Hohlraum am unteren Ende mittels eines Stopfens im Meißelhalter verschließbar und der Meißelschaft im Meißelhalter mittels eines Klemmelementes und einer Führung verschiebbar ausgebildet sind.

Ebenso erweist es sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft, daß der Meißel in einer den Schaft außerhalb des Meißelhalters mindestens teilweise umgebenden, als Hülse ausgebildeten, Hartmetallschneide versehen ist, wobei ein Druckbegrenzungsventil zentral in dem Schaft angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.

Die Verformung und das Brechen von MeiSelhaltern hat man bisher dadurch versucht zu verhindern, in dem in die Meißelhalter Hülsen aus hochfestem Stahl eingeschrumpft worden sind. Darüber hinaus werden hochfeste Stahlhülsen mit dem über den Meißelhalter hinausgreifenden Kragen verwendet, die sich in den Meißelhaltern drehen können, während sich der Meißel wiederum in der Hülse dreht Mit dieser Konstruktion wird ίο gleichzeitig versucht, das Festsetzen der Meißel durch eindringenden Gesteinsstaub zu verhindern.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet daß die Dämpfung eine Anpassung an den Eingriff in das Mineral erlaubt und somit die bisherigen Schlagwirkungen in großem Umfang mindert Gleichzeitig wird jedoch die dem Meißel durch Dämpfung entzogene Energie dazu benutzt, das mit niedrigem Druck zugeführte Wasser auf Hochdruck zu verspannen. In Abhängigkeit von den Ausführungen der verwendeten Rundschafimeißel spült das Hochdruckwasser auch den zwischen Meißelschaft und Meißelhalterung befindlichen Ringspalt von Gesteinsmehl frei bzw. wird über zusätzliche Düsen zur Kühlung verdüst. Durch die Verbindung der Dämpfung des Rundschaftmeißeis und die damit verbundene Schaffung von Hochdruckwasse.- wird eine gezieltere Kühlung und die Einsparung von unnötig viel verdüstern Wasser geschaffen. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise und schematisiert wiedergegebene Ansicht eines Meißelhalters mit einem hülsenartig ausgebildeten Rundschaftmeißel,

F i g. 2 eine teilweise und schematisierte Ansicht eines Meißelhalters und der Verwendung eines herkömmlichen Rundschaftmeißels, und

Fig. 3 eine teilweise perspektivische und geschnittene Ansicht eines Meißelhalters unter Verwendung eines röhrenartig geformten Rundschaftmeißels mit hülsenartig ausgebildeter Schneide.

Das in Fig. 1 schematisiert angedeutete Ausführungsbeispiel zeigt einen in einem Meißelhalter 4 gelagerten Meißel 1, der mit seinem gegenüber der Schneide einen geringeren Durchmesser aufweisenden Schaft 3 in axialer Richtung in dem Meißelhalter 4 verschiebbar gelagert ist. Der Meißel 1 ist als Rundschaftmeißel ausgebildet, wobei die Schneide 2 als Hülse 20 geformt ist.

Der Schaft 3 des Meißels 1 ist mit einem Klemmelement 6 versehen, in den Meißelhalter 4 einsetzbar und aufgrund der ringartigen Führung 7 über die Länge der Führung 7 verschiebbar.

Das untere Ende des Meißelhalters 4 ist mit Hilfe

eines Stopfens 5 verschlossen ausgebildet. Der in einem Schraubenkopf 14 endende Stopfen 5 wird mit Hilfe eines Gewindes 15 in das untere Ende des Meißelhalters 4 eingeschraubt.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird das zur Kühlung erforderliche Wasser unter Leitungsdruck beispielsweise 10 bar über den im Meißelhalter 4 vorgesehenen Kanal 10 sowie einen Ringkanal 11 und einen Zuführungskanal 12 dem Hohlraum 9 zugeführt, der zwischen dem Stopfen 5 und dem unteren Ende 8 des Meißelschaftes 3 vorgesehen ist. In dem Zuführungskanal 12 ist ein Rückschlagventil 13 vorgesehen. In dem Meißel 1 insbesondere dem Schaft 3 ist zentral ein Wasserkanal 16 vorgesehen der innerhalb der hülsenartig ausgebildeten Schneide 2 mit einer Düse 17 endet. Am Schaftende 8 ist dem Wasserkanal 16 ein Überdruck-

ventil 18 vorgeschaltet.

Die Arbeitsweise des in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellten Meißels 1 ist wie folgt: Durch den Kanal 10 im Meißelhalter 4 sowie die Kanäle 11,12 innerhalb des Stopfens 5 wird Niederdruckwasser in den Hohlraum 9 gedrückt. Wenn der Meißel 1 nicht im Eingriff mit dem Mineral ist, wirkt der Wasserdruck auf das Schaftende 8 und verschiebt den Meißel 1 in axialer Richtung bis das Klemmelement 6 am oberen Ende der Führung 7 anschlägt. Während dieser Zeit bleibt das Überdruckventil 18 geschlossen. Wenn der Meißel 1 bzw. die Schneide 2 in Eingriff mit einem Mineral steht, wird der Meißel 1 gegen das im Hohlraum 8 befindliche Wasser gedruckt. Das Wasser wird in dem Raum 9 unter Druck gesetzt und strömt über das Überdruckventil 18 in den Kanal 16 und die Düse 17 mit hoher Geschwindigkeit auf die zu kühlenden Flächen. Ein geringer Teil des auf diese Weise vorgespannten Wassers wird über den zwischen Meißelschaft 3 und Meißelhalterung 4 gebildeten Ringspalt nach außen gedrückt, so daß durch das Hochdruckwasser eine freispülende, schmierende und zusätzlich dämpfende Wirkung ausgeübt wird.

Das in Fig.2 gezeigte Ausführungsbeispiel berücksichtigt die Form eines anderen Meißels 1, der mit einer herkömmlichen Schneide 2 ausgerüstet ist. Da kein zentraler Wasserkanal 16 vorgesehen ist, wird das für die Kühlung benötigte Wasser über mindestens einen im Meißelhalter 4 vorgesehenen Wasserkanal 16 zur Düse 17 geführt. Auch hier wird um eine Wasserverdüsung nur im Falle des Eingriffs des Meißels 1 mit einem Mineral zu gewährleisten und um gleichzeitig eine dämpfende Wirkung für den Meißel 1 zu erzielen, das Wasser über ein Überdruckventil 18 abgespritzt.

In dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine weitere Variante eines in einem Meißelhalter 4 gelagerten Meißels 1 gezeigt, dessen Schneide 2 in Verbindung mit dem Schaft 3 röhrenartig ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung eines verschiebbar ausgebildeten Meißels 1 der zwischen Meißelhalterung 4 und Schaft 3 vorgesehene Ringkanal 19 zur Verdüsung des vorgespannten Wassers verwendet, wobei die Öffnung am Ende des Meißelhalters 4 als natürliche Düse 17 geformt ist, die rund um den Meißel 1 das Hochdruckwasser verspritzt.

Nach weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen ist es im Rahmen der Erfindung vorstellbar, daß beliebige Meißelformen verwendet werden können, wobei es als Voraussetzung für eine Dämpfung anzusehen ist, daß unterhalb des Schaftendes ein die Dämpfung gewährleistender Raum mit entsprechender Wasserzuführung vorhanden ist, und daß eine Möglichkeit geschaffen wird, bei Eingriff des Meißels in das Mineral das auf diese Weise vorgespannte Wasser über entsprechende, innerhalb oder außerhalb des Meißels im Bereich des Meißelhalters anzubringende Kanä-Ie und Düsen zu verspritzen.

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Bezugszeichenliste	Meißel
	Schneide
2	Schaft
3	Meißelhalter
4	Stopfen
5	Klemmelement
6	Führung
7	Schaftende
8	Hohlraum
9

10 Kanal

11 Ringkanal

12 Zuführungskanal

13 Schraubenkopf

15 Gewinde

16 Wasserkanal

17 Düse

18 Überdruckventil

19 Ringkanal

20 Hülse

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rundschaftmeißel, insbesondere für Teilschnittmaschinen des Berg- und Tunnelbaus, der während des Schneidvorgangs nur zeitweise mit dem zu schneidenden Material in Eingriff steht, und aus einem drehbar und durch die Schnittkraft axial gegen den Druck des Sprühwassers begrenzt verschiebbar, auswechselbar in einem Meißelhalter gehaltenen Schaft und einer an der Spitze des Schaftes außerhalb des Meißelhalters angeordneten Hartmetallschneide besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Meißelhalter (4) in Richtung der Schnittkraft hinter dem Meißel (1) ein Hohlraum (9) vorgesehen ist, der einerseits über ein Rückschlagventil (13) mit einem Sprühwasserkanal (10) in Verbindung steht und andererseits eine etwa in Richtung auf die Hartmetallschneide gerichtete Sprühwasserleitung (16,19) aufweist.

2. Rundschaftmeißel nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hohlraum (9) am unteren Ende mittels eines Stopfens (5) im Meißelhalter (4) verschließbar und der Meißelschaft (3) im Meißelhalter (4) mittels eines Klemmelementes (6) und einer Führung (7) verschiebbar ausgebildet sind.

3. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stopfen (5) ein mit dem Sprühwasserkanal (10) korrespondierender Ringkanal (11) sowie ein ein Rückschlagventil (13) aufweisender Zuführungskanal (12) vorgesehen sind.

4. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (5) mit einem Gewinde (15) versehen in das untere Ende des Meißelhalters (4) ein- und ausschraubbar ausgebildet ist.

5. Rundschaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißel (1) mit einer den Schaft (3) außerhalb des Meißelhalters (4) mindestens teilweise umgebenden, als Hülse (20) ausgebildeten, Hartmetallschneide (2) versehen ist, wobei ein Druckbegrenzungsventil (18) zentral in dem Schaft (3) angeordnet ist.

6. Rundschaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Meißel halter (4) mindestens ein mit dem Hohlraum (9) in Verbindung stehender Wasserkanal (16) vorgesehen ist, der eine Düse (17) und ein Druckbegrenzungsventil (18) aufweist (F i g. 2).

7. Rundschaftmeißel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Meißelschaft (3) und Meißelhalter (4) ein Ringkanal (19) vorgesehen ist, dessen öffnung als Düse (17) ausgebildet ist.