DE3341322A1

DE3341322A1 - Streckenvortriebsmaschine mit zwangsgedrehten meisseln

Info

Publication number: DE3341322A1
Application number: DE19833341322
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4150 Krefeld Ketterer
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-05-30
Also published as: EP0142124A3; EP0142124A2; DE3341322C2

Description

Ruhrkohle AG, ReTl inghauser Straße I₅ 43oo Essen 1 3341322

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lösen von im Verband anstehendem Mineral, insbesondere Streckenvortriebsmaschine mit einem drehbaren Schneidkopf, der mit Meißeln bestückt ist, die mit ihrem Schaft über ein Klemmelement im Meißelhalter drehbar und zwischen Gebirge und Widerlager gefedert axial verschieblich gehalten sind.

Die Schräm- und Schneidköpfe an Streckenvortriebsmaschinen und Strebgewinnungsmaschinen bestehen im wesentlichen aus dem Grundkörper sowie den auf den Grundkörper aufgeschweißten Meißelhai tern , den darin drehbar angeordneten Meißeln und ggf. auch Ventilen, Düsen und ähnlichen Einrichtungen zur Steuerung der Hochdruckwasserzuführung. Die Meißel sind beweglich in den Meißel hai tern, d.h. drehbar und in axialer Richtung geringfügig 1ängsverschieblich angeordnet. Die Drehbarkeit der Meißel soll eine gleichmäßige Abnutzung der Schneide.und gleichzeitig eine Seibstschärfung bewirken. Nach der DE-OS 32 43 137.0 ist ein Rundschaftmeißel, insbesondere für Tei1schnittmaschinen bekannt, der aus einem auswechselbar in einem Meißelhalter drehbar befestigten Schaft mit einer an der Spitze des Schaftes außerhalb des Meißel haiters angeordneten Hartmetal1 schneide besteht, wobei der Meißel im Meißel halter hydraul isch gedämpft und daß durch die Dämpfung hochgespannte Wasser als Kühlmittel verwendet wird. Bei einer derartigen Anordnung des Meißels in Verbindung mit einer als Dämpfungselement wirkenden Kolbenpumpe wird die Verschiebbarkeit des Meißels zur Steuerung des Hochdruckbedüsungswassers und zur Abfederung der Meißel bewegung bzw. der Reaktionskräfte verwendet. Die Drehbewegung des Meißels wird durch die auf den Meißel durch das Gestein einwirkenden Reaktionskräfte erzeugt. Hierzu muß der Meißelhalter so auf dem Schneidkopf aufgeschweißt sein, daß sich zwischen der Arbeitsrichtung des Meißels und seiner Längsachse der sogenannte Drehwinkel ergibt, der bei

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den derzeitigen Schneidköpfen etwa 8° beträgt. Der Drehwinkel hat den Nachteil, daß dieser nicht für den gesamten Arbeitsbereich und nicht für alle Bewegungsabläufe des Schneidkopfes und in gleicher Größer zum Tragen kommen. Wenn jedoch der Drehwinkel in der vorgegebenen Größe nicht eingehalten werden kann, so verursachen davon abhängig die Reaktionskräfte, die auf den Meißel wirken, keine zuverlässige Drehbewegung, wodurch wiederum ein einseitiger und schneller Verschleiß der Meißel schneide eintritt. Andererseits verringert der Drehwinkel die effektive Schneidleistung der Meißel, da diese nicht in axialer Richtung arbeiten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streckenvor-" triebsmaschine mit Meißeln zu schaffen, die bei optimalem Eingriff taktweise sicher zwangsgedreht werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meißel und/oder die Meißelhalter mit den Meißeln mit ihrer Längsachse in Arbeitsrichtung angeordnet sind und daß den Meißeln bzw. dem Meißelschaft ein freilaufartig ausgebildetes Drehteil zugeordnet ist.

Ein derart ausgerüsteter Schneidkopf hat eine erhöhte Schneidleistung und verbesserte Standzeiten, weil die in den Meißel hai tern angeordneten Meißel gleichmäßig und unabhängig vom Drehwinkel bei jedem Eingriff bzw. nach jedem Eingriff in das Gestein um einen bestimmten Betrag gedreht werden. Dadurch kommt es zu einer gleichmäßigen Auslastung der Meißel schneide und zu einer Art Seibstschärfung, was zusätzliche Vorteile mit sich bringt. Das Drehteil, das die gleichmäßige Drehung des Meißels bewirkt, ist dabei so angeordnet, daß es vor Beschädigungen geschützt ist, so daß seine Wirksamkeit über lange Zeit gewährleistet ist.

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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Drehteil über den axial beweglich gelagerten Meißel beaufschlagbar ist. Auf diese Weise wird vorteilhaft die Bewegung des Meißels im Meißelhalter ausgenutzt und eine aufwendige Ausbildung des Drehteils entfällt. Das Drehteil muß lediglich dafür Sorgen, daß bei einer Bewegung des Meißels der Meißelschaft zwangsgeführt ist, während er beim anderen Takt sich frei in der Bohrung im Meißelhalter bewegen kann.

Eine andere Möglichkeit, das Drehteil wirksam werden zu lassen, ist die, bei der der Meißelhalter beweglich mit dem Schneidkopf verbunden und das Drehteil dem Schneidkopf auf den Meißel einwirkend zugeordnet ist. Hierbei werden in ähnl icher 'Weise die bei jedem Eingreifen der Meißel in das Gebirge auftretenden Reaktionskräfte dazu ausgenutzt, den Meißelhalter zu verschwenken, wobei diese Bewegung u.a. wiederum dafür ausgenutzt wird, den Meißel taktweise zu verdrehen.

Eine einfache und wirksame Ausbildung der Drehvorrichtung ist die, bei der das auf der Schaftnut in axialer Richtung verschiebliche Klemmelement am unteren Rand eine Verzahnung aufweist, die mit einer am Schaftende vorgesehenen Verzahnung korrespondierend ausgebildet ist und daß das Nocken aufweisende Klemmelement in Führungsnuten geführt ist, die spiralförmig in die Innenwand des Meißel haiters eingearbeitet sind. Ähnliche Klemmelemente werden auch bei bekannten Streckenvortriebsmaschinen schon dazu eingesetzt, die axiale Bewegung des Meißels im Meißelhalter zu erreichen und zu sichern. Dazu ist das Klemmelement mit Nocken ausgerüstet, die in die Innenwand des Meißel haiters eingreifen. Dieses Klemmelement wird nunmehr zu dem erwähnten Drehteil umfunktioniert, indem ihm am unteren Rand eine Verzahnung zugeordnet wird, die mit der Verzahnung auf dem Schaftende

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korrespondiert. Außerdem greifen die Nocken des Klemmelementes in spiralförmig in die Innenwand eingearbeitete Führungsnuten ein. Dadurch wird erreicht, daß beim Abwärtsbewegen des Meißels in Form eines Eingriffes der Meißel ohne gedreht zu werden, in den Meißelhalter hineingedrückt wird. Bei dieser Bewegung betätigt er die beispielsweise vorgesehene Kolbenpumpe und erzeugt so hochgespanntes Wasser. Bei Beendigung des Eingriffs ins Gebirge wird Wasser mit Normaldruck in die Kolbenpumpe hineingedrückt, so daß der Meißel aus seiner unteren Stellung wieder herausbefördert wird. Dabei greifen nun die Verzahnungen ineinander und der Meißel wird zwangsgedreht.

Um beim Abwärtsbewegen des Meißels im Meißelhalter ein Drehen zu vermeiden, ist die Schaftnut erfindungsgemäß um 5 bis 2o mm, vorzugsweise Io mm breiter als das Klemmelement. Dadurch ist sichergestellt, daß sich bei diesem Abwärtshub die Verzahnung löst und dadurch ein Zurückdrehen des Meißels verhindert ist.

Je nach Größe der Meißel werden diese beispielsweise mit sechs Takten einmal um sich selbst gedreht. Um dabei zu verhindern, daß dann immer wieder die gleichen Stellen zum Eingriff kommen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Winkelmaß der einzelnen Drehtakte des Drehtefls eine von 36o° abweichende Summe ergebend eingestellt ist.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß der axiale Bewegungsablauf der bisher in der Abwärtsbewegung des Meißels neben der Dämpfung auch zur Druckerzeugung des Bedüsungswassers verwendet wurde, die durch die Kolbenpumpe erzeugte Aufwärtsbewegung auf anfache Weise zur Gewährleistung einer taktweisen Drehbewegung und somit zur Verminderung des einseitigen Verschleisses

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sowie zur gleichmäßigen Seibstschärfung der Schneide und somit zu längeren Standzeiten des Meißels beiträgt, ohne daß hierfür der Meißel mit einem Drehwinkel zum Gestein stehen muß. Der Meißel steht mit seiner Längsachse in Arbeitsrichtung, so daß ein wirkungsvoller und optimaler Eingriff vorgegeben ist, was zur verbesserten Leistung derartiger Schneidköpfe führt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in schematisierter Form und teilweise geschnitten in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen nur angedeuteten Schneidkopf 1, mit dem der mit einem Meißel 2 bestückte Meißelhalter 3 verbunden, vorzugsweise verschweißt ist. Der Meißel 2 ragt mit seinem Meißelschaft 4 in den Meißelhalter 3 hinein, der hierzu eine Bohrung aufweist. Diese Bohrung ist unten über einen Stopfen 5 verschlossen, so daß zwischen den Meißelschaft und den Stopfen ein Dämpf- oder Federelement eingebaut werden kann, das eine sichere Rückbewegung des Meißels 2 bei Nichteingriff in das Gebirge sicherstellt.

Der in der Bohrung im Meißelhalter 3 in axialer Richtung verschiebbare Meißel 2 ist innerhalb einer Schaftnut 7 mit einem Klemmelement 6 versehen, welches in axialer Richtung eine geringere Höhe aufweist, als die Schaftnut 7. Die Schaftnut 7 ist am unteren Ende, d.h. am Schaftende 26 mit einer umlaufenden Verzahnung Io versehen. Das Klemmelement 6 ist ebenfalls am unteren Ende mit einer mit der Verzahnung Io korrespondierenden Verzahnung 11 versehen. Die Nocken 8 des Klemmelementes 6 sind in spiralförmig verlaufenden Führungsnuten 9 gelagert.

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Bei dem in der Figur gezeigten AusfUhrungsbeispiel ist als Druck- und Federelement eine Pumpe 12 vorgesehen. Die Pumpe 12 besteht im wesentlichen aus einem Kolben 15, der bei der Abwärtsbewegung des Meißels 2 über den Kontakt der Noppen 13, 14 in einen Zylinder 16 gedrückt wird. Der Pumpenraum 17 wird über Wasserzuführungskanäle 19 und den Ringkanal 2o mit Wasser normalen Drucks beaufschlagt. Der Pumpenraum 17 ist über ein Rückschlagventil 18 abgeschirmt und mit der Leitung 21 verbunden, die zu der mit einem Rückschlagventil 23 versehenen Düse 22 führt.

Das Klemmelement 6 und das zugeordnete Schaftende 26 bilden gemeinsam ein freilaufartig wirkendes Drehteil 25. Stehen der Meißel 2 und die Schneide nicht im Eingriff mit dem Gestein bzw.Mineral, wird der Pumpenraum 17 mit Wasser gefüllt, wobei der Kolben 15 den Meißel 2 zu einer Aufwärtsbewegung zwingt. Dabei greift die Verzahnung Io in die Verzahnung 11 des Klemmelementes 6 ein. Da die Nocken 8 in spiralförmigen Führungsnuten 9 verlaufen, wird bei dieser Aufwärtsbewegung des Meißels 2 diese-um eine vorbestimmte Gradzahl gedreht. Greift nun der Meißel 2 in festes Gestein oder Gebirge ein, wird er durch die Reaktionskraft in den Meißelhalter 3 gedrückt. Bei der Abwärtsbewegung des Meißels 2 lösen sich die Verzahnungen lo, 11 voneinander und der Meißel 2 wird ohne Drehung in die Bohrung 4 zurückgeführt. Das Klemmelement 6 wird bei der Abwärtsbewegung des Meißels 2 durch die in den spiralförmigen Führungsnuten 9 geführten Nocken 8 zurückgedreht. Bei der Abwärtsbewegung des Meißels 2 wird wie bereits erwähnt, durch den Kolben 15 das Wasser im Pumpenraum 17 vorgespannt und über den Wasserkanal 21 und die Düse 22 auf die zu kühlenden Flächen verspritzt. Bei der nachfolgenden Füllung des Pumpenraums 17 beginnt das Arbeitsspiel von neuem , wobei der Meißel 2 bei jeder Aufwärtsbewegung um ein Winkelmaß gedreht wird, welches sich

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aus der Höhe des Hubes, der Steigerung der Führungsnuten 9 und der miteinander korrespondierenden Verzahnung lo, 11 . ergibt.

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Claims

Ruhrkohle AG, ReI 1 inghauser Straße 1, 43oo Essen 1 3341322 Patent- und HiIfsgebrauchsmusteranmeldung Streckenvortriebsmaschine mit zwangsgedrehten Meißel η Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Lösen von im Verband anstehendem Mineral, insbesondere Streckenvortriebsmaschine mit einem drehbaren Schneidkopf, der mit Meißeln bestückt ist, die mit ihrem Schaft über ein Klemmelement im Meißelhalter drehbar und zwischen Gebirge und Widerlager gefedert axial verschieblich gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meißel (2) und/oder die Meißelhalter (3) mit den Meißeln mit ihrer Längsachse in Arbeitsrichtung angeordnet sind und daß den Meißeln bzw. dem Meißelschaft (4) ein freilaufartig ausgebildetes Drehteil (25) zugeordnet ist.

2. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (25) über den axial beweglich gelagerten Meißel (2) beaufschlagbar ist.

3. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelhalter (3) beweglich mit dem

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Schneidkopf (1) verbunden und das Drehteil (25) dem Schneidkopf auf den Meißel einwirkend zugeordnet ist.

4. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Schaftnut (7) in axialer Richtung verschiebliche Klemmelement (6) am unteren Rand eine Verzahnung (11) aufweist, die mit einer am Schaftende (26) vorgesehenen Verzahnung (lo) korrespondierend ausgebildet ist, und daß das Nocken (8) aufweisende Klemmelement in Führungsnuten (9) geführt ist, die in die Innenwand des Meißel haiters (3) eingearbeitet sind.

5. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftnut (7) um 5 bis 2o mm, vorzugsweise Io mm breiter ist als das Klemmelement (6).

6. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftnut (7) bezüglich ihrer Breite veränderbar ausgebildet ist.

7. Streckenvortriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelmaß der einzelnen Drehtakte des Drehteils (25) eine von 36o° abweichende Summe ergebend eingestellt ist.