DE3519533C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gesteuerten Zufuhr einer Flüssig­ keit zum Schneidkörper einer Schrämmaschine, beispielsweise einer Teilschnitt­ schrämmaschine für den Streckenvortrieb.

Beim Einsatz einer Schrämmaschine werden zur Erhöhung der Schneidleistung, zur Verminderung des Schneidmeißelverschleißes, zur Reduzierung des Staubanfalls und zum Kühlen der Schneidspur unterschiedliche Methoden der Flüssigkeits­ zufuhr angewandt.

Als älteste bekannte Methode ist die manuelle Bedüsung bekannt. Der Strahl der Flüssigkeit wird von einer Arbeitskraft mittels eines Schlauches auf den Schneid­ körper gerichtet. Nachteilig bei dieser Bedüsung ist, daß keine gezielte Schneid­ spurbedüsung erfolgt. Es ist keine genaue Steuerung der Zufuhr in Abhängigkeit von der Schneidarbeit möglich. Der zusätzliche Personalaufwand verursacht Kosten. Die Arbeitskraft ist durch die Lage des Arbeitsplatzes nahe am Schneidkörper stark unfallgefährdet.

Bei der Vollbedüsung, alle Düsen am Schneidkörper werden gleichzeitig mit der Flüssigkeit beaufschlagt, besteht der Nachteil, daß unabhängig vom Schneidvor­ gang eine konstante Menge an Flüssigkeit am Schneidkörper zugeleitet wird. Deshalb wird oft die maximal zugelassene Flüssigkeitsmenge überschritten, wes­ halb sich aus der Überschußflüssigkeit und dem Feinkornanteil des hereinge­ wonnenen Materials ein Schlamm bildet, der nicht abpumpbar ist und der die Funktion des Maschinenfahrwerks beeinträchtigt.

Bei der Meißeleinzelbedüsung, vergleiche DE 32 34 993 A1, wird die Zufuhr an Flüssigkeit zur einzelnen Düse am Meißel erst freigegeben, wenn sich der Meißel im Eingriff befindet. In der Praxis hat sich ergeben, daß diese Art der Bedüsung meist nur zu einer Kühlung des Meißels führt aber kaum eine wirksame Schneidspurbedüsung erzielt werden kann. Überdies ist hier ein sehr hoher Wartungsaufwand an der Steuervorrichtung erforderlich.

Um die Zufuhr einer Flüssigkeit zum Schneidkörper einer Schrämmaschine zu steuern, sind noch folgende Maßnahmen bekannt: Mit Hilfe einer sektoriell verteilenden Drehdurchführung für die Flüssigkeit wird die Vollbedüsung auf einen Sektor des Schneidkörpers beschränkt, vergleiche DE 34 36 296 A1. In der Patentschrift AT 3 66 774 wird eine Regelung der Zufuhr der Flüssigkeit zum Schneidkörper vorgeschlagen, bei der die Zufuhr nur erfolgen kann, wenn mehr als ein Betriebszustand am Schneidkörper vorliegen. Als Betriebszustand werden hier "Drehen, Schwenken des Schrämarmes, Vorwärtsfahrt der Maschine" verstanden.

Aufgabe des Gegenstands nach diesem Patent ist es, die Zufuhr der Flüssigkeit zum Schneidkörper einer Schrämmaschine so zu steuern, daß immer eine optimale gewünschte Flüssigkeitsmenge an der einzelnen Schneidspurbedüsung zugeführt ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch.

Verglichen mit der Vollbedüsung ist eine wirksame Schneidspurbedüsung bei wesent­ lich geringerem Flüssigkeitsverbrauch erzielbar. Im Gegensatz zur Meißeleinzel­ bedüsung ist der Flüssigkeitsverbrauch an der Schneidstelle unabhängig vom Druck der Flüssigkeit und von der Schneidkraftwirkung. Gegenüber der manuellen Bedüsung findet eine wirksame gezielte Schneidspurbedüsung ohne Personalaufwand statt.

Der Schneidkörper wird in Sektoren gleichmäßig aufgeteilt. Düsen für die Meißel und deren Schneidspur innerhalb eines Sektors werden durch eine Versorgungs­ leitung so miteinander verbunden, daß es für den Sektor jeweils nur einen ge­ meinsamen Flüssigkeitsanschluß gibt.

Die Antriebswelle des Schneidkopfes wird stirnseitig mit axialen Sacklochbohrungen in der Anzahl der Sektoren bis in den Bereich einer Drehdurchführung und dort mit radialen Bohrungen nach außen in der Anzahl der Sektoren versehen.

Die Drehdurchführung besteht aus einem rohrförmigen Rotor, welcher mit Durch­ trittsbohrungen, welche im Bereich der radialen Bohrungen in der Antriebswelle angeordnet sind, versehen ist. Der Rotor ist auf der Antriebswelle mittels einer Fixierung befestigt. Die Fluiddurchtritte sind gegeneinander und nach außen mittels Dichtungen abgedichtet. Der Stator ist im Bereich der Durchtrittsbohrungen des Rotors mit innenliegenden umlaufenden Nuten versehen. Die Nuten sind gegen­ einander und nach außen mittels sich druckproportional selbstverstärkenden Dichtungen abgedichtet. Der Stator ist außen im Bereich der innenliegenden Nuten mit Anschlüssen für die Zuführung versehen. Der Stator ist "schwimmend" angeordnet; d. h.: Er kann sich sowohl axial als auch radial auf dem Rotor inner­ halb festgelegter Maße frei bewegen. Der Stator ist mittels einer entsprechenden Halterung mit der Schneidkopfvorrichtung verbunden.

Die Antriebswelle wird mit einem kombinierten oder einzelnen Drehrichtungs-Dreh­ zahlgeber bestückt. Die sich ergebenden Meßwerte werden als Eingangsparameter zur Ventilsteuerung weitergeleitet.

Der Auslegearm der Maschine, welcher den Schneidkörper trägt, wird mit Wegauf­ nehmern für die vertikale Auslenkung und die horizontale Auslenkung bestückt. Die sich ergebenden Meßwerte werden als Eingangsparameter zur Ventilsteuerung weitergeleitet.

Die Ventilsteuerung ermittelt aufgrund der Eingangsparameter welcher Sektor (A, B, C, D) des Schneidkopfes sich jeweils im Eingriff befindet und steuert das diesem Sektor zugeordnete Ventil. Beim Eindrehen des Sektors des Schneidkopfes in den entsprechenden Sektor des Schneidquerschnittes wird das diesem Schneid­ kopfsektor zugeordnete Ventil geöffnet; beim Ausdrehen des Sektors aus dem entsprechenden Sektor des Schneidquerschnittes wird das diesem Schneidkopf­ sektor zugeordnete Ventil geschlossen. Je nach Drehrichtung wiederholt sich dieser Vorgang im Uhrzeigersinn oder gegensinnig und gleichzeitig in den Sektoren des Schneidquerschnittes.

Durch Wahlschalter in der Ventilsteuerung für die maximal mögliche vertikale Auslenkung des Auslegearmes abweichend von der horizontalen Mittellinie und der maximal möglichen Auslenkung des Auslegearmes abweichend von der axialen Mittel­ linie des Auslegearmes der Maschine wird die Sektorlage und -abmessung des Schneidquerschnittes eingestellt. Zur Verbesserung der Schneidleistung kann über einen Wahlschalter in der Ventilsteuerung der Anstellwinkel der Schneidkopf­ sektoren verändert werden.

Ferner kann über einen Wahlschalter in der Ventilsteuerung die Betätigung der Ventile ausgeschaltet oder aber auf Vollbedüsung geschaltet werden.

Bei Stillstand der Antriebswelle wird die Zufuhr automatisch dadurch unterbrochen, daß entweder die Druckerzeugung ausgeschaltet oder ein By-Pass-Ventil geöffnet wird.

Die Ventile sind über Verbindungsleitungen mit dem Stator der Drehdurchführung und der Druckerzeugung verbunden.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Schneidspurbedüsung,

Fig. 2 eine Drehdurchführung,

Fig. 3a und 3b eine Dichtung der Drehdurchführung nach Fig. 2 in nicht eingebautem und eingebautem Zustand,

Fig. 4 die Zuordnung der Schneidkopfsektoren zu den Schneidquerschnittssektoren.

In Fig. 1 kann anstelle des Drehrichtungs-/Drehzahlgebers (500) eine Nockenan­ steuerung für die Betätigung der Ventile (209-212) vorgesehen werden; ebenfalls kann anstatt durch Wegaufnehmer (520 + 530) die Stellung des Auslegearmes an den entsprechenden Stellzylindern erfaßt und verwertet werden.

In Fig. 2 ist die Drehdurchführung, bestehend aus Rotor (1) und Stator (20) ein­ schließlich der Halterung ( 22-24) und der sonstigen Einzelheiten dargestellt. Damit bei Einsatz der Drehdurchführung von außen eindringender Staub oder sonstige Verunreinigungen die Funktion der Drehdurchführung nicht beeinträchtigen können, sind Staubabweiser (25 + 29) vorgesehen. In axialer Richtung sind am Rotor Befe­ stigungsbohrungen vorgesehen, die zur Aufnahme der Nockenansteuerung und/oder zum Anschluß des Drehrichtungs-/Drehzahlgebers (500 ) dienen.

In Fig. 3 sind Einzelteile der Dichtungen (40 + 41) dargestellt. Die Dichtungen (40 + 41) dienen nicht nur der Abdichtung sondern haben darüber hinaus die Funktion, den Stator (20) am Innendurchmesser vom Außendurchmesser des Rotors (1) in einem definierten Abstand zu halten und dadurch eine direkte Berührung dieser beiden Teile zu verhindern, wenn zwischen den Dichtungen (d. h.: in den Sektoren A-D) kein Druck aufgebaut wird; dies ist bei Stillstand in drucklosem Zustand der Fall. Dieser Abstand wird dadurch erzielt, daß der außenliegende Elastomer­ mantel (A) durch die innenliegende spiral- und u-förmige endlose Expanderfeder (B) nach innen und außen (bezogen auf die hier dargestellte Dichtung) gedrückt wird. Im nicht eingebauten Zustand hat die Expanderfeder (B) in diesem Fall einen kreisförmigen Querschnitt. Im eingebauten Zustand wird die Expanderfeder (B) durch Dimensionierung der Durchmesser (Innendurchmesser des Stators (20) und Außendurchmesser des Rotors (1)) in diesem Fall in einen ellyptischen Querschnitt verändert. Da der ellyptische Querschnitt aufgrund der Federeigenschaften der Expanderfeder (B) das Bestreben hat, wieder einen kreisförmigen Querschnitt ein­ zunehmen, werden in diesem Fall radiale Kräfte frei, die letztlich den Stator (20) vom Rotor (1) abheben. Die Dichtwirkung wird überdies dadurch verstärkt, daß im Innenraum der Expanderfeder (B) zusätzlich der Druck des Systems tätig wird; dies führt zu einer weiteren Aufspreizung der Dichtung und hat zur Folge, daß in diesem Fall druckproportionale Radialkräfte wirksam werden und dadurch eine zusätzlich verbesserte Dichtwirkung entsteht. Die in diesem Fall entstehenden axialen Wirkdruckkräfte aufgrund des im Innenraum der Expanderfeder (B) wirksam werdenden Systemdruckes werden durch die in diesem Fall hierzu rechtwinklig an­ geordneten Stützflächen übertragen (hier in den Stator 20). Derartige Dichtungen sind auch für andere Dichtungsrichtungen und andere Anwendungen geeignet.

In Fig. 4 ist die Stellung des Schneidkopfsektors in Relation zum Sektor des Schneidquerschnittes dargestellt und zwar für die Drehrichtung im Uhrzeigersinn. Bei gegenläufiger Drehrichtung sind die Schneidrichtung und damit die Schneid­ kopfsektoreinstellung ebenfalls gegensinnig.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur gesteuerten Zufuhr einer Flüssigkeit zum Schneidkörper einer Schrämmaschine, bestehend aus einer Flüssigkeitsversorgung, aus einer auf der mit dem Schneidkörper starr verbundenen Schneidkörperantriebs­ welle angeordneten Flüssigkeitsdrehdurchführung und aus einer sektoralen Flüssigkeitsverteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Sektoren (A, B, C, D) unter Zuhilfenahme von Ventilen (209-212) in Abhängig­ keit von der Antriebswellenposition, der Drehzahl, der Drehrichtung des Schneidkörpers steuerbar ist.