DE3544126C1 - Werkzeug zum Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen,insbesondere von Kohle oder Hartstein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Hereingewinnen von minerali­ schen Rohstoffen, insbesondere von Kohle oder Hartstein, bestehend aus einem Rundmeißel mit Meißelkopf und Meißelschaft und aus einem Meißel­ halter, wobei der Meißelhalter eine Aufnahmebohrung für den darin drehfest eingesetzten Meißelschaft aufweist und der Meißelkopf als Kappe für den Meißelschaft ausgebildet sowie mit vorgegebenem axialen und radialen Bewegungsspiel auf dem Meißelschaft drehbar gelagert ist, und in dem Meißelschaft eine Axialbohrung angeordnet ist.

Bei einigen bekannten Gewinnungswerkzeugen ist der Rundmeißel regel­ mäßig mit seinem Meißelschaft drehbar in der Aufnahmebohrung des Meißelhalters gelagert, um einen möglichst gleichmäßigen Verschleiß des Meißelkopfes zu erreichen. Denn anders entsteht eine stumpfe Meißel­ spitze, welche mit erheblich reduzierter Gewinnungsleistung arbeitet. Das ist häufig wegen Verschmutzung der Meißelschaftlagerung der Fall.

Ein anderes Problem beim Einsatz von Gewinnungswerkzeugen ist in der Staub- und Temperaturbekämpfung zu sehen, im letzteren Fall zur Ver­ meidung von Funkenbildung und daraus resultierender Explosionsgefahr. Dazu kennt man das Bedüsen der Werkzeuge mit regelmäßig Wasser. Folglich sind diese Werkzeuge mit entsprechenden Düsen ausgerüstet. Arbeitet man mit extrem hohen und höchsten Drücken von 1000 bar und mehr, kann darüber hinaus Schneidwirkung erzielt werden, wenn sich die Düsen im Meißelkopf befinden. Allerdings besteht wegen der zwangs­ läufig geringen Düsenquerschnitte häufig Verstopfungsgefahr. Im Falle der Verstopfung muß die betreffende Düse ausgetauscht werden. Das ist zeit- und kostenaufwendig.

Bei einem Werkzeug zum Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle, der eingangs beschriebenen Ausführungsform befindet sich die Düse nicht im Meißelkopf, sondern im Meißelhalter, und zwar neben der Lagerbohrung für den Meißelschaft. Diese Konstruk­ tion ist insofern problematisch, als eine gezielte Wasserzufuhr in den Bereich des arbeitenden Meißelkopfes nicht gewährleistet ist und folg­ lich in erheblichem Wasserüberschuß gearbeitet werden muß. Außerdem ist die Wasserzufuhr verhältnismäßig kompliziert. Denn dazu ist in dem Meißelschaft ein federbelastetes Ventil angeordnet, welches sich zwischen dem Wasseranschluß und der zu versorgenden Düse in dem Meißelhalter befindet. Die Betätigung dieses Ventils erfolgt mittels eines Stößels, welcher einerseits einen bundartigen Ventilschließkörper aufweist, an­ dererseits in der Axialbohrung des Meißelschaftes geführt ist und mittels einer gegen den Ventilschließkörper abgestützten Schließfeder gegen den kappenartigen Meißelkopf gedrückt ist. Bei nicht arbeitendem Werkzeug wird der Ventilschließkörper von der Schließfeder auf seinen Ventilsitz gedrückt, während der Stößel den kappenartigen Meißelkopf aufgrund seiner Axialbeweglichkeit geringfügig von dem Meißelschaft abhebt. Bei in Einsatz befindlichem Werkzeug drückt der kappenartige Meißelkopf den Stößel gegen die Wirkung der Schließfeder zurück, so daß der Ven­ tilschließkörper vom Ventilsitz abhebt und folglich das Ventil öffnet, so daß das anstehende Wasser durch das Ventil hindurch der Düse zu­ fließen kann. Außerdem tritt ein geringer Wasseranteil - aufgrund des Bewegungsspieles zwischen Axialbohrung und Stößel - am Ende der Axial­ bohrung zwischen Meißelschaft und Meißelkopf aus und wird auf der Außenseite des Meißelschaftes zurückgeführt, soweit der Meißelschaft von dem kappenartigen Meißelkopf umgeben ist. Dadurch soll eine Reini­ gungswirkung erreicht werden, welche die drehbare Lagerung des kap­ penartigen Meißelkopfes auf dem Meißelschaft erhält (vgl. US-PS 44 56 306).

Bei einem anderen, weniger komplizierten Werkzeug zum Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen und insbesondere Kohle ist es bekannt, die Axialbohrung in dem Meißelschaft bis in den Meißelkopf zu führen. In diesem Fall bilden jedoch Meißelschaft und Meißelkopf eine Bauein­ heit, wobei der Meißelkopf bzw. die Meißelspitze einen rotationssymme­ trischen Schneideinsatz aufweist, durch den die Axialbohrung hindurch­ geführt ist. In diesem Fall wird zwar eine gezielte Wasserzufuhr er­ reicht, jedoch besteht die eingangs erläuterte Verstopfungsgefahr, wenn die Axialbohrung in der Meißelspitze bzw. in dem Schneideinsatz als Düsenbohrung ausgebildet sein sollte. - Im übrigen ist bei diesem be­ kannten Werkzeug eine Versorgungsleitung für Hoch- und Höchstdruck­ medien unmittelbar an den Meißelschaft mittels einer Steckkupplung anschließbar (vgl. DE-OS 34 03 344).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Hereinge­ winnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle oder Hart­ stein, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem im Ein­ satz einerseits die Meißelspitze durch sichergestellte Rotation des Rund­ meißels stets erhalten bleibt, welches andererseits bei Zufuhr eines Hoch- bzw. Höchstdruckmediums mit Schneid- und Selbstreinigungseffekt funktionssicher arbeitet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Werkzeug dadurch, daß in der Meißelspitze des kappenartigen Meißelkopfes eine zu der Axialbohrung in dem Meißelschaft koaxiale Axialbohrung ange­ ordnet ist, wobei die Axialbohrung im Meißelschaft als Lagerbohrung für ein Versorgungsrohr mit endseitiger Düse und die Axialbohrung in der Meißelspitze als Düsenbohrung ausgebildet sind, und daß die Düse gegen eine als Dichtsitz ausgebildete Verengung der Lagerbohrung im Stirnflächenbereich des Meißelschaftes unter Dichtwirkung angedrückt ist, und daß an den Meißelschaft bzw. an das Versorgungsrohr eine Versorgungsleitung für Hoch- und Höchstdruckmedien anschließbar ist. Diese Maßnahmen haben zur Folge, daß die von dem kappenartigen Meißelkopf geschützte Düse stets mit Schneidwirkung gegen die Düsen­ bohrung in dem Meißelkopf arbeitet, so daß sich diese Düsenbohrung, aus welcher das Hoch- bzw. Höchstdruckmedium austritt, nicht bleibend verstopfen kann. Denn infolge des axialen und radialen Bewegungsspiels des kappenartigen Meißelkopfes auf dem Meißelschaft stellt sich bei beginnender Verstopfung der Düsenbohrung zwangsläufig ein Abstand zwischen der endseitig im Meißelschaft angeordneten Düse und dem Ein­ trittsende der Düsenbohrung ein, so daß die Schneidwirkung des aus der Düse austretenden Hoch- bzw. Höchstdruckmediums erhalten bleibt. Da­ durch kann sich die in der Düsenbohrung beginnende Verstopfung nicht festsetzen, sondern sie wird von dem Hoch- bzw. Höchstdruckmedium aus­ der Düsenbohrung gleichsam herausgeschnitten. Soweit zunächst das Hoch- bzw. Höchstdruckmedium nicht über die Düsenbohrung an der Meißelspitze entweichen kann, erfolgt Umlenkung und Entweichung zwischen dem kappenartigen Meißelkopf und dem Meißelschaft aufgrund des dort vorhandenen Radialspiels. Folglich bleibt nicht nur stets reinigender Schneideffekt erhalten, sonder auch die für den gleichmäßigen Ver­ schleiß der Meißelspitze erforderliche Rotation des kappenartigen Meißel­ kopfes auf dem Meißelschaft. Insoweit wird zugleich eine selbstschlei­ fende Meißelspitze verwirklicht, so daß das erfindungsgemäße Werkzeug stets mit optimaler Schneidleistung arbeitet. Diese Effekte werden da­ durch noch optimiert, daß der kappenartige Meißelkopf auf der Schulter des Meißelschaftes aufsitzt und dadurch zwischen dem Meißelschaftende mit der Düse und der Meißelspitze mit der Düsenbohrung eine im Axial­ schnitt umgekehrt U-förmige Umlenkkammer für aus der Düse austreten­ des Hoch- bzw. Höchstdruckmedium gebildet ist, welches nicht über die Düsenbohrung aus der Meißelspitze austritt. Dadurch wird eine ständige Spülung des Zwischenraumes zwischen dem Meißelkopf und dem Meißel­ schaft und folglich eine Aufrechterhaltung der Rotationsbewegungen er­ reicht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. Die Düsenbohrung ist vorzugsweise als abgesetzte Bohrung mit einem er­ weiterten Eintrittsbereich und einem verengten Austrittsbereich ausge­ bildet, damit einerseits der Eintritt des aus der vorgeordneten Düse austretenden Hoch- bzw. Höchstdruckmediums in die Düsenbohrung ge­ währleistet ist, andererseits das Hoch- bzw. Höchstdruckmedium an der Meißelspitze nach wie vor mit Schneidwirkung austritt und den Meißel­ kopf im Rahmen des axialen Bewegungsspiels nach vorne drückt. Stets ist der aus der Düse austretende Düsenstrahl im Durchmesser kleiner als die Düsenbohrung, um einwandfreien Austritt des Mediums an der Meißelspitze zu erreichen. Weiter ist vorgesehen, daß das Versorgungs­ rohr an seinem düsenabgewandten Rohrende eine Gewindebuchse aufweist und in eine Gewindebohrung des Meißelhalters einschraubbar ist, so daß sich in verhältnismäßig einfacher Weise eine einwandfreie Anlage der Düse gegen den Dichtsitz im Bereich der endseitigen Verengung des Versorgungsrohres am anderen Rohrende erreichen läßt und dort folglich einwandfreie Dichtwirkung gegeben ist. Ebenso einfach läßt sich die Ver­ sorgungsleitung für das Hoch- und Höchstdruckmedium anschließen, nämlich unter Zwischenschaltung eines auf die Gewindebuchse aufschraub­ baren Kupplungsstückes, ggf. unter Zwischenschaltung üblicher Dich­ tungselemente.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Werkzeug zum Hereingewinnen von mineralischen Roh­ stoffen, insbesondere von Kohle oder Hartstein, mit einem Rundmeißel verwirklicht wird, bei dem sich die Meißelspitze durch einen Selbst­ schleifeffekt und folglich gleichmäßigen Rundmeißelverschleiß ebenso auszeichnet wie durch einen die in der Meißelspitze befindliche Düsen­ bohrung reinigenden Schneideffekt, so daß die Zufuhr eines Hoch- bzw. Höchstdruckmediums stets einwandfreie und optimale Schneidleistung ge­ währleistet ist. Hinzu kommt, daß zugleich die drehbare Lagerung des kappenartigen Meißelkörpers auf dem Meißelschaft gewährleistet ist, weil einerseits Verschmutzungsgefahr zwischen dem kappenartigen Meißel­ körper und dem Meißelschaft kaum zu befürchten ist, andererseits auch hier ein selbstreinigender Effekt über das Hoch- bzw. Höchstdruckmedium erreicht wird, wenn dieses über den Zwischenraum zwischen kappenarti­ gem Meißelkopf und Meißelschaft beim Reinigen der Düsenbohrung im Meißelkopf und ggf. beim Eintreten in die Düsenbohrung teilweise ent­ weichen muß. Im Ergebnis genügt das erfindungsgemäße Werkzeug auch unter den Gesichtspunkten der Staub- und Temperaturbekämpfung bzw. der Vermeidung von Explosionsgefahr höchsten Ansprüchen. Das gilt ins­ besondere unter Berücksichtigung stabiler und kompakter Bauweise.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug im Axialschnitt und

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 im Bereich des Meißelkopfes im Zuge selbstreinigender Schneidwirkung zur Befreiung der Düsen­ bohrung in der Meißelspitze.

In den Figuren ist ein Werkzeug zum Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle oder Hartstein, dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Rundmeißel mit Meißelkopf 1 und Meißelschaft 2 und aus einem Meißelhalter 3 besteht, wobei der Meißelhalter 3 eine Aufnahmebohrung 4 für den darin drehfest einge­ setzten Meißelschaft 2 aufweist. Der Meißelkopf 1 ist als eine Kappe für den Meißelschaft 2 ausgebildet und mit vorgegebenem axialen und ra­ dialen Bewegungsspiel S, S′ auf dem Meißelschaft 2 drehbar gelagert. In dem Meißelschaft 2 und in der Meißelspitze 5 des kappenartigen Meißelkopfes 1 sind koaxiale bzw. fluchtende Axialbohrungen 6, 7 an­ geordnet, wobei die Axialbohrung im Meißelschaft 2 als Lagerbohrung 6 für ein Versorgungsrohr 8 mit endseitiger Düse 9 und die Axialbohrung in der Meißelspitze 5 als Düsenbohrung 7 ausgebildet sind. Die Düse 9 ist gegen eine als Dichtsitz 10 ausgebildete Verengung der Lagerboh­ rung 6 im Stirnflächenbereich des Meißelschaftes 2 unter Dichtwirkung angedrückt. An den Meißelschaft 2 bzw. das Versorgungsrohr 8 ist eine Versorgungsleitung 11 für Hoch- und Höchstdruckmedien, regelmäßig Wasser anschließbar. Tatsächlich arbeitet das erfindungsgemäße Ge­ winnungswerkzeug mit Wasserdrücken bis zu 1000 bar und mehr. Dadurch erfüllt es die kombinierte Funktion eines Schneid- und Brechwerkzeuges mit selbstreinigendem Schneideffekt in der Düsenbohrung 7 des Meißel­ kopfes 1 und selbstschleifendem Effekt durch stets aufrechterhaltene Rotation der Meißelspitze 5. Dazu weist die Meißelspitze 5 einen rota­ tionssymmetrischen Schneideinsatz 12 aus beispielsweise Hartmetall auf, durch den die Düsenbohrung 7 hindurchgeführt ist. Die Düsenbohrung 7 ist als abgesetzte Bohrung mit einem erweiterten Eintrittsbereich 7 a und einem verengten Austrittsbereich 7 b ausgebildet, welcher sich über die Länge des Schneideinsatzes 12 erstreckt. Der kappenartige Meißelkopf 1 ist mittels eines auf dem Meißelschaft 2 lösbar befestigten und in eine kappeninnenseitige Ringnut 13 eingreifenden Sicherungsgliedes 14, z. B. Sicherungsklipps, auf dem Meißelschaft gesichert. - Das Versorgungs­ rohr 8 weist an seinem düsenabgewandten Rohrende eine Gewindebuchse 15 auf und ist in eine Gewindebohrung 16 des Meißelhalters 3 einschraub­ bar, und zwar derart, daß Dichtwirkung zwischen der Düse 9 am ande­ ren Ende des Versorgungsrohres 8 und der dortigen als Dichtsitz 10 aus­ gebildeten Verengung der Lagerbohrung 6 in dem Meißelschaft 2 er­ reicht wird. Die Versorgungsleitung 11 ist ihrerseits unter Zwischen­ schaltung eines auf die Gewindebuchse 15 aufschraubbaren Kupplungs­ stückes 17 an das Versorgungsrohr 8 anschließbar. Grundsätzlich kann mit solchen Wasserdrücken gearbeitet werden, daß das Wasser nicht nur über die Düsenbohrung 7 in der Meißelspitze austritt, sondern auch zu­ gleich zur Aufrechterhaltung der Rotation des kappenartigen Meißel­ kopfes 1 auf den Meißelschaft 2 zwischen eben dem Meißelkopf 1 und dem Meißelschaft 2 entweicht. Dadurch wird Verschmutzungsgefahr zwischen Meißelkopf 1 und Meißelschaft 2 unterbunden und folglich bleibt die Rotation des kappenartigen Meißelkopfes 1 aufrechterhalten. Das wird bevorzugt dadurch erreicht, daß der kappenartige Meißelkopf 1 auf einer Schulter 18 des Meißelschaftes 2 aufsitzt und dadurch zwischen dem Meißelschaftende mit der Düse 9 und der Meißelspitze 5 mit der Düsenbohrung 7 eine im Axialschnitt umgekehrt U-förmige Umlenkkammer 19 für aus der Düse 9 austretendes Hoch- bzw. Höchstdruckmedium ge­ bildet ist.

Claims (5)

1. Werkzeug zum Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbe­ sondere von Kohle oder Hartstein, bestehend aus einem Rundmeißel mit Meißelkopf und Meißelschaft und aus einem Meißelhalter, wobei der Meißelhalter eine Aufnahmebohrung für den darin drehfest eingesetzten Meißelschaft aufweist und der Meißelkopf als Kappe für den Meißelschaft ausgebildet sowie mit vorgegebenem axialen und radialen Bewegungsspiel auf dem Meißelschaft drehbar gelagert ist, und in dem Meißelschaft eine Axialbohrung angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Meißelspitze (5) des kappenartigen Meißel­ kopfes (1) eine zu der Axialbohrung (6) in dem Meißelschaft (2) koaxiale Axialbohrung (7) angeordnet ist, wobei die Axialbohrung im Meißelschaft (2) als Lagerbohrung (6) für ein Versorgungsrohr (8) mit endseitiger Düse (9) und die Axialbohrung in der Meißelspitze (5) als Düsenbohrung (7) ausgebildet ist, und daß die Düse (9) gegen eine als Dichtsitz (10) ausgebildete Verengung der Lagerbohrung (6) im Stirnflächenbereich des Meißelschaftes (2) unter Dichtwirkung angedrückt ist und daß an den Meißelschaft (2) bzw. an das Versorgungsrohr (8) eine Versorgungslei­ tung ( 11) für Hoch- und Höchstdruckmedien anschließbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kap­ penartige Meißelkopf (1) auf einer Schulter (18) des Meißelschaftes (2) aufsitzt und dadurch zwischen dem Meißelschaftende mit der Düse (9) und der Meißelspitze (5) mit der Düsenbohrung (7) eine im Axialschnitt umgekehrt U-förmige Umlenkkammer (19) für aus der Düse (9) austre­ tendes Hoch- bzw. Höchstdruckmedium gebildet ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrung (7) als abgesetzte Bohrung mit einem erweiterten Ein­ trittsbereich (7a) und einem verengten Austrittsbereich (7 b) ausgebildet ist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Versorgungsrohr (8) an seinem düsenabgewandten Rohrende eine Gewindebuchse (15) aufweist und in eine Gewindebohrung (16) des Meißelhalters (3) einschraubbar ist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Versorgungsleitung (11) unter Zwischenschaltung eines auf die Gewindebuchse (15) aufschraubbaren Kupplungsstückes (17) an das Versorgungsrohr (8) anschließbar ist.