DE3701063A1

DE3701063A1 - Apparatus for the cutting-head spraying in a winning machine or the like, in particular a shortwall machine for use in underground mining operations

Info

Publication number: DE3701063A1
Application number: DE19873701063
Authority: DE
Inventors: Walter Weirich; Karl-Heinz Rosenhoevel
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1988-07-28

Abstract

The apparatus according to the invention for the cutting-head spraying of a winning machine, in particular a shortwall machine, has a pump (11) to produce the pressure water. The pump (11) is driven by a motor (12) via a multi-stage selective gear unit (13). By means of the multi-stage selective gear unit, the spraying-water quantity can be set within relatively wide limits and can thus be adapted in operation to the respective operating conditions. A water tank (14) from which the pump (11) draws the water is preferably arranged on the winning machine. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schneidkopf bedüsung bei einer Abbaumaschine od.dgl., insbesondere einer Kurzfrontmaschine für den Einsatz in Bergbau-Unter tagebetrieben, mit einer von einem Motor angetriebenen, in ihrer Drehzahl und damit in ihrer Fördermenge verstellbaren Pumpe zur Erzeugung des Druckwassers, deren Druckleitung an die Spritzdüsen des Schneidkopfes angeschlossen ist.The invention relates to a device for cutting head Spraying in a mining machine or the like, in particular a short front machine for use in mining sub day operated, with a motor driven, in their speed and thus in their flow rate adjustable Pump for generating the pressurized water, its pressure line is connected to the spray nozzles of the cutting head.

Aus der DE-PS 26 31 585 und der DE-OS 27 29 003 sind Be düsungseinrichtungen für Abbaumaschinen, insbesondere Walzen schrämmaschinen, bekannt, bei denen die Pumpe zur Erzeugung des die Spritzdüsen beaufschlagenden Druckwassers am Maschi nenkörper der Abbaumaschine so angeordnet ist, daß sie von dem Fahrantrieb der Abbaumaschine mit einer von der Dreh geschwindigkeit des Fahrmotors abhängigen Drehzahl angetrie ben wird. Die den Spritzdüsen zugeführte Druckwassermenge ist demgemäß unmittelbar abhängig von der Vorschubgeschwin digkeit der Abbaumaschine und damit proportional dem je Zeiteinheit von der Schrämwalze gelösten Gewinnungsgut.From DE-PS 26 31 585 and DE-OS 27 29 003 Be nozzle devices for mining machines, in particular rollers cutting machines, known in which the pump for generation of the pressurized water acting on the spray nozzles on the machine the body of the mining machine is arranged so that it from the drive of the mining machine with one of the rotary speed of the traction motor-dependent speed will. The amount of pressurized water supplied to the spray nozzles is therefore directly dependent on the feed rate digestion of the mining machine and thus proportional to the ever Time unit of material to be extracted from the cutting roller.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedüsungseinrichtung für eine Abbaumaschine mit angetriebenem Schneidkopf zu schaffen, die bei einfacher und betriebssicherer Ausgestaltung eine gute Anpassung der je Zeiteinheit ausgesprühten Spritzwas sermenge an die unterschiedlichen Betriebsbedingungen auch unabhängig von der jeweiligen Vorschubgeschwindigkeit der Maschine und der Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes ge stattet.The object of the invention is to provide a spraying device for to create a mining machine with a powered cutting head, the one with a simple and reliable design good adaptation of the spray water sprayed per unit of time amount of different operating conditions too regardless of the respective feed speed of the Machine and the speed of rotation of the cutting head ge equips.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi schen dem Motor und der Pumpe ein Schaltgetriebe mit mehre ren Schaltstufen angeordnet ist. Vorzugsweise weist dabei das Schaltgetriebe mindestens drei, zweckmäßig sogar min destens vier oder fünf Schaltstufen auf.This object is achieved in that between between the motor and the pump, a manual transmission with several ren switching stages is arranged. Preferably points the manual transmission at least three, expediently even min at least four or five switching levels.

Der Pumpenantrieb über das mehrstufige Schaltgetriebe ge stattet in einfacher Weise eine rasche Anpassung der den Spritzdüsen zugeführten Druckwassermenge in Abhängigkeit von den jeweiligen, häufig rasch wechselnden Betriebsbedin gungen, wobei zugleich eine vom Vorschubantrieb der Abbau maschine unabhängige Pumpe mit konstantem Verdrängungsvolu men und ein mit konstanter Drehzahl arbeitender Pumpenmotor, vorzugsweise ein Elektromotor, einsetzbar sind. Insbesondere bei starker Methanausgasung und/oder beim Schneiden von Gesteinsbänken u.dgl. mit starker Staubentwicklung kann die den Spritzdüsen zugeführte Druckwassermenge um ein Mehr faches, z.B. um das Zwei- bis Sechsfache, erhöht werden. Im normalen Arbeitsbetrieb kann dagegen mit verminderter Druckwasserbeaufschlagung der Spritzdüsen gearbeitet werden, so daß eine übermäßige Verschlammung des Betriebsortes vermieden wird.The pump drive via the multi-stage manual gearbox allows a quick adaptation of the The quantity of pressurized water supplied to the spray nozzles depends on of the respective, often rapidly changing operating conditions gungen, whereby at the same time one of the feed drive the dismantling machine independent pump with constant displacement and a pump motor operating at constant speed, preferably an electric motor can be used. In particular with strong methane outgassing and / or when cutting Rock banks and the like with a lot of dust, the amount of pressurized water supplied to the spray nozzles by an extra multiple, e.g. be increased by two to six times. In normal work, however, can be reduced Pressurized water supply to the spray nozzles, so that excessive silting up of the operating site is avoided.

Das Schaltgetriebe kann von Hand schaltbar sein. Anstelle der Handschaltung oder zusätzlich zu dieser kann aber auch eine Getriebeschaltung über eine elektrische oder hydrau lische Schalteinrichtung vorgesehen werden. The manual transmission can be switched by hand. Instead of the manual control or in addition to this can also a gear shift via an electric or hydraulic Switching device are provided.

Im Hinblick auf die stark unterschiedlichen Pumpenförder mengen empfiehlt es sich, an der Abbaumaschine einen Wasser tank als Vorratsbehälter anzuordnen, aus dem die Pumpe das Wasser ansaugt. Dabei werden die Pumpe nebst ihrem Motor und dem Schaltgetriebe und der Wassertank, aus dem die Pumpe das Wasser ansaugt, zweckmäßig am Maschinenkörper der Abbau maschine angeordnet. Die Pumpe, ihr Motor und ihr Schalt getriebe können hierbei in einem Gehäuse angeordnet werden, das mit dem Wassertank zu einer Baueinheit vereinigt ist. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß das Ge häuse über den Wassertank aufragt und diesen an der Ober seite schließt, so daß von außen kein Schmutz in den Wasser tank gelangen kann.In view of the very different pump delivery quantities, it is recommended to use water on the mining machine Arrange tank as a storage container from which the pump Sucks in water. The pump and its motor and the manual gearbox and the water tank that make up the pump the water sucks in, expediently the dismantling on the machine body machine arranged. The pump, its motor and its switch gearboxes can be arranged in a housing, which is combined with the water tank to form a structural unit. Preferably, the arrangement is made so that the Ge housing rises above the water tank and this on the upper side closes, so that no dirt from the outside into the water tank can reach.

Es empfiehlt sich weiterhin, am Pumpenausgang in der Druck leitung ein vom Druck in der Druckleitung hydraulisch auf Rücklauf in den Wassertank schaltbares Schaltventil in Ver bindung mit einem Absperrventil anzuordnen. Bei geschlos senem Absperrventil wird das Schaltventil automatisch um geschaltet, so daß die Pumpe das angesaugte Wasser in den Wassertank zurückfördert. Ferner wird zweckmäßig mit der Druckleitung der Pumpe ein Druckspeicher od.dgl. verbunden, der den Druck in der Pumpendruckleitung beim Schalten des Schaltgetriebes hält.It is also recommended to pressurize the pump outlet hydraulic line from the pressure in the pressure line Return to the water tank switchable switching valve in ver arrangement with a shut-off valve. At closed The shut-off valve automatically switches over to the switching valve switched so that the pump draws the water into the Conveyed water tank. It is also useful with the Pressure line of the pump or the like. connected, which the pressure in the pump pressure line when switching the Manual transmission holds.

Die erfindungsgemäße Bedüsungseinrichtung läßt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einer am Tragarm des Schneidkopfes in dessen Nähe angeordneten Sensorein richtung od.dgl. zur Messung der Methangaskonzentration ausrüsten, wobei die Sensoreinrichtung über eine Steuer- bzw. Signalleitung mit dem elektrisch oder hydraulisch schaltbaren Schaltgetriebe verbunden ist, derart, daß bei auftretendem Methangas bzw. bei Erhöhung der Methangaskon zentration das Schaltgetriebe im Sinne einer Erhöhung der Pumpendrehzahl und damit der Pumpenfördermenge selbsttätig geschaltet wird.The spraying device according to the invention can be a further feature of the invention with a on the support arm sensor in the vicinity of the cutting head direction or the like for measuring the methane gas concentration equip, the sensor device via a control or signal line with the electric or hydraulic switchable gearbox is connected, such that at occurring methane gas or when increasing the methane gas centering the gearbox in the sense of increasing the Pump speed and thus the pump delivery rate automatically is switched.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher er läutert, wobei die Zeichnung eine vorteilhafte Ausgestal tungsform einer erfindungsgemäßen Bedüsungseinrichtung in Verbindung mit einer nur schematisch angedeuteten Abbau maschine wiedergibt.The invention is described below in connection with the in the drawing illustrated embodiment closer he refines, the drawing being an advantageous embodiment tion form of a spraying device according to the invention in Connection with a dismantling indicated only schematically machine reproduces.

In der Zeichnung ist der mit einem angetriebenen Schneid kopf 1 versehene Tragarm 2 einer Abbaumaschine od.dgl. an gedeutet, die vorzugsweise als Kurzfrontmaschine ausgebil det ist. Solche Kurzfrontmaschinen, die vor allem für das Auffahren von Aufhauen u.dgl. eingesetzt werden, sind z.B. aus der DE-OS 23 53 230, der DE-OS 30 04 624 und der DE-OS 33 40 606 bekannt.In the drawing, the support arm 2 provided with a driven cutting head 1 of a mining machine or the like. indicated, which is preferably ausgebil det as a short front machine. Such short-front machines, which are mainly used for driving up piling and the like. are used, for example, from DE-OS 23 53 230, DE-OS 30 04 624 and DE-OS 33 40 606 known.

Der Tragarm 2 ist höhenverschwenkbar an dem nicht darge stellten Maschinenkörper der Abbaumaschine gelagert. Sein Schneidkopf 1 besteht aus zwei mit Schrämwerkzeugen be stückten Schrämwalzen 3, die um eine quer zur Tragarmachse verlaufende Achse drehbar sind. Die Schrämwalzen 3 sind in bekannter Weise an ihrem Walzenumfang mit Spritzdüsen 4 bestückt, die während des Maschinenbetriebs das zuge führte Druckwasser im unmittelbaren Schneidbereich der Schrämwerkzeuge ausspritzen. Die Zuführung des Druckwassers zu den Spritzdüsen 4 erfolgt, wie bekannt, durch die Schräm walzen 3 hindurch, wobei die Druckwasserkanäle in den Schrämwalzen 3 an Druckwasserleitungen 5 des Tragarmes 2 angeschlossen sind. Die Druckwasserleitungen 5 sind mit einer Pumpendruckleitung 6 verbunden, die zu einem am Maschinenkörper der Abbaumaschine angeordneten Druckwasser versorgungsaggregat 7 führt. An der Verbindung der Pumpen druckleitung 6 mit den Leitungen 5 kann ein Leitungsfilter 8 angeordnet werden. Am Ausgang des Druckwasserversorgungs aggregates 7 ist in die Leitung 6 eine Doppelfilterstation 9 sowie ein Durchflußwächter 10 eingeschaltet.The support arm 2 is pivotally mounted on the not shown machine body of the mining machine. Its cutting head 1 consists of two Schrämwerkzeugen be tipped teeth shearer drums 3, which are rotatable about an axis extending transversely to the Tragarmachse. The cutting rollers 3 are equipped in a known manner on their roll circumference with spray nozzles 4 , which spray the pressure water supplied during machine operation in the immediate cutting area of the cutting tools. Is used to feed the pressurized water to the spray nozzle 4, as is known, by the hewing rollers 3 therethrough, whereby the pressurized water ducts in the shearer drums 3 at pressure water pipes 5 of the support arm 2 are connected. The pressurized water lines 5 are connected to a pump pressure line 6 , which leads to a pressurized water supply unit 7 arranged on the machine body of the mining machine. At the connection of the pump pressure line 6 with the lines 5 , a line filter 8 can be arranged. At the output of the pressurized water supply unit 7 , a double filter station 9 and a flow monitor 10 are switched on in line 6 .

Das Druckwasserversorgungsaggregat 7 umfaßt in einer Bau einheit eine Pumpe 11, einen die Pumpe antreibenden Motor 12, vorzugsweise einen Elektromotor, und ein zwischen Motor 12 und Pumpe 11 angeordnetes mehrstufiges Schaltgetriebe 13, das z.B. mit fünf Schaltstufen versehen ist, so daß die Pumpe 11 mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten und damit unterschiedlichen Fördermengen angetrieben werden kann. Außerdem weist das Druckwasserversorgungsaggregat einen Wassertank 14 auf, aus dem die Pumpe 11 das Wasser über eine Tauchleitung 11′ ansaugt. Der Ausgang der Pumpe 11 ist über ein Schaltventil 15 an die Druckleitung 6 an geschlossen, wobei hinter dem Schaltventil ein Absperr ventil 16 an die Druckleitung 6 angeschlossen ist. Mit 17 ist ein Manometer bezeichnet. Außerdem ist zwischen dem Absperrventil 16 und dem Schaltventil 15 ein Druckspeicher 18 an die Druckleitung 6 angeschlossen. Dem Druckspeicher 18 ist ein Druckbegrenzungsventil 19 zugeordnet. Das Schaltventil 15 wird durch Federkraft in der dargestellten Schaltlage gehalten, in der die Verbindung der Drucklei tung 6 zum Pumpenausgang offen ist. Über eine mit der Druckleitung 6 verbundene hydraulische Steuerleitung 20 schaltet das Schaltventil bei einem vorgegebenen maximalen Druck in der Druckleitung 6 in seine andere Schaltstellung um, in der es den Pumpenausgang mit einer zu dem Tank 14 zurückführenden Leitung 21 verbindet, so daß die Pumpe bei geschlossenem Absperrventil 16 das angesaugte Druckwasser in den Wassertank 14 zurückfördert.The pressurized water supply unit 7 comprises in a construction unit a pump 11 , a pump driving motor 12 , preferably an electric motor, and a multi-stage manual transmission 13 arranged between the motor 12 and pump 11 , which is provided with five switching stages, for example, so that the pump 11 with different rotational speeds and thus different flow rates can be driven. In addition, the pressure water supply unit to a water tank 14, from which the pump 11 sucks the water through a dipleg 11 '. The output of the pump 11 is closed via a switching valve 15 to the pressure line 6 , a shut-off valve 16 being connected to the pressure line 6 behind the switching valve. With 17 a manometer is designated. In addition, a pressure accumulator 18 is connected to the pressure line 6 between the shut-off valve 16 and the switching valve 15 . A pressure relief valve 19 is assigned to the pressure accumulator 18 . The switching valve 15 is held by spring force in the switching position shown, in which the connection of the Drucklei device 6 to the pump outlet is open. Via a hydraulic control line 20 connected to the pressure line 6 , the switching valve switches at a predetermined maximum pressure in the pressure line 6 into its other switching position, in which it connects the pump outlet to a line 21 returning to the tank 14 , so that the pump is closed Shut-off valve 16 feeds back the suctioned pressurized water into the water tank 14 .

Der Wassertank 14 ist über eine Leitung 22, in der ein Vorfilter 23 angeordnet werden kann, an eine Wasserleitung 24 angeschlossen, über die der Wassertank 14 mit dem Was ser gefüllt wird. Im Wassertank kann eine Ölwanne 25 ober halb des Wasserspiegels angeordnet sein, aus der die Pumpe 11 über eine Leitung 26 Schmieröl entnehmen kann.The water tank 14 is connected via a line 22 in which a pre-filter 23 can be arranged to a water line 24 via which the water tank 14 is filled with what water. In the water tank, an oil pan 25 can be arranged above half the water level, from which the pump 11 can remove 26 lubricating oil via a line.

Die über das Schaltgetriebe 13 angetriebene Pumpe 11 för dert das Druckwasser mit dem gewünschten Druck über das normalerweise offene Schaltventil 15 in die Druckleitung 6 und damit zu den an den Schrämwalzen 3 des Schrämkopfes 1 angeordneten Spritzdüsen 4. Durch Schalten des Schalt getriebes 13 auf die verschiedenen Getriebestufen läßt sich die Fördermenge und damit die ausgespritzte Druck wassermenge innerhalb eines weiten Verstellbereiches von z.B. 20 l/min bis 120 l/min einstellen. Die Schaltung des Schaltgetriebes 13 kann von Hand oder auch auf elektri schem oder hydraulischem Wege erfolgen. In der Zeichnung ist mit 27 eine z.B. elektrische Schalteinrichtung be zeichnet. Am freien Ende des Tragarmes 2 kann eine Sensor einrichtung 28 angeordnet sein, die im Schneidbereich der Schneidwalzen 3 eine Methanausgasung erfaßt und bei Aus tritt von Methangas bzw. bei einer bestimmten Methangas konzentration das Schaltgetriebe über eine Steuer- bzw. Signalleitung 29, die an die Schalteinrichtung 27 ange schlossen ist, auf eine höhere Getriebestufe umschaltet, bei der die Pumpe mit größerer Fördermenge arbeitet. Umge kehrt kann bei abnehmender Methangaskonzentration das Schaltgetriebe 13 auf eine niedrigere Getriebestufe ge schaltet werden, wodurch die Pumpenfördermenge vermindert wird.The driven through the transmission 13 pump 11 för changed, the pressure of water at the desired pressure on the normally open switching valve 15 in the pressure line 6 and thus to the cutting drums are arranged on the cutting head 3 of 1 spraying nozzles. 4 By switching the gearbox 13 to the different gear stages, the delivery rate and thus the amount of pressure water sprayed can be adjusted within a wide adjustment range of, for example, 20 l / min to 120 l / min. The gearbox 13 can be switched by hand or by electrical or hydraulic means. In the drawing, 27 is an electrical switching device, for example. At the free end of the support arm 2 , a sensor device 28 may be arranged, which detects methane outgassing in the cutting region of the cutting rollers 3 and, when methane gas or concentration occurs, the manual transmission via a control or signal line 29 which is connected to the Switching device 27 is connected, switches to a higher gear stage, in which the pump works with a larger delivery rate. Conversely, with a decreasing methane gas concentration, the gearbox 13 can be switched to a lower gear stage, thereby reducing the pump delivery rate.

Das Schaltgetriebe 13 weist, wie erwähnt, zweckmäßig min destens drei, vorzugsweise aber mindestens vier oder fünf Schaltstufen auf. As mentioned, the manual transmission 13 expediently has at least three, but preferably at least four or five, switching stages.

Die Pumpe 11 ist zusammen mit dem Schaltgetriebe 13 und ihrem Motor 12 sowie den weiteren genannten Armaturen und Vorrichtungsteilen in einem Gehäuse 30 angeordnet, das mit dem Wassertank 14 zu einer Baueinheit vereinigt ist. Das Gehäuse 30 ragt über den Wassertank auf und verschließt diesen an der Oberseite, so daß kein Schmutz in den Wasser tank gelangen kann.The pump 11 is arranged together with the gearbox 13 and its motor 12 and the other fittings and device parts mentioned in a housing 30 which is combined with the water tank 14 to form a structural unit. The housing 30 protrudes above the water tank and closes it at the top, so that no dirt can get into the water tank.

Der Druckspeicher 18 dient dem Ausgleich von Druckschwan kungen im Leitungssystem der Druckwasserversorgung und verhindert das Auftreten von Druckstößen beim Anlauf bzw. Schalten der Pumpe 11.The pressure accumulator 18 serves to compensate for pressure fluctuations in the line system of the pressurized water supply and prevents the occurrence of pressure surges when the pump 11 is started or switched.

Claims

1. Device for cutting head spraying in a mining machine or the like., In particular a short-front machine for use in mining underground operations, with a motor-driven, in its speed and thus in its delivery rate adjustable pump for generating the pressurized water, the pressure line the spray nozzles of the cutting head is connected, characterized in that between the engine ( 12 ) and pump ( 11 ) a manual transmission ( 13 ) is arranged with several switching stages.

2. Device according to claim 1, characterized in that the manual transmission ( 13 ) has at least three, preferably at least four or five, switching stages.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the manual transmission ( 13 ) is switchable by hand.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gearbox ( 13 ) via an electrical or hy metallic switching device ( 27 ) is switchable.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pump ( 11 ) is assigned a water tank ( 1 ) from which it sucks in the water.

6. Device according to claim 5, characterized in that the pump ( 11 ), its motor ( 12 ) and its gearbox ( 13 ) are arranged together with the water tank ( 14 ) on the machine body of the mining machine.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the pump ( 11 ), its motor ( 12 ) and its manual transmission ( 13 ) are arranged in a housing ( 30 ) which combines with the water tank ( 14 ) to form a structural unit is.

8. Device according to claim 7, characterized in that the housing ( 30 ) projects above the water tank ( 14 ) and closes it on the upper side.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at the pump outlet in the pressure line ( 6 ) from the pressure in the pressure line hydraulically on the pump return to the water tank ( 14 ) switchable switching valve ( 15 ) in conjunction with a shut-off valve ( 16 ) is arranged.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a sensor device ( 28 ) for measuring the methane gas concentration is arranged on the support arm ( 2 ) of the cutting head ( 1 ), which via a control line ( 29 ) with the electrically or hydraulically switchable gearbox is connected.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a pressure accumulator ( 18 ) is connected to the pressure line ( 6 ).