DE3712831A1 - Gewinnungs- oder teilschnittmaschine, deren schneidwalzen fluessigkeit pulsierend abstrahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewinnungs- oder Teilschnittmaschine für den Untertagebergbau, deren Schneidkopf bzw. Schneidwalze mit Düsen besetzt ist, die nur innerhalb des dem Abbaustoß bzw. der Ortsbrust zugewandten Umfangsbereichs des Schneidkopfes bzw. der Schneidwalze mit einem pulsierenden Flüssigkeitsstrom beaufschlagt sind.

Es gehört zum vorbekannten Stand der Technik, wie aus der europäischen Patentanmeldung 01 22 252 hervorgeht, die Meißel der Schneidwalze einer Teilschnittmaschine mittels Druckflüssigkeit zu kühlen und diese Flüssigkeit innerhalb des der Ortsbrust zugewandten Zentriewinkels der Walze intermittierend abzusprühen. Eine axiale Bohrung leitet die Druckflüssigkeit in eine mit dem Walzentragarm drehfest verbundene Büchse über, die mit radialen Durchbrechungen ausgestattet ist, welche mit der Axialbohrung der Büchse in Verbindung stehen. Die Schneidwalze umgibt diese Büchse und schließt deren radiale Durchbrechungen ab. Sie ist mit Bohrungen ausgestattet, die bei der Walzenrotation an den Durchbrechungen der Büchse vorbeilaufen und kurzzeitig mit ihnen korrespondieren. Nur in diesem kurzen Zeitabschnitt tritt Druckflüssigkeit in die Schneidwalze über und verläßt pulsierend deren Austrittsöffnungen. Die Durchbrechungen der Büchse bestimmen den Beaufschlagungsbereich der Schneidwalze in seiner Größe und in seiner jeweiligen Lage. Veränderungen der Größe des Beaufschlagungsbereiches, also des beaufschlagten Zentriewinkels des Schneidwalzenumfanges, aber auch Veränderungen der Lage dieses Bereiches gegenüber dem Abbaustoß, sind daher nicht möglich.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Pulsation der den Lösewerkzeugen der Schneidwalze zufließenden Flüssigkeit in einer Weise zu erzeugen, die es gestattet, sowohl den beaufschlagten Umfangsbereich der Schneidwalze in seiner Größe als auch in seiner Lage den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen.

Dazu geht die Erfindung von der eingangs erläuterten Gewinnungs­ oder Teilschnittmaschine aus und schlägt vor, die zu den Düsen der Schneidwalze bzw. des Schneidkopfes führenden Flüssigkeitsleitungen mit einem vorzugsweise in der Nähe der Düsen angeordneten selbstschwingenden Ventil auszurüsten. Erzeugt man die Pulsationsströmung unmittelbar vor den Düsen der Schneidwalze, so lassen sich herkömmliche Steuerungen nutzen, um den Flüssigkeitsaustritt auf den Umfangsbereich der Schneidwalze zu beschränken, der dem Abbaustoß zugewandt ist. Mittels solcher an sich bekannter Steuerungen werden Abweichungen zwischen dem Beaufschlagungsbereich der Düsen und dem vor der Schneidwalze anstehenden Teil des Abbaustoßes, die durch Tragarmschwenkbewegungen bedingt sind, ausgeglichen. Auch kann mit Hilfe der bekannten Steuerungen beim Fahrtrichtungswechsel der Gewinnungsmaschine der Beaufschlagungsbereich der Düsen auf die entgegengesetzte Umfangshälfte der Schneidwalze verlegt werden. Diese Steuermöglichkeiten lassen sich besonders vorteilhaft verwirklichen, wenn, wie durch die Erfindung vorgeschlagen, die Pulsation der den Düsen zugehenden Flüssigkeit von Organen erzeugt wird, die zwischen den zu beaufschlagenden Düsen einerseits und der die Beaufschlagung steuernden Drehdurchführung andererseits liegen. Bei dieser Anordnung treten stets nur die Ventile in Aktion, die von der durch die Drehdurchführung gesteuerten Flüssigkeit aktiviert werden.

Zweckmäßigerweise besitzt das Ventilgehäuse des selbstschwingenden Ventils zwei Kammern, von denen eine mit einer zur Düse führenden Auslaßleitung und die andere mit einer Einlaßleitung verbunden ist. Beide Kammern sind mit je einem Kolben besetzt, deren gemeinsamer Schaft durch eine die Kammern miteinander verbindende Bohrung verläuft, durch die der Schaft mit einem für den Durchgang der Berieselungsflüssigkeit ausreichenden radialen Spiel hindurchgeführt ist. Der auf der Seite der Einlaßleitung befindliche Kolben besitzt auf seiner der Verbindungsbohrung zugewandten Stirnseite eine dem Abschluß dieser Bohrung dienende kegelstumpfförmige Sitzfläche und einen gegenüber dem Durchmesser der Kammer erheblich verkleinerten Durchmesser, während der andere Kolben schließend in der Kammer des Ventilgehäuses geführt und auf seiner der Auslaßleitung abgewandten äußeren Stirnseite federbelastet ist. Ventile dieser Bauart haben die Eigenschaft, daß sie unter dem Einfluß der sie passierenden Druckflüssigkeit den durch den gemeinsamen Schaft miteinander verbundenen beiden Kolben eine Oszillationsbewegung aufzwingen, deren Frequenz von der Masse beider Kolben, der Federkonstanten, dem sekundlichen Flüssigkeitsvolumen sowie von den diesem Flüssigkeitsvolumen zur Verfügung stehenden Durchtrittsquerschnitten des Ventilgehäuses bestimmt wird.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal können beide Kammern mit je einer zu einer Düse führenden Auslaßleitung und einer in ihre Verbindungsbohrung einmündenden gemeinsamen Einlaßleitung versehen sein. Ferner sollen beide Kolben auf ihrer der Verbindungsbohrung zugewandten Stirnseite eine zum Abschluß dieser Bohrung dienende kegelstumpfförmige Sitzfläche haben und auf ihrer der Verbindungsbohrung abgewandten Stirnseite federbelastet und mit gegenüber ihrem Kammerdurchmesser verkleinerten Durchmesser ausgestattet sein. Ein selbstschwingendes Ventil dieser Bauart eignet sich wegen seiner beiden Abflußleitungen besser zur Versorgung mehrerer Düsen, also beispielsweise einer Düsengruppe. Dabei ist es von Vorteil, daß die beiden Ventilkolben die eine Hälfte der Düsen zeitversetzt gegenüber der anderen Hälfte der Düsen beaufschlagen.

Es empfiehlt sich, die die Verbindungsbohrung abschließenden Kolben mit einer kalottenförmigen Sitzfläche auszustatten, vorzugsweise jedoch die Kolben kugelförmig auszubilden.

Im folgenden Teil der Beschreibung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und in den Abbildungen dargestellt.

Es zeigen: Fig. 1 den Schneidkopf einer Teilschnittmaschine in einer teilweise geschnittenen Ansicht;

Fig. 2 bis 5 unterschiedliche Ausführungen des selbstschwingenden Ventils in schematischer Darstellung.

Der Schneidkopf ist mit (1) bezeichnet. Er ist drehbar im Tragarm (2) einer nicht dargestellten Teilschnittmaschine gelagert und besteht aus den beiden mit Lösewerkzeugen (3) besetzten Hälften (1 a, 1 b), die über ein nicht dargestelltes Tragarmgetriebe und je ein eigenes Untersetzungsgetriebe (4) mit einem gemeinsamen Antriebsmotor der Teilschnittmaschine getrieblich verbunden sind.

Zur Staubbekämpfung werden beide Hälften (1 a, 1 b) des Schrämkopfes (1) mit Berieselungsflüssigkeit versorgt, die über Bohrungen (5) bis in den Umfangsbereich dieser Hälften (1 a, 1 b) gelangt und hier über nicht dargestellte Düsen abgesprüht wird. Jede der über den Umfang den Schneidkopfhälften (1 a, 1 b) verteilt angeordneten Bohrungen (6) versorgt eine Düsengruppe mit Berieselungsflüssigkeit. Jede Düse dieser Gruppe steht über eine eigene radiale Bohrung (7) mit der Bohrung (6) in Verbindung, wobei zwischen jeder Düse und der gemeinsamen Bohrung (6) ein selbstschwingendes Ventil (8) innerhalb der radialen Leitung (7) angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel dieses Ventils (8) findet sich in der Fig. 2. Danach ist der Ventilkörper (9) mit zwei unterschiedlich großen Kammern (10, 11) gleichen Durchmessers ausgestattet, die gleichachsig zueinander liegen und durch eine Bohrung (12) miteinander verbunden sind. In die kleinere Kammer (10) mündet die Einlaßleitung (13) ein, während die größere Kammer (11) mit einer Auslaßleitung (14) verbunden ist. Der zentrisch zur Achse der Kammern (10, 11) angebrachten Einlaßleitung (13) liegt die Stirnfläche eines Kolbens (15) gegenüber, dessen Durchmesser wesentlich kleiner als der Durchmesser der ihn aufnehmenden Kammer (10) bemessen ist. Der Kolben (16) ist dagegen schließend in der benachbarten Kammer (11) geführt und mit dem Kolben (15) durch einen Schaft (17) verbunden, der durch die Verbindungsbohrung (12) beider Kammern (10, 11) verläuft. Die Durchmesserdifferenz zwischen dem Schaftdurchmesser und dem Durchmesser der Verbindungsbohrung (12) ist derart gewählt, daß ein ausreichender Durchtrittsquerschnitt für die von der Einlaßleitung (13) zur Auslaßleitung (14) und weiter zu den Düsen strömenden Berieselungsflüssigkeit vorhanden ist. Weiterhin befindet sind in der Kammer (11) auf der dem Schaft (17) abgewandten Kolbenseite eine Schraubenfeder (18), die beide Kolben (15, 16) im unbeaufschlagten Zustand in ihrer Totlage hält. Eine Leitung (19) auf der federbelasteten Seite des Kolbens (16) dient dem Abfluß der Leckflüssigkeit.

Die periodisch während einer Umdrehung der beiden Schneidkopfhälften (1 a, 1 b) wirkende Beaufschlagung des Ventils (8) wird von der im Innern des Untersetzungsgetriebes (4) befindlichen Drehdurchführung (20) gesteuert und erstreckt sich über einen Zentriewinkel, der maximal 180° des der Ortsbrust zugewandten Umfanges der Schneidkopfhälften (1 a, 1 b) nicht überschreitet. Nur in diesem Umfangsbereich werden die Düsen kurzzeitig beaufschlagt, wobei Druckflüssigkeit durch die Einlaßleitung (13) in die Kammer (10) eintritt, hier gegen die Stirnfläche des Kolbens (15) prallt und diesen zusammen mit dem Kolben (16) gegen den Druck der Feder (18) in seine entgegengesetzte Totlage schiebt, in der er mit seiner konischen Sitzfläche die Verbindungsbohrung (12) abschließt und die Flüssigkeitszufuhr zu der Düse unterbricht. Der bei dieser Kolbenstellung überwiegende Federdruck wirft beide Kolben (15, 16) wieder in ihre Ausgangslage zurück, wobei der in die Kammer (10) eintretende Flüssigkeitsstrahl wieder stärker auf die Stirnfläche des Kolbens (15) einwirkt und ihn wieder in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung beschleunigt. Die so entstehende Oszillationsbewegung der Kolben (15, 16) wiederholt sich ständig während des Beaufschlagungszeitraumes des Ventiles (8) und läßt die Flüssigkeit nur periodisch im Rhythmus der Kolbenbewegung passieren, was zur Pulsation des den Düsen zugehenden Flüssigkeitsstromes führt.

In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 besitzen beide Kammern (10, 11) unterschiedliche Durchmesser, und es ist die Kammer (11), die den federbelasteten Kolben (16) aufnimmt, mit einem kleineren Durchmesser als die Kammer (10) ausgestattet. Weiterhin ist der in der Kammer (10) befindliche Kolben (15) kugelförmig ausgebildet.

Eine Ventilausbildung, die für die Versorgung zweier Düsen mit pulsierender Flüssigkeit besonders geeignet ist, findet sich in den Fig. 4 und 5. Hier mündet die Einlaßleitung (13) in die Verbindungsbohrung (12) der beiden Kammern (10, 11) ein, und es ist jede der Kammern (10, 11) mit einer eigenen Auslaßleitung (14) ausgestattet, die zu je einer Düse führt. In diesen beiden Ausführungsbeispielen besitzen beide Kammern (10, 11) gleiche Kolben (15) und sind entweder zylindrisch, mit der Verbindungsbohrung (12) zugewandter kegelstumpfförmiger Sitzfläche, oder aber kugelförmig ausgebildet, wie in der Fig. 5 dargestellt. Sowohl in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4 als auch in dem nach der Fig. 5 belasten Schraubenfedern (18) beide Kolben (15) gegeneinander und erzeugen zusammen mit der auf die Kolbenstirnflächen einwirkenden Strömungsenergie der Druckflüssigkeit die Oszillationsbewegung der Kolben (15).

Claims (4)

1. Gewinnungs- oder Teilschnittmaschine für den Untertagebergbau, deren Schneidkopf bzw. Schneidwalze mit Düsen besetzt ist, die nur innerhalb des dem Abbaustoß bzw. der Ortsbrust zugewandten Umfangsbereichs des Schneidkopfes bzw. der Schneidwalze mit einem pulsierenden Flüssigkeitsstrom beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Düsen führenden Flüssigkeitsleitungen (7) mit einem vorzugsweise in der Nähe der Düsen angeordneten selbstschwingenden Ventil (8) ausgerüstet sind.

2. Gewinnungs- oder Teilschnittmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (9) des selbstschwingenden Ventils (8) zwei Kammern (10, 11) aufweist, von denen eine mit einer zur Düse führenden Auslaßleitung (14) und die andere mit einer Einlaßleitung (13) verbunden ist, und daß beide Kammern (10, 11) mit je einem Kolben (15, 16) besetzt sind, deren gemeinsamer Schaft (17) durch eine die Kammern (10, 11) miteinander verbindende Bohrung (12) verläuft, durch die er mit einem für den Durchgang der Berieselungsflüssigkeit ausreichenden radialen Spiel hindurchgeführt ist, wobei der auf der Seite der Einlaßbohrung (13) befindliche Kolben (15) auf seiner der Verbindungsbohrung (12) zugewandten Stirnseite eine dem Abschluß dieser Bohrung (12) dienende kegelstumpfförmige Sitzfläche aufweist und einen gegenüber dem Durchmesser der Kammer (10) erheblich verkleinerten Durchmesser besitzt, während der andere Kolben (16) schließend in seiner Kammer (11) geführt und auf seiner der Einlaßleitung (14) abgewandten äußeren Stirnseite federbelastet ist.

3. Gewinnungs- oder Teilschnittmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kammern (10, 11) je eine zu einer Düse führende Auslaßleitung (14) und eine in ihre Verbindungsbohrung (12) einmündende gemeinsame Einlaßleitung (13) aufweisen und beide Kolben (15) auf ihrer der Verbindungsbohrung (12) zugewandten Stirnseite mit einer für den Abschluß dieser Bohrung (12) dienenden kegelstumpfförmigen Sitzfläche versehen sowie auf ihrer der Bohrung (12) abgewandten Stirnseite federbelastet sind und einen gegenüber dem Kammerdurchmesser verkleinerten Durchmesser besitzen.

4. Gewinnungs- oder Teilschnittmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verbindungsbohrung (12) abschließenden Kolben (15) eine kalottenförmige Sitzfläche aufweisen, vorzugsweise jedoch kugelförmig ausgebildet sind.