DE3712832A1 - Vorrichtung zum steuern der zufuhr von berieselungsfluessigkeit zu einer schneidwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Berieselungsflüssigkeit zu einer Schneidwalze, die an dem schwenkbaren Tragarm einer Bergwerksmaschine, beispielsweise einer Teilschnittmaschine oder eines Walzenladers, gelagert und mit Düsen besetzt ist. Die Düsen sind in sich über die Walzenlänge erstreckende Gruppen unterteilt, und es ist jede der Gruppen über je eine eigene Flüssigkeitsleitung mit einer gemeinsamen Drehdurchführung verbunden und wird, wenn sie dem Abbaustoß gegenüberliegt, pulsierend beaufschlagt. Dazu sind die aufeinander gleitenden Dichtflächen der zentrisch zur Rotationsachse der Schneidwalze angeordneten Drehdurchführung mit Bohrungen versehen, die bei der Walzenrotation miteinander korrespondieren und Druckflüssigkeit in die rotierende Schneidwalze überleiten.

Zum Stand der Technik gehört es, wie aus der EP-OS 01 22 252 hervorgeht, Meißel oder einer Ortsbrust Druckflüssigkeit intermittierend zuzuführen und nur einen der Ortsbrust zugewendeten Winkelbereich zu besprühen. Ziel und Zweck dieser Berieselung soll es sein, eine deutliche Verringerung des Wasserverbrauchs zu erreichen und die Gefahr der Überschreitung der Zündtemperatur von explosiven Gasen zu unterbinden. Die Zeitabstände zwischen den einzelnen Spritzvorgängen sollen dabei kleiner oder etwa gleich der Zündverzugszeit des Gases sein. Intervalle dieser Größenordnung werden nach der Vorveröffentlichung mittels einer axialen Bohrung erzeugt, an die eine Mehrzahl radialer Durchbrechungen anschließt. Letztere fluchten bei der Rotation eines drehbaren Schrämkopfes mit einer oder mehreren radialen Bohrungen, die sich über einen Teil des Umfanges der axialen Bohrung erstrecken und hier über einen Zentriewinkel von weniger als 180° angeordnet sind. Dieser Zentriewinkel bestimmt den Bereich, in welchem den an der Peripherie des Schrämkopfes befindlichen Austrittsöffnungen Druckflüssigkeit zugeht.

Weiterhin ist bereits eine Vorrichtung zum Erzeugen einer pulsierenden Strömung bekanntgeworden, die mit einem in einem Zylinder rotierenden, auf der Zylinderstirnfläche aufliegenden Kolben ausgestattet ist. Der Kolben besitzt mindestens einen axialen Druckflüssigkeitskanal, dessen außerhalb der Rotationsachse befindliche Auslaßöffnung an Auslaßöffnungen der Zylinderstirnfläche vorbeiläuft. Infolgedessen treten aus den Auslaßöffnungen Flüssigkeitsströme pulsierend aus (DE-OS 29 09 297).

Die Erfindung hat eine Verbesserung der Vorrichtung nach der erstgenannten Entgegenhaltung zum Ziel und stellt sich die Aufgabe, die den pulsierenden Flüssigkeitsstrom erzeugende Vorrichtung so auszubilden, daß sie nicht nur die auf den Abbaustoß gerichteten Düsen der Schneidwalze mit Flüssigkeit versorgt, sondern diesen Umfangsbereich der Schneidwalze auch mit der jeweiligen Lage der Ortsbrust bzw. des Abbaustoßes in Abhängigkeit von der Größe und Lage des Tragarmschwenkwinkels, der Tragarmschwenkrichtung und gegebenenfalls der Fahrtrichtung des Walzenladers in Übereinstimmung bringt.

Die Erfindung geht dazu von einer Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Berieselungsflüssigkeit zu einer Schneidwalze aus, wie sie eingangs erläutert ist und schlägt vor, einen Rechner vorzusehen, der aus den der Schwenkrichtung und dem Schwenkwinkel des Tragarmes sowie der Anzahl der zu beaufschlagenden Bohrungen proportionalen Signalen und gegebenenfalls aus dem Fahrtrichtungssignal des Walzenladers Steuersignale bildet und mittels dieser Steuersignale Magnetventile betätigt, die die Beaufschlagung der Bohrungen der nicht um die Walzenachse rotierenden Dichtfläche der Drehdurchführung steuern. Diese Dichtfläche ist mit einer größeren Anzahl von Bohrungen versehen, um die gewünschte Pulsationsfrequenz zu erreichen. Davon beaufschlagt der Rechner nur eine gewisse Bohrungsgruppe, deren Bohrungen aufeinanderfolgen, und die sich beispielsweise über einen Halbkreis von 180° erstreckt. Sie befindet sich in einem Bereich des Teilkreisumfanges, in welchem die den jeweils vorbeilaufenden Bohrungen zugeordneten Düsengruppen auf den Abbaustoß gerichtet sind. Infolgedessen läßt sich der Beaufschlagungsbereich der Düsen vergrößern oder verkleinern, indem man die Anzahl der jeweils beaufschlagten Bohrungen der nicht rotierenden Dichtfläche der Drehdurchführung vergrößert oder verkleinert oder aber der Beaufschlagungsbereich verlagern, indem man am Ende der beaufschlagten Bohrungsgruppe zusätzliche Bohrungen beaufschlagt und am jeweils entgegengesetzten Ende der Bohrungsgruppe eine entsprechende Anzahl Bohrungen nicht mehr beaufschlagt. Da der Rechner über die jeweilige Schwenkrichtung des Tragarmes und dessen Schwenkweg und bei einem Walzenlader zusätzlich auch über dessen Fahrtrichtung informiert ist, kann er aus den ihm zugehenden Eingangssignalen Ausgangssignale bilden und stets entsprechende Magnetventile ansteuern und auf diese Weise die Bohrungen der Drehdurchführung mit Flüssigkeit versorgen, die die Beaufschlagung der vor dem Abbaustoß bzw. der Ortsbrust befindlichen Düsen sicherstellen.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Drehdurchführung rechtwinklig zur Rotationsachse der Schneidwalze verlaufende Dichtflächen aufweisen, die beide mit auf gleichen Teilkreisen angeordneten Bohrungen versehen sind, von denen die an der Schneidwalzenrotation teilnehmende Dichtfläche mit einer der Anzahl der Düsengruppen entsprechenden Anzahl gleichmäßig über den Teilkreisumfang verteilter Bohrungen versehen ist, die mit je einer Düsengruppe verbunden sind. Die nicht an der Schneidwalzenrotation teilnehmende gegenüberliegende Dichtfläche der Drehdurchführung weist dagegen Bohrungen auf, deren Abstand voneinander größer als ihr Bohrungsdurchmesser ist und von denen nur die Bohrungen mit Druckflüssigkeit beaufschlagt sind, die mit den Bohrungen der rotierenden Dichtfläche dann korrespondieren, wenn deren Düsengruppe auf die Ortsbrust gerichtet ist. Da die beaufschlagten Bohrungen der nicht an der Walzenrotation teilnehmenden Dichtfläche eine Gruppe bilden, die sich über einen bestimmten Bereich des Teilkreises erstreckt, fließt der in diesen Umfangsbereich des Teilkreises eintretenden Bohrung der rotierenden Dichtfläche ein pulsierender Flüssigkeitsstrom zu, der auch pulsierend aus der Düse bzw. Düsengruppe austritt. Dasselbe gilt auch für die nachfolgenden Bohrungen der umlaufenden Dichtfläche.

Um bei dieser Arbeitsweise Zündungen zu vermeiden, muß die Dauer der Pulsation größer als die Wirkdauer eines Funkens bis zur Zündung sein. Deswegen ist das Verhältnis l/d kleiner als 7,5 gewählt, wobei d dem Bohrungsdurchmesser der Bohrungen beider Dichtflächen und l der Stegbreite, nämlich dem gegenseitigen Abstand der in der nicht rotierenden Dichtfläche befindlichen Bohrungen, entspricht. Bei einem derart gewählten Bohrungsabstand hat die Pulsationsfrequenz einen Wert, der den Schneidwerkzeugen der Schneidwalze ständig eine ausreichende Wassermenge zur Verfügung stellt, Zündungen jedoch mit Sicherheit ausschließt.

Bemißt man das Verhältnis l/d mindestens = 1,2, vorzugsweise jedoch 2,4, so reduziert man den Wasserverbrauch auf ein vertretbares Maß und vermeidet die Gefahr einer Zündung. Auch sorgt man bei dem dann verfügbaren Flüssigkeitsvolumen für einen ausreichenden Niederschlag des bei der Gewinnungsarbeit anfallenden Staubes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden Beschreibungsteil näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 den schematisch dargestellten Grundriß eines Walzenladers mit der als Abwicklung dargestellten Umfangsfläche seiner Schneidwalze;

Fig. 2 und 3 die beiden Scheiben der Drehdurchführung.

Mit (1) ist der Walzenlader bezeichnet. Er ist über dem Strebfördermittel (2) angeordnet und in Längsrichtung des Strebfördermittels (2) verfahrbar. Mit dem Antriebsrad seiner nicht dargestellten Winde greift er in die sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckende Zahnstange (3) ein und erzeugt seine Fahrbewegung. Die dem Walzenlader (1) als Lösewerkzeug dienende Schneidwalze (4) befindet sich am Ende eines nicht dargestellten Tragarmes, der um eine zum Liegenden parallele, quer zur Längsrichtung des Strebfördermittels (2) verlaufende Achse (5) des Maschinenkörpers schwenkbar gelagert ist und an seinem anderen Ende die Schneidwalze (4) um eine zu der Schwenkachse (5) parallele Achse (6) drehbar trägt.

In der Fig. 1 ist der Schneidwalzenumfang als Abwicklung dargestellt und in einzelne Abschnitte (4 a bis 4 h) unterteilt. Den Schneidwerkzeugen (7) dieser Abschnitte (4 a bis 4 h) ist je eine Düse (8) zugeordnet, die - soweit Düsen (8) sich auf demselben Umfangsabschnitt (4 a bis 4 h) der Schneidwalze (4) befinden - über eine gemeinsame Leitung (9 a bis 9 h) mit Berieselungsflüssigkeit versorgt werden. Alle Leitungen (9 a bis 9 h) führen zu der im Innern der Schneidwalze (4) zentrisch zur Walzenachse (6) angeordneten Drehdurchführung (10). Sie wird von den beiden Scheiben (11, 12) gebildet, von denen die Scheibe (12) an der Walzenrotation teilnimmt, während die Scheibe (11) mit dem Tragarm oder einem nicht an der Walzenrotation beteiligten Bauteil des im Innern der Schneidwalze (4) befindlichen Untersetzungsgetriebes verbunden ist. In die rotierende Scheibe (12) münden die Leitungen (9 a bis 9 h), die zu den einzelnen Umfangsabschnitten (4 a bis 4 h) der Schneidwalze (4) führen, ein. Sie stehen mit je einer der in der Fig. 3 dargestellten Bohrungen (13) in Verbindung, die gleichmäßig über den Umfang des Teilkreises (14) verteilt angeordnet sind und aus der Dichtfläche (12 a) der Scheibe (12) austreten. Die Anzahl dieser Bohrungen (13) stimmt daher mit der Anzahl der Leitungen (9 a bis 9 h) und diese wiederum mit der Anzahl der Umfangsabschnitte (4 a bis 4 h) der Schneidwalze (4) überein.

Auf einem Teilkreis (15) gleichen Durchmessers ist die nicht an der Walzenrotation teilnehmende Scheibe (11) der Drehdurchführung (10) mit Bohrungen (16) besetzt. Diese haben einen Abstand l voneinander, der durch das Verhältnis l/d kleiner als 7,5 bestimmt ist. Dabei entspricht d dem Bohrungsdurchmesser und l der Stegbreite, d. h. dem Abstand der Bohrungen (16) voneinander. Die Bohrungen (13, 16) der mit ihren Dichtflächen (11 a, 12 a) aufeinanderliegenden Scheiben (11, 12) haben gleiche Durchmesser und korrespondieren, da die Scheibe (11) feststeht, während die Scheibe (12) rotiert, nur kurzzeitig miteinander.

Über ein Leitungsbündel (17), das im oder auf dem Tragarm des Walzenladers (1) verlegt ist, kann jede der Bohrungen (16) der an der Walzenrotation nicht teilnehmenden Scheibe (11) mit Berieselungsflüssigkeit versorgt werden. Jede Leitung des Leitungsbündels (17) führt zu einem Gehäuse (18), das sich auf dem Maschinenkörper befindet und für jede Leitung ein Magnetventil (19) enthält, das von einem Ausgangssignal des Rechners (20) gesteuert wird.

Ein nicht dargestellter Winkelgeber, der die Schwenkrichtung und die Neigung des Tragarmes der Schneidwalze (4) erfaßt, versorgt den Rechner (20) mit den zur Bildung der Ausgangssignale notwendigen Informationen über die Höhenlage der Schneidwalze (4). Weiterhin gibt ein mit Hilfe der Winde des Walzenladers (1) erzeugtes Fahrtrichtungssignal dem Rechner (20) Auskunft über die jeweilige Maschinenfahrtrichtung. Infolgedessen ist der Rechner (20) in der Lage, stets die Magnetventile (19) zu betätigen und die Bohrungen (16) der unverdrehbaren Scheibe (11) der Drehdurchführung (10) zu beaufschlagen, die den vorbeilaufenden Bohrungen (13) der rotierenden Scheibe (12) Berieselungsflüssigkeit zuführen, wenn die mit den Bohrungen (13) verbundenen Düsen (8) auf den Abbaustoß gerichtet sind. Dabei kann durch Eingreifen des Bedienungsmannes der Beaufschlagungsbereich der Düsen (8) im Bedarfsfall mit Hilfe des Rechners (20) vergrößert oder verkleinert werden, indem er mittels eines Rechnersignals die beaufschlagte Gruppe der Bohrungen (16) der Scheibe (11) vergrößert oder verkleinert. Alle Änderungen des Tragarmschwenkwinkels und der Schwenkrichtung, aber auch die Umkehr der Maschinenfahrtrichtung, berücksichtigt der Rechner (20) mittels der ihm diese Änderung anzeigenden Eingangssignale. Er betätigt daraufhin die entsprechenden Magnetventile (19) und stellt bei vorgegebenem Beaufschlagungsbereich des Schneidwalzenumfangs sicher, daß der Eingriffsbereich der Lösewerkzeuge (7) mit dem Beaufschlagungsbereich der Düsen (8) übereinstimmt.

Im Ausführungsbeispiel hat die Scheibe (11) im oberen rechten Quadranten (Fig. 2) weniger Bohrungen (16) als die anderen Quadranten, weil die Maschine (1) bei umgekehrter Fahrtrichtung mit abgesenkter Schneidwalze (4) fährt und der Sohlepacken im Regelfall kleiner ist als der Hangendpacken. Daher wird dieser Quadrant für die Flüssigkeitsversorgung nicht benötigt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Berieselungsflüssigkeit zu einer Schneidwalze, die an dem schwenkbaren Tragarm einer Bergwerksmaschine, beispielsweise einer Teilschnittvortriebsmaschine oder eines Walzenladers, gelagert und mit Düsen besetzt ist, die in sich über die Walzenlänge erstreckende Gruppen unterteilt, über je eine eigene Flüssigkeitsleitung mit einer gemeinsamen Drehdurchführung verbunden und, nur wenn sie dem Abbaustoß gegenüberliegen, pulsierend beaufschlagt sind, wobei die aufeinander gleitenden Dichtflächen der zentrisch zur Rotationsachse der Schneidwalze angeordneten Drehdurchführung Druckflüssigkeit führende Bohrungen aufweisen, die bei der Walzenrotation miteinander korrespondieren, gekennzeichnet durch einen Rechner (20), der aus der Schwenkrichtung und dem Schwenkwinkel des Tragarmes sowie der Anzahl der zu beaufschlagenden Bohrungen (16) der Dichtfläche (11 a) der Drehdurchführung (10) proportionalen Signalen und gegebenenfalls aus dem Fahrtrichtungssignal des Walzenladers (1) Steuersignale zum Betätigen der Magnetventile (19) bildet, die die Beaufschlagung der Bohrungen (16) des nicht rotierenden Teiles (11) der Drehdurchführung (10) steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehdurchführung (10) rechtwinklig zur Rotationsachse (6) der Schneidwalze (4) verlaufende Dichtflächen (11 a, 12 a) aufweist, die beide mit auf gleichen Teilkreisen (14, 15) angeordneten Bohrungen (13, 16) versehen sind, von denen die an der Schneidwalzenrotation teilnehmende Dichtfläche (12 a) mit einer der Anzahl der Umfangsabschnitte (4 a bis 4 h) der Schneidwalze (4) entsprechenden Anzahl gleichmäßig über den Teilkreisumfang verteilter Bohrungen (13) versehen ist, die mit der Düsengruppe je eines der Umfangsabschnitte (4 a bis 4 h) verbunden sind, während die nicht an der Schneidwalzenrotation teilnehmende gegenüberliegende Dichtfläche (11 a) der Drehdurchführung (10) Bohrungen (16) aufweist, deren Abstand voneinander größer als ihr Bohrungsdurchmesser ist und von denen nur die Bohrungen (16) mit Druckflüssigkeit beaufschlagt sind, die mit den Bohrungen (13) der rotierenden Dichtfläche (12 a) dann korrespondieren, wenn die Düsengruppen der ihnen zugeordneten Umfangsabschnitte (4 a bis 4 h) auf die Ortsbrust bzw. den Abbaustoß gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Pulsation größer als die Wirkdauer eines Funkens bis zur Zündung gewählt und das Verhältnis l/d kleiner als 7,5 ist, wobei d dem Bohrungsdurchmesser und l der Stegbreite, nämlich dem Abstand der Bohrungen (16) voneinander, entspricht.

4. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis l/d zumindest 1,2, vorzugsweise jedoch 2,4 beträgt.