DE3919672C2 - Walzenschrämmaschine mit Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse - Google Patents
Walzenschrämmaschine mit Zusatzwalze mit senkrechter DrehachseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Walzenschrämmaschine, die auf einem
Förderer verfahrbar ist und eine Zusatzwalze mit senkrechter
Drehachse aufweist, die in bezug auf den Maschinenkörper seitlich
versetzt am freien Ende eines Schwenkarmes gelagert ist, der am
anderen Ende mit einer Schwenkwelle verbunden ist, die in einem
Drehlager am Maschinenkörper schwenkbar gehalten ist und mit Hilfe
eines Stellorgans, z.B. eines Hubzylinders, schwenkbar ist.
Aus der DE-AS 12 26 511 ist eine Schrämlademaschine mit senkrecht
angeordneter Schrämwalze als Hauptwalze bekannt. Die Schrämwalze
besteht aus einem oberen und einem unteren Teil, die sich
gegeneinander teleskopartig ein- und ausfahren lassen, um so den
Schneidbereich Änderungen der Flözmächtigkeit leicht anpassen zu
können. Gehalten wird die Schrämwalze von einem Ausleger, der sich
gegenüber dem Maschinenkörper zur Seite hin erstreckt.
Es ist auch bereits eine Zusatzvorrichtung für eine auf einen Förderer
gesetzte Streb-Abbaumaschine bekannt (DE 27 27 020 A1), die als kombinierte
Brecher/Ladevorrichtung mit einer senkrecht angeordneten Trommel
arbeitet. Diese Trommel ist über einen Auslegerarm horizontal verschwenkbar
und kann gegenüber diesem in vertikaler Richtung verstellbar
ausgebildet werden.
Auch ist es bei einer Walzenschrämmaschine, die eine Schrämwalze mit
waagerechter Drehachse an einem schwenkbaren Arm trägt, bekannt, den
Arm in Achsrichtung einer ihn tragenden Welle verschiebbar zu lagern,
wobei diese axiale Verschiebbarkeit dem Zweck dient, auch am
Strebende die im Bereich der Antriebsköpfe befindliche Kohle abbauen
zu können. Die Schwenkwelle, die den Arm trägt, ist in Büchsen im
Maschinenkörper schwenkbar und begrenzt axial beweglich gehalten. Zur
Verschiebung des Armes ist ein einerseits am Maschinenkörper und
andererseits am Arm angreifender hydraulischer Arbeitszylinder
vorgesehen (DE-PS 25 58 131).
Es gehört auch ein Walzenlader und dessen Verwendung zum getrennten
Lösen und Laden von Mineral und Gestein eines mit einem Bergestreifen
durchsetzten Flözes zum Stand der Technik (DE 36 01 485 A1), der in der
Lage ist, dieses Flöz in beiden Maschinenfahrtrichtungen mit Hilfe von
drei mit waagerechter Achse ausgerüsteten Schneidwalzen, die unabhängig
voneinander gegeneinander verschwenkbar sind, zu lösen. Die beiden
außenliegenden, im Durchmesser kleineren Schneidwalzen sind zwar gegenüber
der mittleren, großen Schneidwalze um etwa Walzenbreite versetzt
gegen den Stoß angeordnet, aber nicht verschiebbar.
Die Walzenschrämmaschine, auf die sich die Erfindung bezieht, enthält
neben den üblichen Schneidwalzen mit waagerechter Drehachse eine
Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse. Aufgabe der Zusatzwalze ist
es, bei Flözen mit einem eingeschlossenen Bergestreifen diesen
Bergestreifen freizuschneiden, bevor die Hauptwalzen die anstehenden
Mineralstreifen lösen. Da sich die Höhenlage des Bergestreifens in
Strebrichtung gesehen verändern kann, bildet man die Zusatzwalze
hinsichtlich ihrer Lagerung so aus, daß sie in senkrechter Richtung
um etwa 100 mm verstellbar ist.
Bei einer Walzenschrämmaschine sind die Schwenkwellenlager, die der
Lagerung eines verschwenkbaren Tragarmes einer Schneidwalze dienen,
hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Um Zerstörungen der Lager
in Folge von Schwingungen aufgrund der wechselnden Beanspruchungen
durch den Schneidvorgang zu verhindern, ist es erforderlich,
Schwenkwellenlager mit einem Lagerspiel Null oder sogar mit einer
leichten Vorspannung auszubilden. Für eine Längsverstellung benötigt
man jedoch ein geringes Spiel, um eine axiale Bewegung zu
ermöglichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Schwenkwellenlager für eine Zusatzwalze derart auszubilden, daß
während des Betriebes eine spielfreie Lagerung der Schwenkwelle
gegeben ist, diese Lagerung zugleich so beschaffen ist, daß mit
konstruktiv einfachen Mitteln eine axiale Verstellung durchführbar
ist, um die Höhenlage der Zusatzwalze verändern zu können.
Ausgehend von einer Walzenschrämmaschine der eingangs beschriebenen
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Schwenkwelle aus teleskopartig ineinandergreifenden Bauteilen,
nämlich einem Naben- und einem Wellenteil, besteht, die im
Ruhezustand durch Reibungsschluß gegeneinander verspannt sind, daß im
Berührungsbereich der Wandungen an einem Bauteil in der Wandung in
axialer Richtung aufeinanderfolgende, umlaufende Nuten enthalten
sind, die durch Kanäle untereinander verbunden sind und mit einem
nach außen führenden Ölzufuhrkanal in Verbindung stehen und daß durch
Druckmittelzufuhr die gegenseitige elastische Verspannung von Naben-
und Wellenteil für eine axiale Relativbewegung vorübergehend
aufhebbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine aus teleskopartig
ineinandergreifenden Bauteilen bestehende Schwenkwelle vor, bei der
die Bauteile im Ruhezustand durch Reibungsschluß gegeneinander
verspannt sind. An den miteinander in Berührung stehenden
Wandungsflächen der verstellbaren Wellenteile sind durch umlaufende
Nuten mehrere ringförmige Druckmittelräume gebildet, in die
vorübergehend Drucköl eingeleitet werden kann, um so die gegenseitige
radiale Verspannung der beiden Teile soweit aufheben zu können, daß
ein axiales Verstellen der Wellenteile möglich ist. Je nach der
konstruktiven Gestaltung des Schwenkwellenlagers kann der hierzu
erforderliche Öldruck in der Größenordnung von 1000 bar liegen. Nach
dem Verstellvorgang werden die Druckmittelräume wieder entlastet,
wodurch der feste Verband zwischen Naben- und Wellenteil wieder
hergestellt wird. Ein unerwünschtes Lagerspiel wird somit verhindert.
Auf diese Weise können die unvermeidbaren Schwingungen aus dem
Schneidvorgang sicher im Schwenkwellenlager aufgefangen werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
So ist bei einer bevorzugten Ausführung der Nabenteil der
Schwenkwelle gegenüber dem Maschinenkörper axial unbeweglich gelagert
und in seiner Berührungswandung mit umlaufenden Nuten versehen,
während im inneren, axial beweglichen Wellenteil wenigstens ein
Ölzufuhrkanal enthalten ist, der in wenigstens eine umlaufende Nut in
seiner Berührungswandung endet, die sich mit wenigstens einer Nut im
Nabenteil in der Ruhestellung und in den möglichen
Verschiebestellungen deckt.
Vorteilhaft ist es, jeweils zwei benachbarte Nuten im Nabenteil durch
wenigstens einen axialen Nutenkanal miteinander zu verbinden und
jeden Nutenkanal über eine radiale Bohrung an eine achsparallele
Sammelbohrung anzuschließen.
Für die umlaufende Nut im Wellenteil wird zweckmäßigerweise eine
axiale Länge gewählt, die größer ist als der Innenabstand von zwei
benachbarten Nuten des Nabenteils. So läßt sich mit einem geringen
konstruktiven Aufwand eine sichere Beaufschlagung der umlaufenden
Nuten im Nabenteil erreichen.
Für das Verstellen der beiden Wellenteile wird zweckmäßigerweise eine
Kolben-Zylinderanordnung im Innern des Schwenkwellenlagers
integriert. Hierzu wird vorteilhafterweise der Wellenteil als
Hohlzylinder ausgebildet und mit einem Teil seiner axialen Länge auf
einer gegenüber dem Maschinenkörper unbeweglichen Hülse formschlüssig
gelagert, wobei auf einem anderen Teil seiner axialen Länge
Wellenteil und Hülse zwei übereinanderliegende Ringräume begrenzen,
die durch einen Ringansatz an der Hülse, der als Kolben dient,
getrennt sind, wobei die Ringräume über Kanäle von außen abwechselnd
mit Druckmittel für eine aufwärts oder abwärts gerichtete Bewegung
des Wellenteils beaufschlagbar sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, für den Antrieb der Zusatzwalze
im Innern der Hülse eine Antriebswelle aus wenigstens zwei drehschlüssig
verbundenen, jedoch axial teleskopartig gegeneinander bewegbaren
Teilen anzuordnen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnungen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht des Endabschnittes einer
Walzenschrämmaschine mit der Anordnung einer
Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse,
Fig. 2 einen Querschnitt der Walzenschrämmaschine in den
Ebenen der Linie I-I der Fig. 1 und
Fig. 3 einen Ausschnitt (X) der Fig. 2 in einem größeren
Maßstab.
Veranschaulicht ist in der Fig. 1 der Kopfteil einer
Walzenschrämmaschine mit einem Maschinenkörper (1), an dem das Ende
eines verschwenkbaren Tragarmes (2) gelagert ist, der an seinem
freien Ende eine Hauptwalze (3) mit waagerechter Drehachse (4) trägt.
Der Maschinenkörper (1) ist auf einem Strebfördermittel (5) entlang
der Abbaufront eines Flözes (6) verfahrbar. Am entgegengesetzten Ende
des Maschinenkörpers (1) kann eine zweite Hauptwalze in der gleichen
Art und Anordnung vorgesehen sein.
Dem in der Zeichnung dargestellten Kopfende des Maschinenkörpers (1)
ist ein zusätzlicher Maschinenkörper (7) vorgelagert, der mit dem
Maschinenkörper (1) begrenzt gelenkig verbunden ist, sich ebenfalls
auf dem Strebfördermittel (5) abstützt und an diesem geführt ist. Am
Maschinenkörper (7) ist auf seiner Oberseite ein Schwenkarm (8)
gelagert, der um eine senkrechte Achse (9) schwenkbar ist und am
freien Ende eine Zusatzwalze (10) mit senkrechter Drehachse (11)
trägt. Wie die Zeichnung zeigt, steht der Schneidumfang der
Zusatzwalze (10) gegenüber der Hauptwalze (3) vor, d.h. die
Zusatzwalze (10) dringt tiefer in das Flöz (6) ein als die Hauptwalze
(3). Bei einer Gewinnungsfahrt wird somit bei einem Flöz mit
eingelagerten Bergestreifen zunächst ein bestimmter Abschnitt des
Bergestreifens freigeschnitten, bevor bei der nächstfolgenden
Gewinnungsfahrt die anstehenden Mineralstreifen von der bzw. den
Hauptwalzen gelöst werden. Dabei wird mit der voreilenden Hauptwalze
in der Regel der obere und mit der nacheilenden Hauptwalze der untere
Mineralstreifen gelöst.
Für das Einstellen des Schwenkarmes (8) in eine gewünschte
Schwenkstellung ist ein Hubzylinder (12) vorgesehen, der einerseits
an einem Gelenkstück (13) des Schwenkarmes (8) und andererseits am
Maschinenkörper (7) ebenfalls unter Vermittlung eines Gelenkstückes
(14) angreift.
Der konstruktive Aufbau der Lagerung der Schwenkwelle (8) ergibt sich
aus der Schnittansicht in Fig. 2. Die eigentliche Schwenkwelle setzt
sich zusammen aus einem Nabenteil (15) und einem Wellenteil (16), der
in der Bohrung des Nabenteils (15) teleskopartig gehalten ist. Der
Nabenteil (15) ist im Maschinenkörper (7) mit Hilfe von Wälzlagern
(17) drehbar axial unbeweglich gelagert. Am nach außen ragenden Ende
des Wellenteils (16) ist ein Flansch (18) angeformt, an dem mit
geeigneten Mitteln wie Schrauben oder dergleichen der Schwenkarm (8)
lösbar befestigt ist. Der Schwenkarm (8) ist auf diese Weise am
Maschinenkörper (7) drehbar gelagert.
Im Ruhezustand ist der Wellenteil (16) durch Reibungsschluß, die
durch eine elastische Vorspannung hervorgerufen wird, im Nabenteil
(15) gehalten. Für eine axiale Verschiebung des Wellenteils (16)
gegenüber dem Nabenteil (15) muß diese Verspannung vorübergehend
aufgehoben werden. Zu diesem Zweck enthält der Nabenteil (15) in
seiner Berührungswandung umlaufende Nuten (19), die mit Abstand
voneinander angeordnet sind. Jeweils zwei benachbarte Nuten sind
durch einen axialen Nutenkanal (20) miteinander verbunden. Von jedem
Nutenkanal geht eine radiale Bohrung (21) aus, wobei alle Bohrungen
in einer achsparallelen Sammelbohrung (22) münden. Zweckmäßigerweise
werden über den Umfang mehrere Sammelbohrungen (22) verteilt, die je
über radiale Bohrungen (21) mit den umlaufenden Nuten (19) verbunden
sind.
Im Wellenteil (16) ist eine umlaufende Nut (23) enthalten, deren
axiale Länge größer ist als der Innenabstand von zwei benachbarten
Nuten (19). Für die Zufuhr des Druckmittels enthält der Wellenteil
(16) eine Anzahl von achsparallelen Bohrungen (24), die über den
ganzen Umfang mit gleichem Abstand voneinander verteilt sind. Jede
Bohrung (24) ist durch eine kurze Radialbohrung (25) mit der
umlaufenden Nut (23) verbunden. An der Stirnfläche des Flansches (18)
sind die Bohrungen (24) verschlossen. Im Umfangsbereich des Flansches
(18) mündet in jede Bohrung (24) eine Radialbohrung (26), die außen
eine geeignete Anschlußöffnung für den Anschluß einer (nicht
dargestellten) Druckmittelzufuhrleitung trägt.
Der Wellenteil (16) ist, wie Fig. 2 zeigt, als Hohlzylinder
ausgebildet, wobei ein äußerer Bohrungsabschnitt (27) auf einer
gegenüber dem Maschinenkörper unbeweglichen Hülse (28) formschlüssig
geführt ist. An den Bohrungsabschnitt (27) schließt sich ein
Bohrungsabschnitt (29) mit größerem Durchmesser an, so daß zwischen
dem Wellenteil (16) und der Hülse (28) ein Ringraum gebildet ist, der
durch einen Ringansatz (30) an der Hülse (28), der als Kolben dient,
in zwei voneinander unabhängige Ringräume (31, 32) unterteilt ist. In
jeden dieser beiden Ringräume mündet eine Druckmittelzufuhrleitung
(33, 34). Der Ringraum (32) ist nach außen durch einen an der
Innenwandung des Wellenteils (16) befestigten Endring (35)
abgeschlossen.
Das axiale Verstellen des Wellenteils (16) und damit das Verstellen
der Zusatzwalze (10) in ihrer Höhenlage geht wie folgt vor sich.
Durch Einleiten eines Druckmittels in die umlaufenden Nuten (19) wird
zunächst die Verspannung zwischen dem Nabenteil (15) und dem
Wellenteil (16) aufgehoben. Die beiden Teile sind jetzt axial leicht
gegeneinander bewegbar. Bewirkt wird die gewünschte Bewegung durch
Beaufschlagen des einen oder anderen der beiden Druckmittelräume (31)
bzw. (32). Nach der gewünschten Verstellung der Zusatzwalze (10)
werden die umlaufenden Nuten (19) wieder druckentlastet, womit der
feste Verband zwischen dem Nabenteil (15) und dem Wellenteil (16)
wieder hergestellt wird.
Im Innern der Hülse (28) verläuft eine Drehwelle für den Antrieb der
Zusatzwalze (10). Diese Drehwelle setzt sich aus zwei drehschlüssig
verbundenen, jedoch axial teleskopartig gegeneinander bewegbaren
Teilen (36) und (37) zusammen. Der untere Wellenteil (36) ist im
Maschinenkörper (7) drehbar, aber axial unbeweglich gelagert. An
seinem unteren Ende sitzt auf dem Wellenteil (36) ein Antriebsritzel
(38). Am entgegengesetzten Ende ist der Wellenteil (36) mit einer
konzentrischen Bohrung versehen, in der der Wellenteil (37) axial
beweglich geführt ist. Durch eine Verzahnung oder eingelegte Federn
(39) sind die Wellenteile (36) und (37) in Drehrichtung
kraftschlüssig miteinander verbunden. Bei einer Verstellbewegung des
Wellenteils (16) führt die Welle (37) gegenüber der feststehenden
Welle (36) eine gleiche und gleichgerichtete Axialbewegung aus.
Claims (6)
1. Walzenschrämmaschine, die auf einem Förderer verfahrbar ist und
eine Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse aufweist, die in bezug
auf den Maschinenkörper seitlich versetzt am freien Ende eines
Schwenkarmes gelagert ist, der am anderen Ende mit einer
Schwenkwelle verbunden ist, die in einem Drehlager am
Maschinenkörper schwenkbar gehalten ist und mit Hilfe eines
Stellorgans, z.B. eines Hubzylinders, schwenkbar und axial bewegbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle aus teleskopartig
ineinandergreifenden Bauteilen, nämlich einem Naben- und einem
Wellenteil (15, 16), besteht, die im Ruhezustand durch
Reibungsschluß gegeneinander verspannt sind, daß im
Berührungsbereich der Wandungen an einem Bauteil in der Wandung in
axialer Richtung aufeinanderfolgende, umlaufende Nuten (19)
enthalten sind, die durch Kanäle (21) untereinander verbunden sind
und mit einem nach außen führenden Ölzufuhrkanal (26) in
Verbindung stehen und daß durch Druckmittelzufuhr die gegenseitige
elastische Verspannung von Naben- und Wellenteil (15, 16)
vorübergehend aufhebbar ist.
2. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Nabenteil (15) der Schwenkwelle gegenüber dem Maschinenkörper
(7) axial unbeweglich gelagert ist und in seiner Berührungswandung
umlaufende Nuten (19) enthält und daß im inneren, axial
beweglichen Wellenteil (16) wengistens ein Ölzufuhrkanal (24, 25)
und (26) enthalten ist, der in wenigstens eine umlaufende Nut (23)
in seiner Berührungswandung endet, die sich mit wenigstens einer
Nut im Nabenteil (15) in der Ruhestellung und in den möglichen
Verschiebestellungen deckt.
3. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Nuten (19) im
Nabenteil (15) durch wenigstens einen axialen Nutenkanal (20)
miteinander verbunden sind und daß jeder Nutenkanal (20) über je
eine radiale Bohrung (21) an eine achsparallele Sammelbohrung (22)
angeschlossen ist.
4. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die umlaufende Nut (23) im Wellenteil (16) eine axiale Länge hat,
die größer ist als der Innenabstand von zwei benachbarten Nuten
(19) des Nabenteils (15).
5. Walzenschrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wellenteil (16) als Hohlzylinder
ausgebildet ist und mit einem Teil seiner axialen Länge auf einer
gegenüber dem Maschinenkörper unbeweglichen Hülse (28)
formschlüssig gelagert ist und daß auf einem anderen Teil seiner
Länge Wellenteil (16) und Hülse (28) zwei übereinanderliegende
Ringräume (31, 32) begrenzen, die durch einen Ringansatz (30) an
der Hülse (28), der als Kolben dient, getrennt sind, wobei die
Ringräume (31, 32) über je einen Kanal (33) bzw. (34) von außen
abwechselnd mit Druckmittel für eine aufwärts oder abwärts
gerichtete Bewegung des Wellenteils (16) beaufschlagbar sind.
6. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
für den Antrieb der Zusatzwalze (10) im Innern der Hülse (28) eine
Antriebswelle aus wenigstens zwei drehschlüssig verbundenen,
jedoch axial teleskopartig gegeneinander bewegbaren Teilen (36, 37)
verläuft.
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