DE4130293A1 - Schwenkwerk fuer eine teilschnittmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkwerk für den Drehstuhl einer Teilschnittmaschine, die einen am Drehstuhl schwenk­ bar gelagerten Schneidarm mit Schneidkopf aufweist, wobei als Schwenkantrieb für den Drehstuhl in Gelenklagern an­ geschlossene hydraulische Schwenkzylinder vorgesehen sind.

Teilschnittmaschinen mit einem höhen- und seitenverschwenk­ baren Schneidarm werden bekanntlich als Abbau- und Vortriebsmaschinen im Bergbau, im Tunnel- oder Stollenbau und für ähnliche Zwecke eingesetzt. Sie werden zumeist als selbstfahrende Maschinen ausgeführt und mit einem Raupen­ fahrwerk versehen. Auf dem Maschinenrahmen der Teil­ schnittmaschine ist an einem Drehstuhl mit vertikaler Drehachse ein Schneidarmträger angeordnet, an dem der Schneidarm höhenverschwenkbar gelagert ist. Als Schwenk­ antrieb für den Drehstuhl werden hydraulische Schwenk­ zylinder verwendet, die entweder außenseitig am Drehstuhl gelenkig angeschlossen sind und sich in Gelenklagern an einem feststehenden Teil des Maschinenrahmens abstützen oder aber sich im Inneren des Drehstuhls befinden, wie dies aus der DE-OS 37 31 403 bekannt ist.

Als hydraulisches Druckmedium für die Druckbeaufschlagung der Schwenkzylinder wird im allgemeinen Druckwasser ver­ wendet. Bei den Schwenkbewegungen des schweren Schneid­ armes und des ihn tragenden Drehstuhls kommt es im Maschineneinsatz aufgrund der bewegten großen Massen zu erheblichen stoßartigen Beanspruchungen insbesondere der Schwenkzylinder und deren Gelenkanschlüsse bzw. Gelenk­ lager. Diese hohen Kräfte werden aufgrund der schlechten Dämpfungseigenschaft, d. h. der geringen Kompressibilität der Wasserhydraulik praktisch ungedämpft über die Schwenk­ zylinder und deren Gelenkanschlüsse bzw. Gelenklager abgesetzt, so daß es zu schwerwiegenden Beschädigungen der den Stoßbelastungen ausgesetzten Teile und auch zu starken Verschleißerscheinungen an diesen Teilen kommen kann.

Insbesondere bei Verwendung einer Zylindergruppe als Schwenkantrieb in der Anordnung, wie sie aus der DE-OS 37 31 403 bekannt ist, stellen sich erhebliche Beanspruchungen an den mechanischen und hydraulischen Bauteilen auch dadurch ein, daß die der Steuerung der verschiedenen Schwenkzylinder dienenden Ventile in ihren Öffnungs- und Schließbewegungen nicht verzögerungsfrei und exakt arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Schwenkwerk der genannten Art, insbesondere einem solchen in der Bauart nach der DE-OS 37 31 403, die genannten Nachteile zu be­ seitigen, d. h. das Schwenkwerk so auszubilden, daß die hohen Betriebskräfte, die sich im Maschineneinsatz aus den großen, über den Schwenkantrieb bewegten Massen ergeben, von den Schwenkzylindern und deren Gelenklagern bzw. Gelenkanschlüssen sicher aufgenommen werden können und folglich zu keinen Beschädigungen der mechanischen und hydraulischen Teile führen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Gelenklagern der Schwenkzylinder eine in deren Kraft­ richtung elastisch-nachgiebige Dämpfungseinrichtung zu­ geordnet ist.

Nach der Erfindung sind also den Schwenkzylindern des Drehstuhl-Schwenkantriebs Dämpfungseinrichtungen zugeord­ net, die die hohen, über die Schwenkzylinder und deren Gelenk bzw. Gelenklager wirkenden Kräfte so weit dämpfen, daß es zu keinen ernsthaften Beschädigungen dieser Teile im Maschineneinsatz kommen kann. Anstelle der üblichen starren Gelenklager ist erfindungsgemäß also eine in gewissem Umfang elastisch-nachgiebige Gelenklagerung der Schwenkzylinder verwirklicht, die auch hohe Stoßbean­ spruchungen abzufedern in der Lage ist. Mit der Erfindung kann daher ein hydraulischer Schwenkantrieb verwirklicht werden, der trotz Anwendung der Wasserhydraulik über eine gute Dämpfungscharakteristik verfügt.

Die Dämpfungseinrichtungen wie auch die zugeordneten, die Gelenkanschlüsse der Schwenkzylinder bildenden Gelenklager können von unterschiedlicher Ausgestaltung sein. Vorzugs­ weise besteht die Dämpfungseinrichtung aus einem dem Gelenklager zugeordneten Dämpfungszylinder. Die Dämpfungs­ zylinder können Dämpfungsfedern aufnehmen. Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich aber, wenn die Dämpfungs­ zylinder eine komprimierbare Dämpfungsmasse, d. h. eine fließfähige Masse mit guter Dämpfungscharakteristik bzw. Kompressibilität, enthalten. Besonders geeignet als Dämpfungsmasse bei dem erfindungsgemäßen Schwenkzylinder- Schwenkwerk ist Siliconöl, das bekanntlich im Vergleich zu Wasser und zu den gebräuchlichen hydraulischen Mineral­ ölen über eine hohe Kompressibilität verfügt und zugleich weitere, für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck vor­ teilhafte Eigenschaften, wie gute Gleitfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und wasserabweisende Eigenschaften besitzt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Gelenklager der Schwenkzylinder aus einem am Schwenk­ zylindermantel angeordneten, in einer Kugelkalotte gelagerten balligen Lagerring, wobei der Dämpfungszylinder von einem die Kugelkalotte umschließenden Ringzylinder gebildet ist. Die Kugelkalotte ist hierbei zweckmäßig in einem fest­ stehenden Ringgehäuse od. dgl. in Achsrichtung des Schwenk­ zylinders verschieblich geführt, wobei der Ringzylinder z. B. zwischen Rinflanschen od. dgl. der Kugelkalotte und des Ringgehäuses ausgebildet ist. Es empfiehlt sich, das Ringgehäuse mittels Schrauben lösbar am Drehkranz, vorzugs­ weise an dessen Außenseite, zu befestigen. In diesem Fall wird also der Schwenkzylinder über das Kugelgelenk mit zugeordnetem Dämpfungszylinder am Drehstuhl angeschlossen.

An dem Gelenklager des Schwenkzylinders kann eine mecha­ nische Drehbegrenzung vorgesehen werden. Diese kann bei Ausbildung des Gelenklagers als Kugelgelenk aus einem Zapfen od. dgl. bestehen, der an der Kugelkalotte angeordnet ist und in eine Nut des balligen Lagerringes einfaßt. Mit Hilfe der mechanischen Drehbegrenzung wird eine Verdrehung des Zylinderrohres um seine Achse verhindert.

Wie erwähnt, läßt sich die Erfindung mit besonderem Vorteil bei einem Schwenkantrieb in der Bauart nach der DE-OS 37 31 403 verwirklichen. Der Schwenkantrieb kann hierbei vier Schwenkzylinder aufweisen, die paarweise einander gegenüberliegend angeordnet und jeweils in einem Gelenklager mit zugeordneter Dämpfungseinrichtung am Dreh­ stuhl angeschlossen sind, während sie mit ihren Kolben­ stangen in Anschlußgelenken an einem vom Drehstuhl um­ schlossenen, drehfest am Maschinenrahmen angeordneten Anschlußkopf od. dgl. angeschlossen sind, wobei die beiden Schwenkzylinder eines jeden Schwenkzylinderpaares in Richtung auf die Anschlußgelenke divergieren. Die Schwenk­ zylinder können hierbei auch mit ihren Zylinderrohren durch Öffnungen des Drehstuhls herausgeführt sein, wobei sie jeweils in einem an der Außenseite des Dreh­ stuhls liegenden Gelenklager über die Dämpfungseinrichtung elastisch-nachgiebig am Drehstuhl abgestützt und ange­ schlossen sind.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in Draufsicht und in schematischer Verein­ fachung das Schwenkwerk einer Teilschnitt­ maschine mit zugeordnetem Schwenkantrieb und Dämpfungseinrichtungen nach der Erfindung;

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch ein einzelnes Gelenklager des in Fig. 1 gezeigten Schwenkwerks.

Zur Erläuterung der Erfindung wird Bezug genommen auf den Offenbarungsinhalt der DE-OS 37 31 403, die Einzelheiten der mit einem Raupenfahrwerk versehenen Teilschnitt­ maschine und ihres am Maschinenrahmen angeordneten Schwenkwerks nebst des hydraulischen Schwenkantriebs offenbart.

Der Schneidarm 1 der Teilschnittmaschine weist einen angetriebenen Schneidkopf 2, hier einen bekannten Quer­ schneidekopf, auf. Er ist um eine horizontale Achse 3 höhenverschwenkbar am Schneidarmträger bzw. am Drehstuhl 4 gelagert, wie dies bekannt ist. Der Drehstuhl 4 ist um eine Vertikalachse schwenkbar auf dem Maschinenrahmen der Teilschnittmaschine gelagert. Am Maschinenrahmen ist ein Anschlußkopf 5 drehfest angeordnet, der von dem ring­ förmigen Drehstuhl 4 umschlossen wird. Der Schwenkantrieb des Drehstuhls 4 und des hieran gelagerten Schneidarmes 1 besteht aus vier hydraulischen Schwenkzylindern 6, die in Gelenklagern 7 am Drehstuhl 4 angeschlossen sind und deren Kolbenstangen 8 in Anschlußgelenken 9, die hier als Bolzen­ gelenke ausgeführt sind, am Anschlußkopf 5 angeschlossen sind.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die vier Schwenkzylinder 6 zu beiden Seiten der mit der Schneidarmachse zusammenfallenden Längs­ achse paarweise einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die beiden Schwenkzylinder eines jeden Paares in Richtung auf die Anschlußgelenke 9 gegeneinander divergieren. Die Anschlußgelenke 9 liegen daher paarweise dicht nebenein­ ander auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Anschlußkopfes 5. Die Schwenkzylinder sind mit ihren Zylinderrohren 10 durch im Umfangsbereich des Drehstuhls 4 angeordnete Öffnungen des Drehstuhls herausgeführt und jeweils in dem an der Außenseite des Drehstuhls liegenden Gelenklager gelagert. Dabei ist jedem Gelenklager 7 eine Dämpfungseinrichtung zugeordnet, über die der Schwenk­ zylinder 6 in Richtung seiner Zylinderachse elastisch­ nachgiebig gegen den Drehstuhl 4 abgestützt ist.

In Fig. 2 ist ein einzelnes Gelenklager 7 dargestellt. Es besteht aus einem Kugelgelenklager mit einem am Mantel des Zylinderrohres 10 fest angeordneten balligen Lagerring 11, der in einer Kugelkalotte 12 gelagert ist. Die ringförmige Kugelkalotte 12 ist in einem Ringgehäuse 13 in Achsrichtung des Schwenkzylinders 6 verschieblich ge­ führt. Das Ringgehäuse 13 ist mittels Schrauben 14 am Drehstuhl 4 befestigt. Zwischen der Kugelkalotte 12 und dem Ringgehäuse 13 befindet sich ein Ringzylinderraum 15, der einen Dämpfungszylinder bildet. Die Kugelkalotte 12 führt sich mit einem Bund oder Flansch 16 in der Innen­ bohrung des Ringgehäuses 13, das seinerseits mit einem Bund oder Flansch 17 die Kugelkalotte 12 umschließt und führt. Die beiden Flansche 16 und 17 begrenzen den ring­ förmigen Dämpfungszylinder 15. Letztere nimmt eine Dämpfungsmasse 18 auf, die vorzugsweise aus Siliconöl mit hoher Kompressibilität besteht. Statt dessen können aber auch andere komprimierbare Dämpfungsmassen im Dämpfungs­ zylinder 15 enthalten sein. Es versteht sich, daß der Dämpfungszylinder 15 mittels (nicht dargestellter) Dichtungen nach außen abgedichtet ist.

Das in Fig. 2 gezeigte Gelenklager 7 weist außerdem eine Drehbegrenzung für das Zylinderrohr 10 des Schwenk­ zylinders 6 auf. Diese besteht aus einem an der Kugel­ kalotte 13 fest angeordneten Zapfen 19, der in eine bogenförmige Nut 20 der Kugelkalotte 11 einfaßt und eine Drehbewegung des Zylinderrohres 10 um seine Längs­ achse verhindert.

Die Schwenkzylinder 6 des Schwenkwerks können aus einfach oder doppelt wirkenden hydraulischen Zylindern bestehen. Die Arbeitsweise des Schwenkwerks und seines Schwenkzylinder-Schwenkantriebs mit Steuerung der einzelnen Schwenkzylinder 6 ist der DE-OS 37 31 403 zu entnehmen. Es ist erkennbar, daß im Maschineneinsatz die über die Anschlußgelenke 9 auf die Schwenkzylinder 6 und deren Gelenklager 7 übertragenen Kräfte durch die im Dämpfungszylinder 15 eingeschlossene Dämpfungs­ masse 18 abgefangen bzw. gedämpft werden, wobei die Dämpfungsmasse komprimiert wird. Der Schwenkzylinder 6 ist demgemäß im Gelenklager 7 durch die Dämpfungsmasse 18 elastisch-nachgiebig abgestützt.

Die Erfindung ist auf das dargestellte bevorzugte Aus­ führungsbeispiel nicht beschränkt. Es ist auch möglich, die Dämpfungszylinder 15 der Gelenklager 7 der Schwenk­ zylinder 6 an einen hydropneumatischen Druckspeicher anzuschließen, der in diesem Fall die elastisch-nachgiebige Abstützung und Lagerung der Schwenkzylinder bewirkt. Auch ist es möglich, die Schwenkzylinder 6 an ihren rückwärtigen Enden über Anschlußgelenke am Drehstuhl 4 anzuschließen, wobei diese rückwärtigen Anschlußgelenke die Gelenklager bilden, denen ein Dämpfungszylinder zugeordnet ist. Ein solcher Dämpfungszylinder kann am Boden des Zylinder­ rohrs 10 des Schwenkzylinders 6 angeordnet sein.

Claims (10)

1. Schwenkwerk für den Drehstuhl einer Teilschnittmaschine, die einen am Drehstuhl schwenkbar gelagerten Schneidarm mit Schneidkopf aufweist, wobei als Schwenkantrieb für den Drehstuhl in Gelenklagern angeschlossene hydraulische Schwenkzylinder vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Gelenklagern (7) der Schwenkzylinder (6) eine in deren Kraftrichtung elastisch-nachgiebige Dämpfungseinrichtung (15, 18) zu­ geordnet ist.

2. Schwenkwerk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung aus einem dem Gelenklager (7) zugeordneten Dämpfungs­ zylinder (15) besteht.

3. Schwenkwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungs­ zylinder (15) eine komprimierbare Dämpfungsmasse enthält.

4. Schwenkwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse (18) aus Siliconöl hoher Kompressibilität besteht.

5. Schwenkwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenklager (7) der Schwenkzylinder (6) aus einem am Schwenkzylindermantel angeordneten, in einer Kugel­ kalotte (12) gelagerten balligen Lagerring (11) besteht, und daß der Dämpfungszylinder (15) von einem die Kugel­ kalotte (12) umschließenden Ringzylinder gebildet ist.

6. Schwenkwerk nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kugelkalotte (12) in einem feststehenden Ringgehäuse (13) verschieblich geführt ist, wobei der als Ringzylinder ausgebildete Dämpfungszylinder (15) zwischen Ringflanschen (16, 17) od. dgl. der Kugel­ kalotte (12) und des Ringgehäuses (13) ausgebildet ist.

7. Schwenkwerk nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringgehäuse (13) mittels Schrauben (14) lösbar am Drehstuhl (4), vorzugsweise an dessen Außenseite, befestigt ist.

8. Schwenkwerk nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als mechanische Drehbegrenzung an der Kugelkalotte (12) ein in eine Nut (20) des balligen Lagerringes (11) ein­ fassender Zapfen (19) od. dgl. angeordnet ist.

9. Schwenkwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb vier Schwenkzylinder (6) aufweist, die paarweise einander gegenüberliegend angeordnet und jeweils in einem Gelenklager (7) mit zugeordneter Dämpfungsein­ richtung am Drehstuhl (4) angeschlossen sind, während sie mit ihren Kolbenstangen (8) in Anschlußgelenken (9) an einem vom Drehstuhl (4) umschlossenen, drehfest am Maschinenrahmen angeordneten Anschlußkopf (5) angeschlos­ sen sind, wobei die beiden Schwenkzylinder eines jeden Schwenkzylinderpaares in Richtung auf die Anschluß­ gelenke (9) gegeneinander divergieren.

10. Schwenkwerk nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkzylinder (6) mit ihren Zylinderrohren (10) durch Öffnungen des Drehstuhls (4) herausgeführt sind und jeweils in einem an der Außenseite des Drehstuhls angeordneten Gelenklager (7) über die Dämpfungseinrichtung (15, 18) elastisch-nachgiebig am Drehstuhl abgestützt sind.