EP0010534B1 - Einrichtung zum Kühlen der Meissel des Schrämwerkzeuges einer Schrämmaschine und der Ortsbrust, sowie zum Niederschlagen des Staubes - Google Patents

Einrichtung zum Kühlen der Meissel des Schrämwerkzeuges einer Schrämmaschine und der Ortsbrust, sowie zum Niederschlagen des Staubes Download PDF

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EP0010534B1
EP0010534B1 EP79890023A EP79890023A EP0010534B1 EP 0010534 B1 EP0010534 B1 EP 0010534B1 EP 79890023 A EP79890023 A EP 79890023A EP 79890023 A EP79890023 A EP 79890023A EP 0010534 B1 EP0010534 B1 EP 0010534B1
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EP
European Patent Office
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valve
arrangement according
cutting
nozzle
tooth
Prior art date
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Application number
EP79890023A
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English (en)
French (fr)
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EP0010534A1 (de
Inventor
Alfred Zitz
Otto Dipl.-Ing. Schetina
Herwig Wrulich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
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Publication date
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Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
    • E21C35/187—Mining picks; Holders therefor with arrangement of fluid-spraying nozzles

Definitions

  • GB-A-1 110 763 has disclosed a further device of the type mentioned at the outset, in which nozzles are arranged next to the chisels, the supply of liquid for depositing the dust being controlled as a function of the rotation of the cutting tool.
  • the chisels are cooled by water atomized by means of compressed air
  • the water supply to the nozzles is controlled by slip rings which are arranged on the axis of the cutting head.
  • slip rings which have become known, for example, from DE-B-1 935 886, are not suitable for enabling a seal against high pressures.
  • air since air is used as a pressure medium in this known embodiment, the water can be supplied to the air under relatively low pressure and such a low pressure can be controlled by slip rings.
  • the air flow is not interrupted during the time in which no cooling is required for the chisel, but only the water supply to the air flow is interrupted by the grinding ring control.
  • the chisels In order to certainly avoid the risk of ignition due to sparking, not only must the chisels be cooled, but also the groove that is cut by the chisels, i.e.
  • the engagement of the chisels does not always take place over a range of 90 ° of the cutting head rotation. Depending on the type of rock, this area can also be selected smaller or larger. It is therefore not possible, even with a control system with slip rings, to adjust the water supply exactly as it would be necessary for the respective operating case in order to avoid water losses and to eliminate the risk that the chisels come into engagement with the rock over an uncooled angular range. It can thus, sparking cannot be prevented with certainty in this way.
  • the invention now relates to a device for cooling the chisels of the cutting tool of a cutting machine and the face as well as for depositing dust, in particular the cutting tool formed by at least one rotating cutting head on the movable cutting arm of a cutting machine, the chisels only intermittently engaging with the standing stone and the working face by means of nozzles for the cooling medium which are arranged on the cutting tool and are assigned individual chisels, a control being provided which only permits the supply of the cooling medium to the nozzles during the time of engagement of the chisels to which the relevant nozzles are assigned. releases into the rock.
  • the invention aims, with certainty, to avoid ignition of the combustible gases released during the cutting and to precipitate the resulting dust, without having to accept excessive water losses, and essentially consists in the fact that, as a cooling medium, water without the addition of Air is used and that the chisel shaft of the chisel is axially displaceably mounted in the chisel holder and is resiliently supported against the cutting pressure, the control of the supply of the cooling medium being carried out by means of a valve acted upon by the shifting movement of the chisel, which is accommodated in the chisel holder.
  • the supply pressure of the coolant upstream of the nozzle can be at least 20 bar, preferably above 25 bar. This high pressure ensures that the nozzles are kept clear and that the water supply is precisely controlled and limited to the time the chisel engages in the rock and allows such a high pressure to be applied without having to accept excessive water consumption.
  • the advantage is achieved that the path from the valve to the nozzle is very short, so that immediately when a load occurs, the chisel starts cooling and the water flow is switched off immediately after this load has ended.
  • the valve arrangement is also exchanged when the bit holder is replaced, and that the processing can be carried out in large series for the purpose of forming the valve arrangement, since every cutter head has a large number of chisel holders.
  • the design is preferably such that the valve controlling the supply of the cooling medium to the nozzle is arranged on the side of the chisel shaft facing the axis of the cutting head and the nozzle is arranged on the side of the chisel shaft facing away from the axis of the cutting head.
  • the valve arrangement is moved into that area of the bit holder in which there is sufficient space for it, and the nozzles are brought into the immediate area of the bit.
  • the nozzle is preferably directed against the groove dug by the chisel.
  • the chisel is only cooled indirectly and the risk is eliminated that the chisel cutting edge becomes brittle as a result of excessive cooling.
  • the fact that the nozzle is directed against the groove dug by the chisel means that when the chisel enters the rock, i. in other words, in the situation in which the greatest risk of spark formation exists, this spark formation is rendered harmless by a water curtain.
  • the risk of sparking is lower because hard inclusions are simply broken out.
  • the groove is flooded with water to such an extent that this also eliminates the risk of sparking.
  • the arrangement can be such that the valve body, which is preferably formed by a ball, is held in the closed position only by the supply pressure of the cooling medium. This is easily made possible by the high supply pressure of the water and offers the advantage that fragile parts such as springs can be avoided. If necessary, a spring can also be provided.
  • the chisel shaft is equipped with a radially projecting rim which interacts with a tappet which actuates the valve body in the opening direction.
  • a tappet which actuates the valve body in the opening direction.
  • Actuator for the valve body formed by a sealingly guided piston which has a stilt acting on the valve body. A sealing is achieved by means of this piston, so that the water passing through the valve can be guided over the valve-side working space of the piston.
  • the valve cone of the valve is equipped with an outwardly projecting part, for example an annular rim, which engages behind the end of the bit shaft facing away from the bit tip.
  • the arrangement of the valve actuation at the end of the chisel shaft facing away from the chisel tip has the advantage that the parts serving for valve actuation lie outside the area which is used for cutting and are therefore protected. Hiebei can be arranged according to the invention, the valve and the nozzle on the side of the chisel facing away from the axis of the cutting head, since the actuators of the valve are anyway protected by the projecting parts of the chisel holder.
  • valve and nozzle are now on the same side of the chisel, a preferred embodiment can now be selected according to the invention, in which the space in front of the nozzle directly adjoins the space behind the valve seat.
  • This has the advantage that a pressure drop between the valve and nozzle can be avoided, and in particular such a design offers the possibility of choosing a very high supply pressure of the water upstream of the nozzle, which according to the invention can be approximately 200 bar or even higher.
  • a high supply pressure has the advantage that clogging of the nozzle is avoided with certainty, and has the further advantage that the water jet escaping under such a high pressure also causes part removal of the material to be cut, so that the chiseling work of the chisel by the water jet is supported.
  • the nozzle is expediently directed against the groove dug by the chisel.
  • valve cone in which a part connected to the valve cone engages behind the rear end of the chisel shaft, the valve cone is pressed against the valve seat by a spring which is biased against the working load acting on the chisel.
  • This spring also causes the chisel or the chisel shaft to be reset as soon as the chisel is relieved of the working pressure.
  • FIG. 1 shows a section through the chisel holder.
  • 2 and 3 show another embodiment, wherein FIG. 2 shows a section through the bit holder in the axis of the bit along line II-II of FIG. 3 and FIG. 3 shows a section along line III-III of FIG. 2.
  • Fig. 4 shows the overall arrangement of the cutting machine with the cutting arm and the rotating cutting heads in front of the working face.
  • Fig.1 1 1 represents the base body of the cutting head, on which the bit holder 2 are welded.
  • a bushing 3 is pressed into the chisel holder 2, within which the chisel shaft 4 is mounted so as to be displaceable in the direction of its axis 5.
  • the chisel is supported against the cutting pressure by a spring 6.
  • the position of the chisel shank 4 is shown in the state loaded by the cutting pressure.
  • the chisel shaft 4 has already been pushed back by the amount of the play 7 in the direction of the spring 6, in which position a rim 10 of the chisel shaft 4 bears against a flange 54 of the bush 3.
  • a bushing 8 is inserted into the chisel holder 2, within which a piston 9 is sealingly guided.
  • the piston 9, which rests on the rim 10 of the chisel is pressed in the direction of the arrow 11 and, by means of a stilt 12, presses a ball valve into the open position, in which the ball 13 is lifted from the valve seat 14: 15 is a hole for the cooling medium formed by the water.
  • the cooling medium passes into a space 16 and from here via the valve seat 14 into space 17 to the other side of the ball and from here through a bore 18 in the bush 8 and a bore 19 in the body of the bit holder 2 into one of a groove of the bush 3 formed annular space 20 and from here via a bore 21 to the nozzle 22.
  • the chisel shaft 4 is loaded by the cutting pressure, the water is sprayed out of the nozzle and reaches the groove 23 dug by the chisel in the face face 24 of where it is diverted to the chisel.
  • the ball 13 is held in its sealing position on the valve seat only by the supply pressure of the water. It must therefore be held by a rib 25, the ball in the open position near the valve seat 14. However, a spring loading the ball 13 in the closing direction can also be provided. 26 is a cover plate which covers the piston 9 and limits the path of this piston.
  • the water jet 27 emerging from the nozzle creates a water curtain, as it were, which extinguishes sparks which may form when the chisel engages in the rock.
  • the chisel is only indirectly cooled by the redirected water, at the same time the resulting dust is deposited.
  • the water is fed to the nozzle 22 at a very high pressure, which is above 25 bar, so that blockage of the nozzle is avoided with certainty.
  • the exit speed from the nozzle is approximately 90 m / s.
  • both the valve 31 and the nozzle 32 are arranged on the side of the chisel shaft 33 facing away from the axis of the cutting head.
  • the chisel shaft is again slidably mounted in the chisel-like 34, with a displacement a of about 2 mm is provided.
  • a bush 35 inserted into the chisel holder 34 surrounds the valve plug 36 and forms the valve seat 37.
  • the valve plug 36 is pressed against the valve seat 37 by a spring 38 into the closed position.
  • the stem 39 of the valve cone 36 is sealingly guided in a ring 40 provided with a seal.
  • annular rim 42 is provided which engages behind the rear end 43 of the chisel shaft 33. In this way, the chisel is moved into the unloaded position by the action of the spring 38 when the working pressure on the chisel is eliminated.
  • the water comes from the cutting head 44 through a bore 45 to a channel 46 in the bit holder and from this channel through openings 47 of the sleeve 35 into the space in front of the valve cone 36.
  • the space 49 immediately adjoins the space 48 in the flow direction behind the valve cone 36 the nozzle 32 so that a pressure drop between the valve 31 and the nozzle 32 is avoided.
  • a very high water pressure of, for example, more than 200 bar can therefore be built up in the space 49 in front of the nozzle 32 and there is a sharp, narrow jet, as indicated by 50.
  • a sieve body 51 can be inserted into the space 49 in front of the nozzle 32.
  • Fig. 4 shows the position of the cutting head, which is equipped with chisel holders and nozzles according to FIG. 1, on the face 24.
  • the cutting head 28 rotates in the direction of arrow 29.
  • the water jet emerging from the nozzle impacts the groove dug by the chisel on the steep part 30 by the water jet 27.

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Description

  • Beim Schrämen treten an den Meißeln hohe Temperaturen auf, so daß eine Kühlung der Mei-Bel an und für sich von Vorteil ist. Wenn nun aber z.B. beim Schrämen von Kohle im Flöz harte Gestelnseinschlüsse vorhanden sind oder wenn auch Schichten von hartem, taubem Gestein geschrämt werden müssen, so kann eine Funkenbildung auftreten, und eine solche Funkenbildung bringt wieder die Gefahr einer Explosion des aus dem Fiöz austretenden Grubengases mit sich. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, den Meißeln ein Kühlmedium zuzuführen. Als Kühimedium wurde Wasser oder mit Luft versprühtes Wasser verwendet. Um eine Ausnützung dieses Kühlmedlums zu gewährleisten, sollen die Düsen für dieses Kühlmedium möglichst nahe den Meißeln, d.h. also am Schrämwerkzeug bzw. am Schrämkopf selbst angeordnet sein. Damit sind aber wieder die Düsen bei der Schrämarbeit der Gefahr einer Verschmutzung und Verstopfung ausgesetzt. Dieser Gefahr kann nur entgegengewirkt werden, wenn das Kühlmedium unter hohem Druck den Düsen zugeführt wird. Der hohe Zuführungsdruck bedingt nun wieder einen großen Wasserverbrauch und die großen anfallenden Wassermengen bringen nun große Schwierigkeiten mit sich, weil der Bereich vor der Ortsbrust überschwemmt wird. Es wird dadurch auch die Sohle aufgeweicht, so daß die Gefahr besteht, daß die Schrämmaschine ihren Halt verliert. Die Meißel eines Schrämkopfes stehen nun nur während eines Teiles einer Umdrehung des Schrämkopfes mit dem zu schrämenden Gestein in Eingriff. Bei einem rotierenden Schrämkopf ist dies etwa ein Viertel einer vollen Umdrehung. Wenn nun dauernd die Meißel mit dem Kühlmedium beaufschlagt werden, so entsteht ein übermäßiger Wasserverbrauch.
  • Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Zufuhr des Kühlmediums zu den Düsen so zu steuern, daß die Zufuhr zu den Meißeln während des Zeitraumes, während welchem diese nicht in Eingriff mit dem zu schrämenden Gestein stehen, unterbrochen wird. Aus der DE-B-1 283 777 ist eine Ausbildung bekannt geworden, bei welcher der Einlaß einer im Meißelhalter vorgesehenen Längsbohrung für das Druckwasser ein Ventil aufweist, das diese Bohrung schließt, wenn der Meißel sich nicht in Arbeitsstellung befindet, also nicht belastet ist, und das diese Bohrung öffnet, wenn der Meißel sich in ArbeitssteIlung befindet, das heißt, belastet ist. Das durch die Schwerkraft betätigte Kugelventil schließt die Wasserzufuhr, wenn der Schrämkopf eine bestimmte Drehstellung einnimmt.
  • - Die Funktion eines derartigen, lediglich durch die Schwerkraft beaufschlagten Ventiles ist aber im Schrämbetrieb auf Grund der großen Erschütterungen des Schrämkopfes in keiner Weise zuverlässig und entspricht nicht der tatsächlichen Belastung des Meißels. Aus der GB-A-1 110 763 ist eine weitere Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei welcher neben den Meißeln Düsen angeordnet sind, wobei die Zufuhr von Flüssigkeit zum Niederschlagen des Staubes in Abhängigkeit von der Umdrehung des Schrämwerkzeuges gesteuert wird. Bei den bekannten Ausführungsformen, bei welchen die Kühlung der Meißel durch mittels Druckluft zerstäubtes Wasser erfolgt, erfolgt die Steuerung der Wasserzufuhr zu den Düsen durch Schleifringe, welche an der Achse des Schrämkopfes angeordnet sind. Solche beispielsweise aus der DE-B-1 935 886 bekannt gewordene Schleifringe sind aber nicht geeignet, eine Dichtung gegen hohe Drücke zu ermöglichen. Da nun aber bei dieser bekannten Ausführungsform als Druckmittel Luft verwendet wird, kann das Wasser der Luft unter verhältnismäßig geringem Druck zugeführt werden und ein solcher geringer Druck kann durch Schleifringe beherrscht werden. Bei dieser bekannten Ausführungsform wird auch der Luftstrom nicht während der Zeit, in welcher keine Kühlung für den Meißel benötigt wird, unterbrochen, sondern durch die SchleifrIngsteuerung wird nur die Wasserzuführung zum Luftstrom unterbrochen. Um mit Sicherheit die Gefahr einer Zündung durch Funkenbildung zu vermeiden, müssen aber nicht nur die Meißel gekühlt werden, sondern es muß auch die Rille, welche von den Meißeln geschnitten wird, d.h. also die Ortsbrust selbst, besprüht werden und hiefür reicht eine Mischung von Luft und Wasser nicht aus. Bei der bekannten Steuerung der Wasserzufuhr durch Schleifringe kann bei einem rotierenden Schrämkopf die Steuerung nur so erfolgen, daß die Wasserzufuhr zu denjenigen Düsen erfolgt, weiche den in einem bestimmten Winkelbereich befindlichen Meißeln zugeordnet sind. In Abhängigkeit von der jeweiligen Situation ist es aber vorteilhaft oder sogar notwendig, von unten nach oben oder von oben nach unten zu schrämen. Beim Schrämen von unten nach oben sind die Meißel ungefähr im oberen der Abbaufront zugewendeten Viertelkreis in Eingriff mit dem Gestein. Beim Schrämen von oben nach unten sind aber die Meißel ungefähr im unteren der Abbaufront zugewendeten Viertelkreis in Eingriff mit dem Gestein. Diese Variationen können bei der Steuerung durch Schleifringe nicht oder nur auf sehr komplizierte Weise berücksichtigt werden. Dazu kommt noch, daß der Eingriff der Meißel nicht immer über einen Bereich von 90° der Schrämkopfumdrehung erfolgt. Je nach Gesteinsart kann dieser Bereich auch kleiner oder größer gewählt werden. Es ist daher auch bei einer Steuerung mit Schleifringen nicht möglich, die Wasserzufuhr genau so abzustimmen, wie es für den jeweiligen Betriebsfall erforderlich wäre, um Wasserverluste zu vermeiden und die Gefahr auszuschalten, daß die Meißel über einen ungekühlten Winkelbereich in Eingriff mit dem Gestein gelangen. Es kann somit auf diese Weise eine Funkenbildung nicht mit Sicherheit verhindert werden.
  • Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung zum Kühlen der Meißel des Schrämwerkzeuges einer Schrämmaschine und der Ortsbrust sowie zum Niederschlagen des Staubes, insbesondere des von wenigstens einem rotierenden Schrämkopf gebildeten Schrämwerkzeuges am beweglichen Schrämarm einer Schrämmaschine, wobei die Meißel nur zeitweise in Eingriff mit dem zu schrämenden Gestein stehen, und der Ortsbrust mittels am Schrämwerkzeug angeordneter, einzelnen Meißeln zugeordneter Düsen für das Kühlmedium, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, welche die Zufuhr des Kühlmediums zu den Düsen nur während der Zeit des Eingriffes der Meißel, welchen die betreffenden Düsen zugeordnet sind, in das Gestein freigibt. Die Erfindung zielt darauf ab, mit Sicherheit eine Zündung der beim Schrämen freiwerdenden brennbaren Gase zu vermeiden sowie entstehenden Staub niederzuschlagen, ohne übermäßige Wasserverluste in Kauf nehmen zu müssen, und besteht im wesentlichen darin, daß als Kühlmedium in an sich bekannter Weise Wasser ohne Beimengung von Luft verwendet wird und daß der Meißelschaft des Meißels axial verschiebbar im Mei-13elhalter gelagert und gegen den Schnittdruck federnd abgestützt ist, wobei die Steuerung der Zufuhr des Kühlmediums mittels eines durch die Verschiebebewegung des Meißels beaufschlagten Ventils erfolgt, das im Meißelhalter untergebracht ist. Dadurch, daß die Steuerung der Zufuhr des Kühlmediums von der Belastung der Meißel abhängig gemacht wird, ist die Gewähr gegeben, daß das Kühlmedium während der - gesamten Eingriffszeit eines Meißels in das Gestein diesen Meißeln zugeführt wird und während der gesamten eingriffsfreien Zeit der Zufuhr des Kühlmediums zum Meißel unterbrochen wird, unabhängig davon, in welche Richtung geschrämt wird und unabhängig davon, über welchen Winkelbereich die Meißel in das Gestein eingreifen. Es wird somit eine präzise den Anforderungen angepaßte Steuerung der Zufuhr des Kühlmediums zu den Meißeln ermöglicht. Es wird mit Sicherheit vermieden, daß während eines auch noch so kleinen Eingriffswinkeis der Meißel im Gestein eine Funkenbildung entstehen könnte, und es wird ein Wasserverlust während der Zeit des Nichteingreifens des MeiBeis vermieden. Auf diese Art wird ermöglicht, das Wasser mit einem so hohen Druck den Düsen zuzuführen, daß eine Verstopfung der Düsen praktisch nicht in Betracht kommt. Gemäß der Erfindung kann der Zuführungsdruck des Kühlmittels vor der Düse wenigstens 20 bar, vorzugsweise über 25 bar, betragen. Dieser hohe Druck gewährleistet die Freihaltung der Düsen und die präzise Steuerung und Beschränkung der Wasserzufuhr auf den Zeitraum des Eingriffes des Meißels in das Gestein und gestattet die Anwendung eines so hohen Druckes, ohne einen übermäßigen Wasserverbrauch in Kauf nehmen zu müssen. Dadurch, daß das die Zufuhr des Kühlmediums zur Düse steuernde Ventil im Mei-Belhalter untergebracht ist, wird der Vorteil erreicht, daß der Weg vom Ventil zur Düse sehr kurz bemessen ist, so daß sofort beim Auftreten einer Belastung,des Meißels die Kühlung einsetzt und sofort nach Beendigung dieser Belastung der Wasserstrom wieder ausgeschaltet wird. Es wird auch noch der weitere Vorteil erreicht, daß nur der Meißelhalter zum Zwecke der Ventilanordnung bearbeitet werden muß, daß mit einem Auswechseln des Meißelhalters auch die Ventilanordnung ausgewechselt wird und daß die Bearbeitung zum Zwecke der Ausbildung der Ventilanordnung in großen Serien.vorgenommen werden kann, da ja jeder Schrämkopf eine große Anzahl von Meißelhaltern aufweist. Vorzugsweise ist hiebei die Ausbildung so getroffen, daß das die Zufuhr des Kühlmediums zur Düse steuernde Ventil an der der Achse des Schrämkopfes zugewendeten Seite des Meißeischaftes und die Düse an der von der Achse des Schrämkopfes abgewendeten Seite des Meißelschaftes angeordnet ist. Dadurch wird die Ventilanordnung in denjenigen Bereich des Meißelhalters verlegt, in welchem genügend Platz hiefür vorhanden ist, und die Düsen werden in den unmittelbaren Bereich der Meißel gebracht.
  • Vorzugsweise ist die Düse gegen die vom Meißel gegrabene Rille gerichtet. Auf diese Weise wird der Meißel nur mittelbar gekühlt und es wird die Gefahr ausgeschaltet, daß die Meißelschneide infolge einer zu starken Kühlung versprödet wird. Vor allem aber wird dadurch, daß die Düse gegen die vom Meißel gegrabene Rille gerichtet ist, erreicht, daß beim Eintreten des Meißels in das Gestein, d.h. also in der Situation, in welcher die größte Gefahr einer Funkenbildung besteht, diese Funkenbildung durch einen Wasservorhang unschädlich gemacht wird. Beim Austreten des Meißels aus dem Gestein ist die Gefahr einer Funkenbildung geringer, da harte Einschlüsse einfach ausgebrochen werden. Jedenfalls aber wird auch beim Austritt des Meißels aus dem Gestein die Rille so weit mit Wasser überschwemmt, daß auch dadurch die Gefahr einer Funkenbildung behoben ist.
  • Gemäß der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß der Ventilkörper, welcher vorzugsweise von einer Kugel gebildet ist, lediglich durch den Zuführungsdruck des Kühlmediums in der Schließstellung gehalten ist. Dies wird ohne weiteres durch den hohen Zuführungsdruck des Wassers ermöglicht und bietet den Vorteil, daß bruchgefährdete Teile, wie beispielsweise Federn, vermieden werden können. Gegebenenfalls kann aber auch eine Feder vorgesehen sein.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung ist der Meißelschaft mit einem radial vorspringenden Bord ausgestattet, der mit einem den Ventilkörper im Öffnungssinn betätigenden Stössel zusammenwirkt. Hiedurch wird eine einfache Kraftübertragung vom Meißel auf das Ventil ermöglicht. Des weiteren ist zweckmäßig das Betätigungsorgan für den Ventilkörper von einem dichtend geführten Kolben gebildet, welcher eine auf den Ventilkörper wirkende Stelze aufweist. Durch diesen Kolben wird eine Abdichtung erreicht, so daß das durch das Ventil hindurchtretende Wasser über den ventilseitigen Arbeitsraum des Kolbens geführt werden kann.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilkegel des Ventils mit einem auswärts ragenden Teil, beispielsweise einem Ringbord, ausgestattet, der das von der Meißelspitze abgewendete Ende des Meißeischaftes hintergreift. Die Anordnung der Ventiibetätigung an dem von der Meißelspitze abgewendeten Ende des Meißelschaftes bringt den Vorteil mit sich, daß die zur Ventilbetätigung dienenden Teile außerhalb des beim Schrämen beanspruchten Bereiches liegen und daher geschützt sind. Hiebei kann gemäß der Erfindung das Ventil und die Düse an der von der Achse des Schrämkopfes abgewendeten Seite des Meißels angeordnet sein, da ja die Betätigungsorgane des Ventils ohnedies durch die vorspringenden Teile des Meißel halters geschützt sind. Da nun Ventil und Düse an derselben Seite des Meißels liegen, kann nun gemäß der Erfindung eine bevorzugte Ausbildung gewählt werden, bei welcher der Raum vor der Düse unmittelbar an den Raum hinter dem Ventilsitz anschließt. Dies hat den Vorteil, daß zwischen Ventil und Düse ein Druckabfall vermieden werden kann, und insbesondere eine solche Ausbildung bietet die Möglichkeit, einen sehr hohen Zuführungsdruck des Wassers vor der Düse zu wählen, welcher gemäß der Erfindung ungefähr 200 bar oder sogar darüber betragen kann. Ein derartig hoher Zuführungsdruck hat den Vorteil, daß eine Verstopfung der Düse mit Sicherheit vermieden wird, und hat den weiteren Vorteil, daß der unter so hohem Druck austretende Wasserstrahl auch eine Teiientfestigung des zu schrämenden Materials bewirkt, so daß die Schrämarbeit der Meißel durch den Wasserstrahl unterstützt wird. Zweckmäßig ist die Düse gegen die vom Meißel gegrabene Rille gerichtet.
  • Gemäß der Erfindung ist bei einer solchen Ausführungsform, bei welcher ein mit dem Ventilkegel verbundener Teil das hintere Ende des Meißelschaftes hintergreift, der Ventilkegel durch eine entgegen der auf den Meißel wirkenden Arbeitsbelastung vorgespannte Feder an den Ventilsitz gedrückt. Diese Feder bewirkt gleichzeitig die Rückstellung des Meißels bzw. des Meißelschaftes, sobald der Meißel vom Arbeitsdruck entlastet ist.
  • ln der Zeichnung Ist die Erfindung an Hand von AusführungsbeIspIelen schematisch erläutert. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Meißelhalter. Fig. 2 und 3 zeigen eine andere Ausführungsform, wobei Fig. 2 einen Schnitt durch den Meißelhalter in der Achse des Meißels nach Linie ll-ll der Fig. 3 und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie lll-lll der Fig. 2 darstellt. Fig. 4 zeigt die Gesamtanordnung der Schrämmaschine mit dem Schrämarm und den rotierenden Schrämköpfen vor der Ortsbrust.
  • In Fig.1 1 stellt 1 den Grundkörper des Schrämkopfes dar, auf welchen die Meißelhalter 2 aufgeschweißt sind. Im Meißelhalter 2 ist eine Büchse 3 eingepreßt, innerhalb welcher der Meißelschaft 4 in Richtung seiner Achse 5 verschiebbar gelagert ist. Durch eine Feder 6 ist der Meißel entgegen dem Schnittdruck abgestützt. Die Lage des Meißelschaftes 4 ist in durch den Schnittdruck belastetem Zustand dargestellt. Der Meißelschaft4 wurde bereits um den Betrag des Spiels 7 in Richtung zur Feder 6 zurückgedrückt, in welcher Stellung ein Bord 10 des Meißelschaftes 4 an einem Flansch 54 der Büchse 3 anliegt.
  • In den Meißelhalter 2 ist eine Büchse 8 eingesetzt, innerhalb welcher ein Kolben 9 dichtend geführt ist. Wenn der Meißelschaft 4 um den Betrag des Speils 7 zurückgedrückt wird, wird der Kolben 9, der an dem Bord 10 des Meißels anliegt, in Richtung des Pfeiles 11 gedrückt und drückt mittels einer Stelze 12 ein Kugelventil in die Offenstellung, in welcher die Kugel 13 vom Ventilsitz 14 abgehoben ist:15 ist eine Bohrung für das vom Wasser gebildete Kühlmedium. Das Kühlmedium gelangt in einen Raum 16 und von hier über den Ventilsitz 14 in den Raum 17 zur anderen Seite der Kugel und von hier über eine Bohrung 18 in der Büchse 8 und eine Bohrung 19 im Körper des Meißelhalters 2 in einen von einer Nut der Büchse 3 gebildeten Ringraum 20 und von hier über eine Bohrung 21 zur Düse 22. Auf diese Weise wird, sobald der Meißelschaft 4 durch den Schnittdruck belastet ist, das Wasser aus der Düse ausgespritzt und gelangt in die vom Meißel gegrabene Rille 23 in der Ortsbrust24, von wo aus es zum Meißel umgelenkt wird.
  • Die Kugel 13 wird lediglich durch den Zuführungsdruck des Wassers in ihrer dichtenden Lage am Ventilsitz gehalten. Es muß daher durch eine Rippe 25 die Kugel in der Offenstellung in der Nähe des Ventilsitzes 14 gehalten werden. Es kann aber auch eine die Kugel 13 im SchlieBsinne belastende Feder vorgesehen sein. 26 ist eine Abdeckplatte, welche den Kolben 9 abdeckt und den Weg dieses Kolbens begrenzt.
  • Durch den aus der Düse austretenden Wasserstrahl 27 wird sozusagen ein Wasservorhang geschaffen, welcher Funken, weiche sich gegebenenfalls beim Eingriff des Meißels in das Gestein bilden, löscht. Der Meißel wird hiebei durch das umgelenkte Wasser nur mittelbar gekühlt, gleichzeitig wird hiedurch der entstehende Staub niedergeschlagen.
  • Das Wasser wird der Düse 22 unter einem sehr hohen Druck zugeführt, welcher über 25 bar liegt, so daß eine Verstopfung der Düse mit Sicherheit vermieden wird. Die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse beträgt ungefähr 90 m/s.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 ist sowohl das Ventil 31 als auch die Düse 32 an der von der Achse des Schrämkopfes abgewendeten Seite des Meißelschaftes 33 angeordnet. Der Meißelschaft ist wieder verschiebbar im Meißelhafter 34 gelagert, wobei ein Verschiebeweg a von etwa 2 mm vorgesehen ist. Eine in den Meißelhalter 34 eingesetzte Büchse 35 umschließt den Ventilkegel 36 und bildet den Ventilsitz 37. Der VentilKegel 36 wird durch eine Feder 38 gegen den Ventilsitz 37 in die Schließstellung gedrückt. Der Schaft 39 des Ventilkegels 36 ist in einem mit einer Dichtung versehenen Ring 40 dichtend geführt. An dem aus der Büchse 35 herausragenden Ende 41 ist ein Ringbord 42 vorgesehen, welcher das hintere Ende 43 des Mei- .ßelschaftes 33 hintergreift. Auf diese Weise wird der Meißel durch die Wirkung der Feder 38 in die unbelastete Stellung verschoben, wenn der Arbeitsdruck auf den Meißel entfällt.
  • Das Wasser gelangt aus dem Schrämkopf 44 über eine Bohrung 45 zu einem Kanal 46 im Meißelhalter und von diesem Kanal durch Durchtrittsöffnungen 47 der Büchse 35 in den Raum vor dem Ventilkegel 36. An den Raum 48 in Strömungsrichtung hinter dem Ventilkegel36 schließt unmittelbar der Raum 49 vor der Düse 32 an, so daß zwischen dem Ventil 31 und der Düse 32 ein Druckabfall vermieden wird. Es kann daher im Raum 49 vor der Düse 32 ein sehr hoher Wasserdruck von beispielsweise über 200 bar aufgebaut werden und es ergibt sich ein scharfer enger Strahl, wie er mit 50 angedeutet ist. In den Raum 49 vor der Düse 32 kann ein Siebkörper 51 eingesetzt sein.
  • 52 ist ein eingeschraubter Stift, welcher in eine Ringnut 53 des Meißeischaftes eingreift und den Meißel gegen Verlust sichert.
  • Fig. 4 zeigt die Lage des Schrämkopfes, weicher mit Meißel haltern und Düsen gemäß Fig. 1 bestückt ist, an der Ortsbrust 24. Der Schrämkopf 28 rotiert in Richtung des Pfeiles 29. Beim Schrämen von unten nach oben ergibt sich ein degressiver Span und beim Schrämen von oben nach unten ergibt sich ein progressiver Span. In beiden Fällen wird durch den aus der Düse austretenden Wasserstrahl die vom Meißel gegrabene Rille an der Steile 30 durch den Wasserstrahl 27 beaufschlagt.

Claims (12)

1. Einrichtung zum Kühlen der Meißel des Schrämwerkzeuges einer Schrämmaschine und der Ortsbrust sowie zum Niederschlagen des Staubes, insbesondere des von wenigstens einem rotierenden Schrämkopf (28) gebildeten Schrämwerkzeuges am beweglichen Schrämarm einer Schrämmaschine, wobei die Meißel nur zeitweise in Eingriff mit dem zu schrämenden Gestein stehen, und der Ortsbrust mittels am Schrämwerkzeug angeordneter, einzelnen Mei-Bein zugeordneter Düsen (22, 32) für das Kühlmedium, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, weiche die Zufuhr des Kühlmediums zu den Düsen nur während der Zeit des Eingriffes der Meißel, welchen die betreffenden Düsen zugeordnet sind, in das Gestein freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium in an sich bekannter Weise Wasser ohne Beimengung von Luft verwendet wird und daß der Meißelschaft (4, 22) des Meißels axial verschiebbar im Meißelhalter (2, 34) gelagert und gegen den Schnittdruck federnd abgestützt ist, wobei die Steuerung der Zufuhr des Kühlmediums mittels eines durch die Verschiebebewegung des Meißels beaufschlagten Ventils (13, 31) erfolgt, das im Meißelhalter (2, 34) untergebracht ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelschaft (4) mit einem radial vorspringenden Bord (10) ausgestattet ist, der mit einem den Ventilkörper im Öffnungssinn betätigenden Stössel zusammenwirkt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan für den Ventilkörper von einem dichtend geführten Kolben (9) gebildet ist, welcher eine auf den Ventilkörper wirkende Stelze (12) aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper, welcher vorzugsweise von einer Kugel (13) gebildet ist, lediglich durch den Zuführungsdruck des Kühlmediums in der Schließstellung gehalten ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zufuhr des Kühlmediums zur Düse (22) steuernde Ventil (13) an der der Achse des Schrämkopfes zugewendeten Seite des Meißelschaftes (4) und die Düse (22) an der von der Achse des Schrämkopfes abgewendeten Seite des Meißelschaftes (4) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungsdruck des Wassers vor der Düse (22) wenigstens 20 bar, vorzugsweise über 25 bar, beträgt.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (36) des Ventils (31) mit einem auswärts ragenden Teil, beispielsweise einem Ringbord (42), ausgestattet ist, der das von der Meißelspitze abgewendete Ende des Meißelschaftes (33) hintergreift.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (31) und die Düse (22) an der von der Achse des Schrämkopfes abgewendeten Seite des Meißelschaftes (33) angeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (36) durch eine entgegen der auf den Meißel wirkenden Arbeitsbelastung vorgespannte Feder (38) an den Ventilsitz (37) gedrückt ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (49) vor der Düse (32) unmittelbar an den Raum (48) hinter dem Ventilsitz (37) anschließt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche. und 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungsdruck des Wassers vor der Düse (32) ungefähr 200 bar oder darüber beträgt.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (22, 32) gegen die vom Meißel gegrabene Rille gerichtet sind.
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