EP0060827B1 - Einrichtung zum Kühlen der Meissel einer Schrämmaschine - Google Patents

Einrichtung zum Kühlen der Meissel einer Schrämmaschine Download PDF

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EP0060827B1
EP0060827B1 EP82890023A EP82890023A EP0060827B1 EP 0060827 B1 EP0060827 B1 EP 0060827B1 EP 82890023 A EP82890023 A EP 82890023A EP 82890023 A EP82890023 A EP 82890023A EP 0060827 B1 EP0060827 B1 EP 0060827B1
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EP
European Patent Office
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bit
chisel
shaft
cooling means
valve
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EP82890023A
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Herwig Wrulich
Alfred Zitz
Otto Dipl.-Ing. Schetina
Siegmar Gekle
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Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
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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

  • the invention relates to a device for cooling the chisel of a cutting machine with a nozzle arranged in the area of the chisel for the cooling water to be sprayed under pressure, to which the water supply can be shut off by a shut-off valve, the chisel on the chisel holder against the force of a spring and the hydraulic pressure of the cooling water is axially displaceably supported by the cutting pressure and the shut-off valve is coupled to the chisel by a coupling element such that it opens when the chisel is moved in the direction of the cutting pressure.
  • a coupling element such that it opens when the chisel is moved in the direction of the cutting pressure.
  • the spraying of the cooling water is interrupted during the period in which the chisel in question is not in operation, and therefore a considerable saving in cooling water is made possible.
  • This not only has the advantage of saving water, but above all the advantage that the sole is not excessively softened by water spraying out.
  • the chisel shaft is displaceably mounted in the chisel holder against a spring force and engages with a collar on the coupling element which actuates the shut-off valve.
  • This coupling element must be arranged on the outside of the chisel holder and is therefore exposed to damage during cutting operation.
  • the invention now aims to design the actuation of the shut-off valve so that it is reliable and secured against damage.
  • the invention essentially consists in the fact that the chisel is cap-shaped in a manner known per se and surrounds a chisel shank that can be inserted into the chisel holder, that the cap-shaped chisel is mounted axially displaceably on the shank.
  • Cap-shaped chisels which overlap the chisel shaft immovably inserted in the chisel holder and are rotatably arranged thereon, are known. Because the coupling element is now arranged in this chisel shaft, this coupling element is protected against dirt and damage by the cap-shaped chisel.
  • shut-off valve itself is also arranged in the chisel shaft creates a structurally simple design, since all the complicated parts are now arranged in the chisel shaft, which is protected by the cap-shaped chisel. It is now only necessary to arrange the guide holes for the cooling water in the nozzle in the chisel holder.
  • the arrangement is such that the shut-off valve, as known from EP-A-10534, closes against the direction of the cutting pressure and that the chisel shaft has a central bore in which an acting on the movable valve body optionally guided axially displaceably with this one-piece tappet, which forms the coupling element.
  • the movable valve body is expediently formed by a valve cone, but can also be formed by a ball. Ultimately, it is also possible to design this movable valve body as a slide, which is moved into the open position by the coupling element when the cutting pressure occurs in a slide mirror.
  • the design is expediently such that the movable valve body opens in the direction of the cutting pressure and the spring which loads the chisel against the cutting pressure is formed by the spring acting on the movable valve body.
  • a spring is sufficient, which both holds the valve in the closed position and loads the chisel against the cutting pressure.
  • the valve housing is preferably tubular and inserted into a central bore of the chisel shaft. This enables a simple design of the chisel shank, the machining of the chisel shank being restricted to simple turning and drilling work.
  • the cap-shaped chisel should be rotatably mounted on the chisel shaft and it is essential that the chisel can actually twist during operation and is not blocked by dust and contaminants entering the gap between the chisel shaft and the chisel, since in this case the cutting accuracy of the chisel in Question would be asked.
  • the inevitable consequence of this is that there is a certain, albeit small, gap between the inner wall of the cap-shaped chisel and the chisel shaft, and there is a risk that dust and other contaminants which hinder the rotary movement of the chisel will accumulate in this gap.
  • the tappet is expediently leaky in the bore of the chisel shaft and in a guide bore of the valve housing.
  • This allows water to escape from the valve along the tappet to the annular gap between the chisel and the chisel shaft, thereby making this annular gap so that contaminants that have penetrated into this annular gap are discharged to the outside.
  • This ensures that the chisel can be easily rotated on the chisel shaft.
  • a slotted ring in particular a sealing ring, is preferably used between the tappet and the guide bore of the valve housing, the slot of which forms a passage cross section for water. By dimensioning this slot, the water outlet can be limited to the minimum required for flushing the annular gap.
  • the invention is illustrated using an exemplary embodiment which shows an axial section through the chisel and the chisel shank and through the chisel holder.
  • the face 2 of the chisel holder 1 is welded to the cutting head.
  • a chisel shank 3 is inserted into the chisel holder 1 and is screwed in by means of a thread 4.
  • 5 is a seal.
  • a cap-shaped chisel 6 is rotatably mounted on the chisel shaft 3.
  • the annular groove 7 has a greater axial extension than the inserted circlip, so that the chisel 6 is axially displaceably mounted on the chisel shaft.
  • a plunger 10 is guided axially displaceably, which consists of one piece with a valve cone 11.
  • the valve cone 11 is pressed onto the valve seat 13 by a spring 12.
  • this spring also loads the chisel 6 against the cutting pressure via the plunger 10, so that the chisel 6 is raised by a dimension a from a shoulder 14 of the chisel shaft in the idle state.
  • the valve 11 is lifted from the seat against the force of the spring 12 and the chisel 6 sits on the shoulder 14.
  • the cooling water 15 is a bore arranged in the chisel shaft for the supply of the cooling water.
  • the cooling water passes through bores 17 into an annular space 18 and from here through bores 19 of a tubular valve housing 20 into the space 21 of the valve housing 20.
  • 22 is an annular filter which surrounds the valve housing 20 in the region of the bores 19 is laid around.
  • a sealing ring 32 is inserted into a groove 31 in the plunger 10.
  • This sealing ring which is made of hard plastic, for example, is slotted on its circumference, so that a small amount of water can pass out of the space 23.
  • the plunger 10 is guided in the bore 9 of the chisel shank 3 so that a slight amount of water can pass into the space 33 between the chisel shank 3 and the chisel 6 via the gap in the seal 32.
  • This water can escape through the annular gap 34 between the chisel shaft 3 and the chisel 6 at 35, so that this annular gap 34 is rinsed.
  • valve housing 20 is screwed into the chisel shaft 3.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Kühlen der Meissel einer Schrämmaschine mit einer im Bereich des Meissels angeordneten Düse für das unter Druck auszuspritzende Kühlwasser, zu welcher die Wasserzufuhr durch ein Absperrventil absperrbar ist, wobei der Meissel am Meisselhalter entgegen der Kraft einer Feder und des hydraulischen Druckes des Kühlwassers durch den Schnittdruck begrenzt axial verschiebbar gelagert ist und das Absperrventil mit dem Meissel durch ein Kuppelglied derart gekuppelt ist, dass es bei einer Verschiebebewegung des Meissels in Richtung des Schnittdruckes öffnet. Eine solche Einrichtung ermöglicht das Ausspritzen des Kühlwassers aus der Düse auf denjenigen Zeitraum zu beschränken, während welchem der betreffende Meissel am Gestein angreift. Die Ausspritzung des Kühlwassers ist während des Zeitraumes, während welchem der betreffende Meissel nicht in Tätigkeit ist, unterbrochen und es wird daher eine beträchtliche Einsparung an Kühlwasser ermöglicht. Dies hat nicht nur den Vorteil einer Wassereinsparung, sondern vor allem auch den Vorteil, dass die Sohle nicht in übermässiger Weise durch ausspritzendes Wasser aufgeweicht wird. Bei einer aus der EP-A-10534 bekannten Einrichtung dieser Art ist der Meisselschaft entgegen einer Federkraft verschiebbar im Meisselhalter gelagert und greift mit einem Bund an dem das Absperrventil betätigenden Kuppelglied an. Dieses Kuppelglied muss aussen am Meisselhalter angeordnet sein und ist daher Beschädigungen beim Schrämbetrieb ausgesetzt.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Betätigung des Absperrventiles so zu gestalten, dass sie betriebssicher und gegen Beschädigung gesichert ist. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass der Meissel in an sich bekannter Weise kappenförmig ausgebildet ist und einen in den Meisselhalter einsetzbaren Meisselschaft umschliesst, dass der kappenförmige Meissel am Schaft axial verschiebbar gelagert ist. Kappenförmige Meissel, welche den im Meisselhalter unbeweglich eingesetzten Meisselschaft übergreifen und auf diesem verdrehbar angeordnet sind, sind bekannt. Dadurch, dass nun das Kuppelglied in diesem Meisselschaft angeordnet ist, ist dieses Kuppelglied durch den kappenförmigen Meissel gegen Verschmutzung und gegen Beschädigungen geschützt. Dadurch, dass das Absperrventil selbst auch im Meisselschaft angeordnet ist, wird eine konstruktiv einfache Ausbildung geschaffen, da nun alle komplizierten Teile in dem Meisselschaft angeordnet sind, welcher durch den kappenförmigen Meissel geschützt ist. Es ist nun nur erforderlich, die Führungsbohrungen für das Kühlwasser in die Düse im Meisselhalter anzuordnen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, dass das Absperrventil, wie aus der EP-A-10534 bekannt, entgegen der Richtung des Schnittdruckes schliesst und dass der Meisselschaft eine zentrale Bohrung aufweist, in welcher ein auf den beweglichen Ventilkörper wirkender, gegebenenfalls mit diesem einteilig ausgebildeter Stössel axial verschiebbar geführt ist, welcher das Kuppelglied bildet. Auf dieser Art ist eine einfache Ausbildung des Kuppelgliedes ermöglicht. Der bewegliche Ventilkörper ist zweckmässig von einem Ventilkegel gebildet, kann aber auch von einer Kugel gebildet sein. Letzten Endes ist es auch möglich, diesen beweglichen Ventilkörper als Schieber auszubilden, der durch das Kuppelglied bei Auftreten des Schnittdruckes in einem Schieberspiegel in die Offenstellung verschoben wird.
  • Zweckmässig ist gemäss der Erfindung die Ausbildung so getroffen, dass der bewegliche Ventilkörper in Richtung des Schnittdruckes öffnet und die den Meissel entgegen dem Schnittdruck belastende Feder von der auf den beweglichen Ventilkörper wirkenden Feder gebildet ist. Hiebei genügt eine Feder, welche sowohl das Ventil in Schliessstellung hält als auch den Meissel entgegen dem Schnittdruck belastet. Vorzugsweise ist gemäss der Erfindung das Ventilgehäuse rohrförmig ausgebildet und in eine zentrale Bohrung des Meisselschaftes eingesetzt. Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung des Meisselschaftes, wobei die Bearbeitung des Meisselschaftes auf einfache Dreh- und Bohrarbeiten beschränkt ist.
  • Der kappenförmige Meissel soll am Meisselschaft drehbar gelagert sein und es ist wesentlich, dass der Meissel sich tatsächlich während des Betriebes verdrehen kann und nicht durch in den Spalt zwischen Meisselschaft und Meissel eindringenden Staub und Verunreinigungen blockiert wird, da in diesem Fall die Schnittgenauigkeit des Meissels in Frage gestellt wäre. Dies hat zwangsläufig zur Folge, das ein gewisser, wenn auch kleiner Spalt zwischen der Innenwandung des kappenförmigen Meissels und dem Meisselschaft besteht, und es besteht die Gefahr, dass in diesem Spalt sich Staub und andere Verunreinigungen, welche die Drehbewegung des Meissels behindern, ansammelt. Um dies zu vermeiden, ist zweckmässig gemäss der Erfindung der Stössel in der Bohrung des Meisselschaftes und in einer Führungsbohrung des Ventilgehäuses undicht geführt. Damit wird ein Wasseraustritt aus dem Ventil entlang dem Stössel zu dem Ringspalt zwischen Meissel und Meisselschaft ermöglicht und es wird dadurch dieser Ringspalt, so dass in diesen Ringspalt eingedrungene Verunreinigungen nach aussen abgeführt werden. Damit wird die leichte Drehbarkeit des Meissels am Meisselschaft gewährleistet. Gemäss der Erfindung ist zu diesem Zwecke vorzugsweise zwischen dem Stössel und der Führungsbohrung des Ventilgehäuses ein geschlitzter Ring, insbesondere Dichtungsring, eingesetzt, dessen Schlitz einen Durchtrittsquerschnitt für Wasser bildet. Durch die Bemessung dieses Schlitzes kann der Wasseraustritt für das für die Spülung des Ringspaltes erforderliche Minimum beschränkt werden.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, welches einen Axialschnitt durch den Meissel und den Meisselschaft sowie durch den Meisselhalter zeigt.
  • Der Meisselhalter 1 ist mit seiner Fläche 2 mit dem Schrämkopf verschweisst. In dem Meisselhalter 1 ist ein Meisselschaft 3 eingesetzt, und zwar mittels eines Gewindes 4 eingeschraubt. 5 ist eine Dichtung. Auf dem Meisselschaft 3 ist ein kappenförmiger Meissel 6 drehbar gelagert. Durch eine Ringnut 7 im Meisselschaft und eine Ringnut 8 im kappenförmigen Mantel des Meissels 6 ist ein Ringraum geschaffen, in welchen ein Sicherungsring eingelegt wird. Die Ringnut 7 hat eine grössere Axialstreckung als der eingelegte Sicherungsring, so dass der Meissel 6 auf dem Meisselschaft axial verschiebbar gelagert ist.
  • In einer zentralen Bohrung 9 des Meisselschaftes ist ein Stössel 10 axial verschiebbar geführt, welcher mit einem Ventilkegel 11 aus einem Stück besteht. Durch eine Feder 12 wird der Ventilkegel 11 auf den Ventilsitz 13 gedrückt. Diese Feder belastet gleichzeitig auch über den Stössel 10 den Meissel 6 in Richtung entgegen dem Schnittdruck, so dass im Ruhezustand der Meissel 6 von einer Schulter 14 des Meisselschaftes um ein Mass a abgehoben ist. Sobald der Schnittdruck auftritt, wird das Ventil 11 entgegen der Kraft der Feder 12 vom Sitz abgehoben und der Meissel 6 sitzt auf der Schulter 14 auf.
  • 15 ist eine im Meisselschaft angeordnete Bohrung für die Zuführung des Kühlwassers. Über eine Ringnut 16 im Schaft gelangt das Kühlwasser durch Bohrungen 17 in einen Ringraum 18 und von hier durch Bohrungen 19 eines rohrförmigen Ventilgehäuses 20 in den Raum 21 des Ventilgehäuses 20. 22 ist ein ringförmiges Filter, welcher um das Ventilgehäuse 20 im Bereich der Bohrungen 19 herumgelegt ist. Bei abgehobenem Ventilkegel 11 gelangt nun das Kühlwasser in den Raum 23 hinter den Ventilkegel 11 und von hier aus über Bohrungen 24 und eine Ringnut 25 zu einer Bohrung 26 im Meisselschaft 3, von wo aus das Kühlwasser über eine Ringnut 27 und Bohrungen 28,29 zu einer Düse 30 gelangt.
  • In eine Nut 31 des Stössels 10 ist ein Dichtungsring 32 eingelegt. Dieser Dichtungsring, welcher beispielsweise aus hartem Kunststoff besteht, ist an seinem Umfang geschlitzt, so dass eine geringfügige Menge Wasser aus dem Raum 23 durchtreten kann. Der Stössel 10 ist in der Bohrung 9 des Meisselschaftes 3 undicht geführt, so dass über den Spalt in der Dichtung 32 eine geringfügige Menge von Wasser in den Raum 33 zwischen Meisselschaft 3 und Meissel 6 übertreten kann. Dieses Wasser kann über den Ringspalt 34 zwischen Meisselschaft 3 und Meissel 6 bei 35 austreten, so dass dieser Ringspalt 34 gespült wird.
  • 36 ist ein Gewinde, mittels welchem das Ventilgehäuses 20 in den Meisselschaft 3 eingeschraubt ist.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Kühlen der Meissel (6) einer Schrämmaschine mit einer im Bereich des Meissels angeordneten Düse (30) für das unter Druck auszuspritzende Kühlwasser, zu welcher die Wasserzufuhr durch ein Absperrventil (11, 13, 20) absperrbar ist, wobei der Meissel (6) am Meisselhalter, entgegen der Kraft einer Feder und des hydraulischen Druckes des Kühlwassers, durch den Schnittdruck begrenzt axial verschiebbar gelagert ist und das Absperrventil mit dem Meissel durch ein Kuppelglied (10) derart gekuppelt ist, dass es bei einer Verschiebebewegung des Meissels in Richtung des Schnittdruckes öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Meissel (6) in an sich bekannter Weise kappenförmig ausgebildet ist und einen in den Meisselhalter (1) einsetzbaren Meisselschaft (3) umschliesst, dass der kappenförmige Meissel (6) am Schaft (3) axial verschiebbar gelagert ist und dass das Absperrventil (11, 13, 20) und das Kuppelglied (10) im Meisselschaft (3) angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (11, 13, 20) entgegen der Richtung des Schnittdruckes schliesst und dass der Meisselschaft (3) eine zentrale Bohrung (9) aufweist, in welcher ein auf den beweglichen Ventilkörper (11) wirkender, gegebenenfalls mit diesem einteilig ausgebildeten Stössel (10) axial verschiebbar geführt ist, welcher das Kuppelglied bildet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Ventilkörper (11) in Richtung des Schnittdruckes öffnet und die den Meissel (6) entgegen dem Schnittdruck belastende Feder von der auf den beweglichen Ventilkörper (11) wirkende Feder (12) gebildet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) des Absperrventils rohrförmig ausgebildet und in eine zentrale Bohrung des Meisselschaftes (3) eingesetzt ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (10) in der Bohrung (9) des Meisselschaftes (3) und in einer Führungsbohrung des Ventilgehäuses (20) undicht geführt ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stössel (10) und der Führungsbohrung des Ventilgehäuses (20) ein geschlitzter Ring, insbesondere Dichtungsring (32), eingesetzt ist, dessen Schlitz einen Durchtrittsquerschnitt für Wasser bildet.
EP82890023A 1981-03-12 1982-02-16 Einrichtung zum Kühlen der Meissel einer Schrämmaschine Expired EP0060827B1 (de)

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