DE3122323C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedüsungseinrichtung für innenbe­ düste Schneidwalzen für Gewinnungs- und Vortriebsmaschinen mit über den Walzenumfang verteilt angeordneten Sprühdüsen und einer Steuer- und Verteilervorrichtung, mit der jeweils nur die im Bereich des schneidenden Walzensektors befindlichen Sprühdüsen mit Druckwasser beaufschlagt werden, wobei innerhalb der Schrämwalzen Ventileinheiten und ein exzentrisch zur Schrämwalzenachse angeordneter Steuerring vorgesehen ist.

Beim Schneiden der Ortsbrust mit Teilschnittmaschinen kommt es neben einer starken Staubentwicklung häufig zu Funkenbildung im Bereich der Schneidmeißel. Diese Funkenbildung ist auf die hohen Temperaturen zurückzuführen, die beim Schneiden von Gestein durch die Schneidmeißel auftreten. Eine solche Funkenbildung bringt die Gefahr einer Zündung des aus dem Flöz austretenden Grubengases (CH 4) mit sich und muß daher unter allen Umständen vermieden werden.

Es ist bekannt, die Schneidmeißel direkt mit einem Wasser­ strahl oder mit in die Luft vor Ort versprühtem Wasser zu kühlen. Um eine optimale Ausnutzung dieses Kühlmediums zu gewährleisten, sollen die Düsen für dieses Kühlmedium mög­ lichst nahe den Meißeln, d. h. also am Schrämwerkzeug bzw. am Schrämkopf selbst angeordnet sein. Dadurch sind die Dü­ sen bei der Schrämarbeit der Gefahr einer Verschmutzung und Verstopfung ausgesetzt. Dieser Gefahr kann nur entge­ gengewirkt werden, wenn das Kühlmedium unter hohem Druck den Düsen zugeführt wird. Der hohe Zuführdruck bedingt nun wieder einen großen Wasserverbrauch. Die großen anfallenden Wassermengen führen zu Schwierigkeiten im Bereich der Orts­ brust. Da die Meißel eines Schrämkopfes nur während eines Teils einer Umdrehung des Schrämkopfes mit dem zu schrämen­ den Gestein in Eingriff stehen, ist daher bereits vorgeschla­ gen worden, die Zufuhr des Kühlmediums zu den Düsen so zu steuern, daß die Zufuhr zu den Meißeln während des Zeitraums in dem sie nicht im Eingriff mit dem zu schrämenden Gestein stehen, unterbrochen ist.

Außerdem ist durch die DE-OS 28 10 982 eine Steuer- und Ver­ teilervorrichtung bekannt, bei der das Steuerglied aus einem die Walzenachse umschließenden Steuerring besteht, der in einem gegenüber der rotierenden Schrämwalzen feststehenden, den Druckwasseranschluß aufweisenden Lagerring angeordnet ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Steuerring zusammen mit dem Lagerring gegenüber der Walzenachse verdrehbar und in der jeweiligen Drehstellung feststellbar ist. Dies ermöglicht es, den bedüsten Walzensektor bei zugleich günsti­ ger Lage des äußeren Wasseranschlusses auch im Betrieb ohne zeitaufwendige Montage- und Umbauarbeiten auf den Schneidbe­ reich einzustellen.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Steuer­ ringe nicht geeignet sind, eine Dichtung gegen hohe Drücke zu ermöglichen.

Durch die europäische Patentanmeldung 00 10 534 ist weiter eine Vorrichtung bekannt, bei der die Meißel axial verschieb­ bar in Meißelhaltern gelagert und in Richtung des Schnitt­ drucks federnd abgestützt sind. Durch die Verschiebung der Meißel unter der Wirkung des Schnittdruckes wird ein Ventil, welches der dem betreffenden Meißel zugeordneten Düse vorge­ schaltet ist, geöffnet, so daß während der Belastung durch den Schnittdruck das Wasser aus der betreffenden Düse austritt.

Eine derartige Vorrichtung ist deshalb nachteilig, weil sich die Steuervorrichtung relativ ungeschützt in unmittelbarer Nähe des Schneidbereichs befindet. Im rauhen Untertagebetrieb werden solche Steuereinrichtungen häufig beschädigt. Aufgrund ihrer ungeschützten Lage werden sie außerdem oft durch Ver­ schmutzungen außer Funktion gesetzt.

Zum Stand der Technik (DE-OS 25 48 952) zählen auch Abbauma­ schinen für den Bergbau, deren innenbedüste Schneidwalzen eine Vorrichtung zur Druckerhöhung des zugeführten Bedüsungswassers aufweisen.

Die Druckerhöhungseinrichtungen dieser Gewinnungsmaschinen bestehen im wesentlichen aus Zylinder-/Kolbenelementen, die im Inneren der Schneidtrommeln, radial zur Schneidtrommelach­ se angeordnet sind und mit der Schneidtrommel umlaufen, so­ wie einem Lagerring zur Ansteuerung dieser Druckerhöhungsein­ richtungen. Der exzentrische zur Schneidtrommelachse angeord­ nete Lagerring ist fest am Schneidarmgehäuse gelagert. Beim Umlauf der Schneidtrommel gleiten die Kolben mit ihrem Stö­ ßel am Lagerring entlang und werden dabei angehoben oder abgesenkt. Obwohl die Kolbenstößel mit Laufrollen ausgestal­ tet sind, führt die Relativbewegung zwischen den Kolbenteilen und dem exzentrisch gelagerten Lagerring zu einem erhöhten Verschleiß in diesem Bereich.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs genannten Art, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bedüsungs­ einrichtung für innenbedüste Schneidtrommeln zu schaffen, die einerseits die vorgenannten Nachteile vermeidet und anderer­ seits sicher stellt, daß die im Eingriff befindlichen Schneid­ meißel zuverlässig und gleichmäßig mit Sprühwasser versorgt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Steuerring und einem Lagerring ein Wälz- oder Gleitlager angeordnet ist.

Die Ventileinheiten, die sich im Inneren eines Ventilringes befinden oder sich in einer bevorzugten Ausführungsform aus ein­ zelnen leicht auswechselbaren Ventilsegmenten zusammensetzen, sind z. B. Kugelventile, die über Stößel gesteuert werden. Die Stößel weisen einen Bund auf und werden durch Federn auf den Steuerring gedrückt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Steuereinrichtung tritt zwischen dem Steuerring und den Ven­ tilstößeln keine Relativbewegung auf, wodurch diese Steuerung im wesentlichen verschleißfrei arbeitet. Um die Drehbewegung der Schrämwalze verschleißfrei zur radialen Ansteuerung des Ventilstößels zu benutzen, ist auf der feststehenden Schräm­ walzenachse ein Lagerring vorgesehen, der eine außermittige Bohrung für die Achse aufweist.

Dieser Lagerring ist mittels einer Paßfeder auf der Schräm­ walzenachse befestigt und trägt ein Wälzlager. Die Reibung dieser Exzentersteuerung wird dadurch auf die verhältnismä­ ßig geringe Lagerreibung des Wälzlagers beschränkt.

Das Druckwasser wird durch die hohle Schrämwalzenachse her­ angeführt und strömt in einem Verteilerdeckel. Dieser Vertei­ lerdeckel weist mindestens einen radialen Stichkanal und einen ringförmigen Verteilerkanal auf, von dem weitere radiale Bohrungen zu den einzelnen Ventileinheiten führen.

Von den Ventileinheiten gehen Bohrungen aus, die zu den Wasserkammersegmenten führen. Die Bohrungen zwischen diesen Kammersegmenten und den einzelnen Sprühdüsen sind durch fe­ derbelastete Rückschlagventile gesichert, wie dies an sich bekannt ist. Diese Rückschlagventile verhindern, daß bei der Unterbrechung der Druckwasserzuführung aus den ent­ sprechenden Sprühdüsen unter der Fliehkraftwirkung noch eine Restwassermenge austritt, was dazu führen kann, daß bei erneuter Druckbeaufschlagung die Sprühdüsen erst mit ei­ ner Verzögerung ansprechen.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilschnittmaschine in Seitenansicht,

Fig. 2 den Schneidkopf einer Teilschnittmaschine in Draufsicht,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Bedüsungseinrichtung nach Schnitt I-I der Fig. 2 und

Fig. 4 die erfindungsgemäße Bedüsungseinrichtung nach Schnitt II-II der Fig. 3.

Der Schneidarm 1 einer Abbau- und Vortriebsmaschine 2 trägt an seinem freien Ende den insgesamt mit 3 bezeichneten Schneidkopf. Der Schneidkopf besteht aus zwei mit Schrämwerkzeugen bestück­ ten zylindrischen Schrämwalzen 4, die um eine gemeinsame, senk­ recht zur Längsachse des Schneidarms 1 verlaufende Achse umlau­ fen. Die Schrämwalzen liegen beiderseits des kopfseitigen Endes des verhältnismäßig schmal bauenden Schneidarms 1. Der Antrieb der beiden Schneidachsen erfolgt über einen gemeinsamen Elektro­ motor 5, sowie über jeweils ein in der betreffenden Schneidachse liegendes Planetengetriebe 6. Die Schrämwalzen weisen auf ihrem Walzenmantel eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Schrämmei­ ßeln auf, die, wie bekannt, in Meißelhaltern gehalten sind. Außerdem sind über dem Umfang der Schrämwalzen 4 verteilt (nicht dargestellte) Sprühdüsen angeordnet, die im Schneidbe­ reich der Schrämmeißel Druckwasser zur Kühlung der Schrämmeißel und zur Staubbekämpfung aussprühen, wie dies an sich bekannt ist.

Das benötigte Druckwasser wird über eine Bohrung 7 in der fest­ stehenden Schrämwalzenachse 8 zu einem Verteilerdeckel 9 gelei­ tet.

Dieser Verteilerdeckel 9 ist von außen lösbar oder unlösbar am Schrämwalzengehäuse 10 befestigt und weist neben der zentralen Kammer 11 mindestens eine radiale Bohrung 12 auf, die über Kanäle 13, 14 in einen ringförmigen, als Nut ausge­ bildeten Verteilerkanal 15 münden. Von diesem Verteilerka­ nal 15 gehen radiale Bohrungen 16 aus, die über Kanäle 17 mit den Ventilräumen 18, der Ventileinheiten 19 in Verbin­ dung stehen. Diese Ventileinheiten 19, vorzugsweise Kugel­ ventile, sind ringförmig innerhalb der Schrämwalze ange­ ordnet und weisen jeweils eine Steuerkugel 20 auf, die über eine Feder 21 auf den Ventilsitz 22 gedrückt wird und somit den Zugang zum Kanal 23 sperrt. Dieser Kanal 23 mün­ det in eins der Kammersegmente 24, die ständig mit Wasser gefüllt sind. Von den einzelnen Kammersegmenten 24 gehen Bohrungen zu den Sprühdüsen. Diese Bohrungen sind durch (nicht dargestellte) Rückschlagventile gesichert, um zu verhindern, daß Wasser aus den Kammersegmenten aufgrund der Fliehkraft unkontrolliert austritt.

Die nahezu reibungsfrei arbeitende Exzentersteuerung der Be­ düsungseinrichtung besteht aus einem Lagerring 25, der mit­ tels Paßfeder 26 auf der feststehenden Schrämwalzenachse 8 arretiert ist. Der Lagerring 25 weist eine außermittige Bohrung 27 auf, wodurch sich eine Exzentrizität (2 e) dieses Lagerringes 25 im Bezug auf die Schrämwalzenachse 8 ergibt. Auf dem Lagerring 25 ist ein Wälzlager 28 angeordnet, daß seinerseits den Steuerring 29 trägt. Die Ventilstößel 30 weisen einen Bund 31 auf und werden durch Federn 32 auf den Steuerring 29 gedrückt. Eine derartige Ausgestaltung verhindert eine Relativbewegung zwischen den Ventilstößeln 30 und dem Steuerring 29. Als Reibung tritt lediglich die verhältnismäßig geringe Lagerreibung des Wälzlagers auf.

Im Betrieb arbeitet die erfindungsgemäße Bedüsungseinrichtung folgendermaßen:

Die vom Motor 5 über Planetengetriebe 6 angetriebenen Schräm­ walzen 4 drehen um die feststehenden Schrämwalzenachsen 8. Durch die hohle Schrämwalzenachse 8 gelangt Druckwaser über die Kam­ mer 11, die Kanäle 12, 13, 14 zum ringförmigen Verteilerkanal 15. Von diesem Verteilerkanal 15 strömt das Druckwasser über die Boh­ rungen 16, 17 in den Ventilraum 18. Wird nun die Ventilkugel 20 vom Ventilstößel 30 gegen den Druck der Feder 21 vom Ven­ tilsitz 22 gehoben, strömt das Druckwasser über die Bohrung 23 in das Kammersegment 24. Das Druckwasser öffnet die Feder­ rückschlagventile der Bohrungen, so daß die Sprühdüsen in Funk­ tion treten.

Bei der weiteren Drehung der Schrämwalze 4 wird der Ventilstö­ ßel 30 wieder abgesenkt, so daß die Feder 21 die Ventilkugel 20 auf den Ventilsitz 22 drückt und den Zugang zu den Kammer­ segmenten 24 sperrt. Die Rückschlagventile in den Bohrungen schließen. Die angeschlossenen Sprühdüsen sind außer Betrieb. Die ringförmig angeordneten Ventileinheiten 19 werden aufgrund der Walzendrehung nacheinander in der vorbeschriebenen Weise angesteuert. Da der Übergang stufenlos erfolgt, sind stets ei­ nige Ventileinheiten 19 geöffnet, so daß die im Einsatz befind­ lichen Schrämmeißel ausreichend mit Sprühwasser versorgt werden.

Eine weitere nicht dargestellte Ausführungsform sieht anstelle der Ventileinheiten Steuerkolben vor. Diese radial angeordne­ ten Kolben werden durch den Exzenter gezielt längsverschoben und öffnen bzw. sperren dadurch den Druckwasserkanal. Das Druckwasser sollte diesem Steuerkolben bevorzugt über eine ober­ halb des Kolbenbodens angeordnete Bohrung zugeführt werden, wo­ durch die Rückstellung gegen den Exzenter gewährleistet ist. Die Steuerkolben können in einem ringförmigen Anbauteil angeordnet oder als austauschbare Steuerkolbensegmente ausgebildet werden.

Claims (10)

1. Bedüsungseinrichtung für innenbedüste Schrämwalzen, vor allem von Gewinnungs- und Vortriebsmaschinen im Bergbau, mit über den Walzenumfang verteilt angeordneten Sprühdüsen und einer Steuer- und Verteilervorrichtung, mit der jeweils nur die im Bereich des schneidenden Walzensektors befindlichen Sprühdüsen mit Druckwasser beaufschlagt werden, wobei innerhalb der Schrämwalzen Ventileinheiten und ein exzentrisch zur Schrämwalzenachse angeordneter Steuerring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerring (29) und einem Lagerring (25) ein Wälz- oder Gleitlager (28) angeordnet ist.

2. Bedüsungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß auf der feststehenden Schrämwalzenachse (8) ein Lagerring (25) befestigt ist, der eine außermittige Boh­ rung (27) aufweist.

3. Bedüsungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Ventileinheiten (19) in einem Ventilring (33) angeordnet sind.

4. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven­ tileinheiten (19) aus einzelnen, auswechselbaren Ventil­ segmenten (19′) bestehen.

5. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ven­ tile Kugelventile (20) vorgesehen sind, die über einen Stößel (30) geöffnet werden.

6. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven­ tile Kegelventile sind.

7. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Ventile Steuerkolben oder Steuerschieber verwendet werden.

8. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wasser­ versorgung der Ventileinheiten ein Ringkanal (15) vorge­ sehen ist, der über die hohle Schrämwalzenachse (8), den Raum (11) und die Kanäle (12, 13, 14) mit Druckwasser beaufschlagt wird.

9. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheiten (19) mit dem Ringkanal (15) über Stich­ kanäle (16) und Kanäle (17) verbunden sind.

10. Bedüsungseinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wasserkammersegmente (24) vorhanden sind, die über einen Kanal (23) mit Druckwasser beaufschlagt werden.