DE3403344A1 - Abbauwerkzeug - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

Belzer-Dowidat GmbH Werkzeug-Union Hastener Straße 4-8 5600 Wuppertal 12

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Dr.-Ing. K.W. Eishold ti981

Dr.-Ing. K. Schönwald Dr. J. F. Fues Dipl.-Chem. Alek von Kreisler Dipl.-Chem. Carola Keller Dipl.-Ing. G. Selting Dr. H. K. Werner

Abbauwerkzeug

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1 Sg-Fe

31. Januar 1984

Beim Kohleabbau werden Abbauwerkzeuge eingesetzt, die an einem rotierenden Walzenkörper zahlreiche Meißelhalter aufweisen, in die Schrämmeißel eingesetzt sind. Wenn ein Schr.ämmeißel auf Gestein trifft, können Funken geschlagen werden. Im Untertagebau sind solche Funken wegen des Staub/Luftgemisches und wegen der Schlagwetter außerordentlich gefährlich, da sie zu Explosionen führen können. Aus diesem Grund ist es üblich, zum Niederhalten des Staubes und zur Vermeidung von Explosionen, Wasserstrahlen auf die zu bearbeitende Fläche zu richten. Damit das Wasser an alle gefährdeten Stellen herangeführt wird, muß mit einem großen Wasserüberschuß gearbeitet werden, was einerseits zu einem hohen Verbrauch an Wasser und Energie führt und andererseits die .Abbauarbeiten zusätzlich erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abbauwerkzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange-

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gebenen Art zu schaffen, das imstande ist, Wasser zielgenau an die funkenreißenden Stellen zu leiten.

Nach der im Patentanspruch 1 angegebenen Lösung wird das Wasser durch die Schrämmeißel hindurch zugelnhrt und es tritt an dem Meißelkörper unmittelbar aus, so daß es direkt an diejenige Stelle geleitet wird, an der Funken gebildet werden können. Durch das gezielte Zuführen von Wasser an die entscheidenden Stellen v/ird ·'' der Energie- und Wasserverbrauch erheblich vermindert, was u.a. zur Folge hat, daß auch die zum Abführen des Wassers erforderlichen Aufwendungen verringert werden.

Bei Schrämmeißeln unterscheidet man zwischen verschiedenen Meißelarten, die sich im wesentlichen in drehbare Rundmeißel und feststehende Flachmeißel unterteilen lassen. Die Erfindung ist bei allen Meißelarten anwendbar. Es ist lediglich erforderlich, den Meißelkür-per mit einem durch ihn hindurchgehenden Kanal, z.B. einer Bohrung, zu versehen und für den erforderlichen Wasseranschluß zu sorgen. Der Druckwasserkanal befindet sich im Innern des Meißelhalters und der daran anschließ ^nde Kanal befindet sich iin Innern des Meißelkörpers. Boide Kanäle sind somit gegen äußere Einwirkungen geschützt und beanspruchen keinen zusätzlichen Platz am Abbauwerkzeug.

Bei einem Schrämmeißel in Form eines drehbaren Pj udmeißels tritt der Kanal vorzugsweise aus dem H. rtmetalIelement aus. Die Austrittsmündung des Kanals befindet sich somit direkt an der Bearbeitungsstelle, an der Funken auftreten können, unabhängig von der Dreh-

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winkelstellung, die" der Rundmeißel im Augenblick einnimmt. Von der Mei ßelspitze aus kann sich das Wasser nach allen Seiten hin verteilen.

Besteht der Schrämmeißel dagegen aus einem Flachmeißel, der drehfest an dem Meißelhalter angebracht ist, dann tritt der Kanal vorzugsweise hinter dem Hartmetallelement aus dem Meißelkörper aus. Es ist daher nicht erforderlich, Eingriffe am Hartmetallelement selbst 10' vorzunehmen.

Da Schrämmeißel Verschleißteile bilden, die von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen, sind sie abnehmbar an den Meißelhaltern angebracht. Es besteht nun die Mög-

1.5 lichkeit, an dem Meißelhalter ein Kupp lungs stück vorzusehen, das beim Einsetzen des Schrämmeißels in den Meißelhalter die Verbindung zwischen dem Druckwasserkanal und dem Kanal des Schrämmeißels herstellt. Ein solches Kupplungsstück ist Bestandteil des Meißelhalters und verbleibt beim Entfernen des Schrämmeißels am Meißelhalter. Die Dichtungen des Kupplungsteiles sind Verschleiß und Alterung ausgesetzt/ so daß sie gelegentlich erneuert werden sollten. Die Erneuerung der Dichtungsteile ist aber an dem Meißelhalter schwieriger vorzunehmen als am Schrämmeißel und es muß davon ausgegangen werden, daß in der täglichen Betriebspraxis beim Einsatz des Abbauwerkzeugs die Dichtungen, wenn sie am Meißelhalter angeordnet sind, nicht in der erforderlichen Weise überwacht und erneuert werden. Um dies zu verhindern, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Kupplungsstück mit den Dichtungselementen unverlierbar am Schaft des Meißelkörpers angebracht und es greift mit einem Kupplungsteil des Meißelhalters zusammen. Wenn ein derartiger

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Schrämmeißel aus dem Meißelhalter entfernt wird, verbleibt das Kupplungsstück am Schrämmeißel. Bei der in einer Werkstatt erfolgenden Erneuerung des Schrämmeißels kann das Kupplungsstück einschließlich seiner

• 5 Dichtungen auf bequeme Weise inspeziert und erforderlichenfalls erneuert werden. Das Kupplungsstück kann dem Schaft des Meißelkörpers entweder einstückig angeformt sein oder es kann demontierbar an dem Schaft des Meißelkörpers abgebracht sein, so daß es separat ''■'. ausgewechselt werden kann.

Mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 wird erreicht, daß die dynamische Abdichtung im Innern des Rundmeißels und die statische Abdichtung im Innern des an dem Meißelhalter .befestigten Kupplungsteils erfolgt. Eine dynamische Dichtung ist eine Ringdichtung zwischen relativ zueinander drehbaren Teilen, während eine statische Dichtung zwischen Teilen, die relativ zueinander festliegen und nicht gedreht werden, erfolgt. Eine

20· dynamische Dichtung, dia einem höheren Verschleiß unterliegt als eine statische Dichtung, befindet sich im Innern des Meißelkörpers, an dem das Kupplungsstück gegen axiale Verschiebungen gesichert angebracht ist. Da das Kupplungsstück in der Werkstatt an dem Meißelkörper montiert wird, kann die dynamische Dichtung unter sauberen Bedingungen hergestellt werden. Die statische Dichtung, die beim Einstecken des Meißelkörpers in den Meißelhalter hergestellt wird, stellt geringere Anforderungen.

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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Meißelhalter mit

eingesetztem Rundmeißel,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Kupplung zwischen Rundmeißel und Meißelhalter,

Fig. 3 · eine Detailansicht aus Richtung des Pfeiles >■ III der Fig. 2 in abgewickelter Form,

Fig. 4 einen in einen Meißelhalter eingesetzten

Flachmeißel und
Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Flachmeißels.

Der in Fig. 1 dargestellte Schrämmeißel 10 weist einen Meißelkopf 11 und einen davon abgehenden zylindrischen Meißelschaft 12 auf. Der Meißelkörper besteht aus dem Meißelkopf 11 und dem Meißelschaft 12. Der Meißelkörper 11,12 ist rotationssymmetrisch. In der Nähe des Fußendes des Meißelkopfes 11 befindet sich eine umlaufende Ausheberille 13 zum Ansetzen eines Werkzeugs, mit dem der Schrämraeißel 10 aus der Buchse 14 des Meißelhalters 15 herausgehebelt werden kann. Die Spitze des Meißelkopfes 11 wird von einem Hartmetallelement 16 gebildet, das in einer entsprechenden Ausnehmung des Meißelkopfes 11 haltbar befestigt ist.

Die Buchse 14 ist in eine Bohrung des Meißelhalters 15 mit enger Passung eingepreßt. In dieser Buchse 14 ist der Meißelschaft 12 drehbar gelagert. Die axiale SicHerung des Meißelschaftes 12 erfolgt durch eine gabelförmige Klammer 17, deren Schenkel durch zwei Querbohrungen des Meißelhalters 15 hindurchgesteckt sind und in eine Halterille 19 am Umfang des Meißelschaftes 12 hineinragen. Der Meißelschaft 12 steht über das

rückwärtige Ende der Buchse 14 hinaus vor und sein rückwärtiges Ende ragt in eine erweiterte Ausnehmung 20 des Meißelhalters 15 hinein.

Das bis jetzt beschriebene System aus Schrämmeißel 10 und Meißelhalter 15 ist im wesentlichen bekannt.

Im Meißelhalter 15 verläuft ein Druckwasserkanal 21, dem von einer (nicht dargestellten) Druckwasserquelle Wasser mit hohem Druck von z.B. über 100 bar zugeführt wird. Der Druckwasserkanal 21 führt zu einem in der Ausnehmung 20 angeordneten Kupplungsteil 22, das einen Gewindenippel aufweist, welcher in eine mit dem Druckwasserkanal 21 in Verbindung stehende Gewindebohrung eingeschraubt ist. Die Gewindebohrung mündet in die Ausnehmung 20 und die Abdichtung zwischen der Mutter 23 des Nippels 22 und dem Meißelhalter 15 erfolgt durch eine Dichtungsscheibe 24. Das in die'Ausnehmung 20 entlang der verlängerten Mittelachse der Buchse 14 in Gegenrichtung zu dem Meißelschaft 12 hineinragende Kupplungsteil 22 weist einen zylindrischen Ansatz 25 verringerten Durchmessers auf, der in das als Kupplungsstück 26 ausgebildete rückwärtige Ende des Meißelschaftes 12 hineinragt. Das Kupplungsstück 26 enthält eine dem Durchmesser des Ansatzes 25 angepaßte Bohrung 27, die mit dem axial durch den Meißelkörper 11,12 hindurchgehenden Kanal 28 in Verbindung steht. Der Kanal 28 besteht aus einer längs der Achse des Meißelkörpers verlaufenden Bohrung. Die Abdichtung zwischen dem Ansatz 25 und der Wand der Bohrung 27 erfolgt durch einen O-Ring 29 und einen Stützring 30, die in einer Umfangsrille des Ansatzes 25 enthalten sind.

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Das Kupplungsteil 22 weist einen in Längsrichtung durchgehenden Kanal auf, der den Druckwasserkanal 21 mit dem Kanal 28 verbindet. Der Kanal 28 setzt sich in dem Hartmetallelement 16 fort und tritt an der Spitze des Meißelkopfes 11 aus dem Hartmetallelement 16 aus. Auf diese Weise wird das unter Druck stehende Wasser der Bearbeitungsstelle, an der das Hartmetallelement 16 auf die zu bearbeitende Wand einwirkt, zugeführt. Der Meißelhalter 15 ist an einem rotierenden Walzenkörper befestigt. Während der Drehung des Walzenkörpers wird der Rundmeißel durch seinen Angriff an dem Abbaumaterial gedreht, so daß der Meißelkopf 11 umfangsmäßig gleichmäßig abgenutzt wird. Unabhängig von der jeweiligen Drehstellung des Rundmeißels wird das aus dem Hartmetallelement 16 austretende Wasser stets der Bearbeitungsstelle gezielt zugeführt.

r Bei dem Ausführungsbeispiel der Fign. 2 und 3 ist im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel das Kupplungsteil 22' als Buchse und das Kupplungsstück 26' als Stecker ausgeführt. Das Kupplungsteil 22' ist in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in der Ausnehmung 20 des Meißelhalters 15 befestigt und mit dem Druckwasserkanal 21 verbunden. Das Kupplungs- ; stück 26' ist dem Meißelschaft 12 nicht direkt ange- ; formt, sondern auswechselbar an diesem befestigt. Zu diesem Zweck ist am rückwärtigen Ende des Meißelschaftes 12 eine zylindrische Axialbohrung 31 vorge-

sehen, in die das vordere Ende des Kupplungs Stückes ·, 26 eintaucht. Durch eine Halterille 32 am Umfang des zylindrischen KupplungsStücks 26' sind die Querstifte 33 hindurchgecteckt. Diese Quer stifte 33 ragen in Quer- ^:i bohrungen des Meißelschaftes 12 hinein, so daß sie das * Kupplungsstück 26' gogen axiales Verschieben sichern,

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eine Drohung des Kupplungsstückes 26' in der Bohrung 31 jedoch zulassen. Das Kupplungsstück 26' weißt zwei Ringnuten auf, von denen eine einen O-Ring 3 4 und einen Stützring 35 und die andere einen O-Ring 36 enthält. Die O-Ringe 34 und 36 bilden eine dynamische Abdichtung des Spaltes zwischen dem Kupplungsstück 26' und der Bohrung 31. Zwischen den O-Ringen 34 und 36 wird eine Fettkammer 35' gebildet.

10./ Das rückwärtige Ende des Kupplungsstücks 26' taucht in eine Bohrung 37 des Kupplungsteils 22' ein. Eine weitere Ringnut des Kupplungsstücks 26' enthält einen O-Ring 38 zur Abdichtung zwischen dem Umfang des Kupplungsstücks 26' und der Bohrung 37.

Das Kupplungsstück 26', das durch die Stifte 33 unverlierbar - jedoch demontierbar - mit dem Meißelschaft 12 verbunden ist, ist in bezug auf das Kupplungsteil 22' und somit auch in bezug auf den Meißelhalter 15 gegen Drehung gesichert. Dies geschieht durch Zähne 39, die von dem vorderen Rand des Kupplungsteils 22' axial abstehen und spitze Vordorflanken aufweisen, sowie durch Nocken 40, die seitlich von dem Kupplungsstück 26' abstehen und nach hinten weisende spitz zulaufende Flanken habon. Wenn der Meißelschaft 12 mit dem zuvor an ihm befestigten Kupplungsstück 26' in den Meißelhalter 15 axial eingeschoben wird, dann greifen die Nocken 40 jeweils in die Lücke zwischen zwei Zähnen 39, so daß das Kupplungsstück 26' sich gegenüber dem Kupplungsteil 22' nicht mehr verdrehen kann. Die Nocken 40 bilden somit in Verbindung mit den Zähnen 3 9 eine selbst findende Verdrehsicherung. Die Zähne 39 erstrecken sich über den gesamten Umfang des Kupplungr.teils 22' oder mindestens über einen erheblichen Teil dieses Umfangs.

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Der Grund der Ausnehmungen zwischen den Zähnen 39 wird durch eine Kegelmantelflache 39' gebildet, die sicherstellt, daß Schutzpartikel nach außen abgedrängt werden. Der Abstand zwischen den Nocken 40 ist ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung der Zähne 39.

Sowohl das Kupplungsteil 22' als auch das Rupplungsstück 26' haben Axialbohrungen 41 bzw. 42, die den Kanal 28 mit dem Druckwasserkanal 21 verbinden.

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Fig. 4 zeigt einen Schrämmeißel 10 in Form eines Flachmeißels, der an dem Meißelhalter 15 unverdrehbar befestigt wird. Der Meißelhalter 15 ist an dem rotierenden Walzenkörper 43 befestigt, durch den hindurch der Druckwasserkanal 21 verwirkt wird. Im Gegensatz zu den beiden ersten Ausführungsbeispielen ist der Meißelschaft 12 konisch ausgebildet und in die konische Buchse 14 eingepaßt. Am rückwärtigen Ende des Meißelschaftes 12 befinden sich seitliche Abflachungen 44, die sich zwischen ebene Orxentierungsflächen 45 am Meißelhalter 15 schieben, so daß der Schrämmeißel 10 nur in der dargestellten Drehwinkelposition an dem Meißelhalter 15 befestigt werden kann.

In Fig. 4 ist das Kupplungsteil 22 in gleicher Weise ausgebildet wie in Fig. 1 und das-- rückwärtige Ende des, Meißelschaftes 12 ist in gleicher Weise als Kupplungsstück 26 ausgebildet. Beim Einschieben des Meißelschaftes 12 in den Meißelhalter 15 bzw. die Buchse 14 wird das Kupplungsstück 26 selbsttätig mit dem Kupplungsstück 22 abdichtend verbunden. Da während des Betriebes sämtliche Teile des Abbauwerkzeugs relativ zueinander feststehen, sind sämtliche Dichtungen statische Dichtungen.

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Der Kanal 28 erstreckt sich axial durch den Meißelkörper 11,12 hindurch und er tritt dicht hinter dem Hartmetallelement 16 aus dem Meißelkopf 11 aus. Alternativ kann der Kanal 28 auch an der (linken) Vorderseite aus dem Meißelkopf 11 austreten. Der Meißelkopf 11 weist seitlich abstehende Aushebenocken 46 zum Ansetzen eines Aushebewerkzeugs auf.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 4 nur geringfügig. Anstelle der Aushebenocken 46 ist an dem Meißelkopf 10 ein quer hindurchgehender Aushebestift 47 vorgesehen, der seitlich nach entgegengesetzten Seiten absteht. Da dieser Aushebestift 47 in eine Querbohrung des Meißelkopfes 11 hineingesteckt ist, die die Längsachse des Schrämmmeißels 10 kreuzt, verläuft der Kanal 28 nicht entlang der Längsachse, sondern unter einem Winkel hierzu. Die Austrittsstelle 48 des Kanals 28 ist im Durchmesser verkleinert und sie befindet sich an der rückwärtigen Außenseite des Meißelkopfes 11 dicht hinter dem Hartmetallelement 16.

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Claims (7)

- γ- ANSPRUCHE

1. Abbauwerkzeug mit einem Meißelhalter (15), in den "*- der Schaft (12) eines aus einem Meißelkörper (11,12) mit Hartmetallelement (16) bestehenden Schrämmeißels (10) eingesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
-·■ daß der Meißelhalter (15) einen Druckwasserkanal . (21) enthält, der über ein Kupplungsstück (26,26') abdichtend mit einem durch den Meißelkörper ■ (11,12) hindurchführenden Kanal (28) verbunden ist, welcher an dem Meißelkopf (11) austritt.

2. Abbauwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schrämmeißel (10) in Form eines an dem Meißelhalter (15) drehbaren Rundmeißels der Kanal (28) durch das Hartmetallelement (16) hindurchführt.

3. Abbauwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schrämmeißel in Form eines drehfest mit dem Meißelhalter (15) verbundenen Flachmeißels der Kanal (28) in der Nähe des Hartmetallelementes (16) aus dem Meißelkopf (10) austritt.

4. Abbauwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (28) dicht hinter dem

Hartmetalleloment (16) ■-, aus .dem Meißelkopf (11) austritt. fc&O/.».·*·,,,;■-.■ " "'^Ki

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5. AbI)OUWe rkzeuq nach <;inem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (26,26') unverlierbar an dem Schaft (12) des Meißelkörpers (11,12) angebracht ist und mit einem Kupplungsteil (22,22') des Meißelhalters (15) zusammengreift.

6. Abbauwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (26') auswechsel-' bar an dem Meißelkörper (11,12) befestigt ist.

7. Abbauwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rundmeißel das Kupplungsstück (26') mit einem Ende drehbar in eine Bohrung (31) des Schaftes (12) des Meißelkörpers (11,12) eingreift und an dem Meißelkörper gegen Längsverschiebung gesichert ist, daß das ^ andere Ende des Kupplungs Stücks (26') mit einem

.₄ Kupplungsteil (22') des Meißelhalters (15) zusam-

mengreift und gegenüber dem Meißelhalter gegen

Drehung gesichert ist und daß das Kupplungsstück (26') gegenüber dem Meißelkörper (11,12) durch eine dynamische Dichtung (34,36) und gegenüber dem

Kupplungsteil (22') durch eine■statische Dichtung

'. (38) abgedichtet ist. .