DE3536171A1 - Querschneidkopf einer teilschnittmaschine mit innenbeduesung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Querschneidkopf einer Teil­ schnittmaschine mit Innenbedüsung der beiden Schneidwalzen, die von einer quer zum Schneidarm gerichteten Welle angetrie­ ben sind, wobei an den Schneidwalzen angeordnete Spritzdüsen über Druckwasserkanäle der Schneidwalzen und über eine Dreh­ durchführung an eine äußere Druckwasserzuleitung angeschlos­ sen sind.

Für den Vortrieb von Tunnels, Stollen u. dgl. einschließlich von Gesteins- und Flözstrecken in Bergbau-Untertagebetrieben sowie für den Abbau von Lagerstätten werden bekanntlich so­ genannte Teilschnittmaschinen eingesetzt, die mit einem an einem schwenkbaren Schneidarm gelagerten Querschneidkopf aus­ gerüstet sind, dessen beide Schneidwalzen über eine quer zum Schneidarm gerichtete Welle angetrieben werden (Zeitschrift "Glückauf" 1985, S. 1206). Zur Niederschlagung des sich im Schneidbetrieb bildenden Staubes, zur Kühlung der Schneidwerk­ zeuge und zur Vermeidung von CH₄-Abflämmungen in schlag­ wettergefährdeten Betrieben ist es erforderlich, den Arbeits­ bereich der Schneidwalzen mit Druckwasser zu bedüsen. Dabei wird in der Regel mit einer Innenbedüsung gearbeitet, bei der das von außen zugeführte Druckwasser über eine Drehdurchfüh­ rung in die Schneidwalzen eingeführt und über Druckwasser­ kanäle der Schneidwalzen den an deren Umfang angeordneten Spritzdüsen zugeleitet wird. Solche innenbedüsten Schneid­ walzen sind zumeist mit einer Steuerung der Druckwasserzufüh­ rung ausgerüstet, mit der sichergestellt wird, daß jeweils nur die im Bereich des schneidenden Walzensektors befindlichen Spritzdüsen von dem Druckwasser beaufschlagt werden (DE-OS 28 10 982, EP-PS 00 10 534).

Insbesondere bei Teilschnittmaschinen, die in explosionsgefähr­ deten Bergbaubetrieben zum Einsatz kommen, stellt sich in zu­ nehmendem Maße die Forderung, das Bedüsungswasser gezielt in den Arbeitsbereich der einzelnen Meißel, d.h. in deren Schneid­ spur so auszuspritzen, daß nicht nur eine wirksame Staubbekämp­ fung, sondern vor allem auch eine wirksame Kühlung der Schneid­ zonen erreicht und damit auch Entzündungen von austretenden Methangasen durch Funkenbildung in der Schneidzone verhindert werden. Dabei werden für das Bedüsungswasser Arbeitsdrücke ge­ fordert, die in der Größenordnung von mindestens 100 - 200 bar, häufig sogar bei 300 bar und darüber liegen. Bei solch hohen Arbeitsdrücken ergeben sich erhebliche Dichtungsprobleme, wenn bei der Innenbedüsung die Drehdurchführung an der Walzennabe oder der Antriebswelle der Schneidwalze angeordnet wird. Die Dichtungsprobleme sind um so größer, je größer der Durchmesser der mit der Drehdurchführung versehenen Welle oder Nabe der Schneidwalze ist. Bei Verwendung eines in der Schneidwalze liegenden Planetengetriebes ist zwar der bei der Drehdurch­ führung abzudichtende Wellendurchmesser nicht übermäßig groß, so daß sich hier jedenfalls dann, wenn die Arbeitsdrücke des Bedüsungswassers nicht zu hoch gewählt werden, die Dichtungs­ probleme im allgemeinen beherrschen lassen. Anders liegen u.U. die Verhältnisse, wenn anstelle des Planetengetriebes ein Kegelstirnradgetriebe vorgesehen wird. Die Verwendung solcher Getriebe hat gegenüber den Planetengetrieben den wesentlichen Vorteil, daß die Schneidwalzen des Querschneidkopfes insgesamt einen deutlich verminderten Durchmesser erhalten können. Ande­ rerseits bereitet es aber beträchtliche Schwierigkeiten, an der im Durchmesser großen Antriebswelle der Schneidwalzen eine Drehdurchführung für die Druckwasserzuführung zu schaffen, die bei den geforderten hohen Drücken des Bedüsungswassers auch über längere Betriebszeit hinweg zuverlässig dichtet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Quer­ schneidkopf mit Innenbedüsung seiner Schneidwalzen mit ver­ gleichweise einfachen und zuverlässigen Maßnahmen so auszuge­ stalten, daß eine Drehdurchführung mit großem Durchmesser ver­ mieden und damit eine sichere Einführung des hochgespannten Druckwassers in die Schneidwalzen und durch diese hindurch zu den Spritzdüsen erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckwasserzuleitung für jede Schneidwalze ein außenseitig am Schneidarm angeordnetes Anschlußstück aufweist, das an der dem Schneidarm abgewandten Seite der Schneidwalze mit dem hier befindlichen Ende der Welle über eine Drehdurchführung, die einen in eine axiale Bohrung dichtend einfassenden axia­ len Zapfen aufweist, verbunden ist.

Nach der Erfindung erfolgt also die Druckwasserzuführung an jeder Schneidwalze des Querschneidkopfes über ein am Schneid­ arm angeordnetes Anschlußstück von der außenliegenden Walzen­ stirnseite her, wobei die Antriebswelle der Schneidwalze an der dem Schneidarm abgewandten Walzenseite endet und hier über die Drehdurchführung mit dem Anschlußstück verbunden ist. Da­ mit läßt sich an der im Durchmesser großen Welle eine Dreh­ durchführung mit kleinem Durchmesser verwirklichen, die auch bei hohen Drücken des Bedüsungswassers, die bei 200-300 bar oder darüber liegen können, keine Dichtungs- und Verschleiß­ probleme aufwirft. Innerhalb der Schneidwalzen läßt sich ein Steuer- und Verteilersystem anordnen, welches, wie bekannt, so ausgebildet ist, daß eine Schneidspurbedüsung an den je­ weils nur im Eingriff mit dem Arbeitsstoß stehenden Schneid­ werkzeugen verwirklicht wird. Das Anschlußstück läßt sich so ausbilden und anordnen, daß es die Arbeitsbewegungen des Quer­ schneidkopfes im Schneidbetrieb nicht behindert. Dabei ist das Anschlußstück zweckmäßig der Außenkontur der Schneidwalze an­ gepaßt und so ausgebildet, daß es sich eng der Walzenkontur an­ schmiegt und dabei von seinem am Schneidarm befestigten Ende bis vor das Wellenende erstreckt, an dem sich die Drehdurch­ führung befindet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die genannten Anschlußstücke aus einer Kanalplatte, die robust und wenig verschleißanfällig ist. Dabei ist die Anordnung vor­ teilhafterweise so getroffen, daß die entsprechend der Walzen- Außenkontur geformte Kanalplatte sich zu ihrem die Welle über­ greifenden freien Ende hin in der Breite vermindert bzw. in dieser Richtung etwa spitz zulaufend ausgebildet ist.

Die Schneidwalzen des Querschneidkopfes weisen an ihren einan­ der abgewandten Seiten zweckmäßig Stirneinziehungen auf, in denen die Welle endet und in die die Anschlußstücke einfassen. Die Anschlußstücke liegen daher im Bereich ihrer die Drehdurch­ führung bildenden Enden innerhalb der Umfangskontur der Schneidwalzen in deren Stirneinziehungen.

Der zylindrische Zapfen der Drehverbindung wird zweckmäßig am Anschlußstück angeordnet. In diesem Fall befindet sich die den Zapfen aufnehmende axiale Bohrung am freien Ende der die Schneidwalze antreibenden Welle. Die axiale Bohrung ist dabei als Sackbohrung ausgebildet. Am Umfang der Sackbohrung endet ein zu den Spritzdüsen führender Druckwasserkanal zwischen Dichtungen, wobei dieser Druckwasserkanal über eine Ringnut mit einem Querkanal des Zapfens der Drehverbindung verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen mit Innenbedüsung versehenen Querschneid­ kopf gemäß der Erfindung in Draufsicht, teilweise im Horizontalschnitt;

Fig. 2 den Querschneidkopf nach Fig. 1 in Seitenansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1.

Die in ihrem Grundaufbau bekannte Teilschnittmaschine, die als Vortriebs- oder Abbaumaschine eingesetzt wird, weist an ihrem z.B. mit einem Raupenfahrwerk versehenen Maschinenrahmen einen seiten- und höhenverschwenkbaren Schneidarm 1 auf, der an sei­ nem freien Ende einen Querschneidkopf 2 trägt, der zwei um eine gemeinsame, senkrecht zur Schneidarmachse verlaufende Achse drehbare Schneidwalzen 3 in spiegelbildlich symmetrischer An­ ordnung aufweist, die jeweils auf ihrem Umfang mit Schneidwerk­ zeugen 4 bestückt sind. In der Zeichnung sind nur einige wenige Schneidwerkzeuge 4 gezeigt, die hier aus in Meißelhaltern aus­ wechselbar gehaltenen Rundschaftmeißeln bestehen. Der Umkreis der Meißelspitzen der Schneidwalzen 3 ist in der Zeichnung durch die strichpunktierte Linie 5 angedeutet. Der gemeinsame Antrieb der beiden Schneidwalzen 3 ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Er befindet sich zusammen mit dem Getriebe im Inneren des als Kastenträger ausgebildeten Schneidarmes 1. Die beiden Schneidwalzen 3 sind auf einer quer zum Schneidarm 1 ge­ richteten Antriebswelle 6 drehschlüssig angeordnet. Dabei kann für die Schneidwalzen 3 eine gemeinsame durchgehende Antriebs­ welle oder auch jeweils eine eigene Antriebswelle 6 vorgesehen sein.

Die beiden Schneidwalzen 3 sind jeweils mit einer Innenbedüsung versehen, mit der im Schneidbetrieb der jeweils an der Orts­ brust bzw. am Abbaustoß schneidende Walzensektor mit Hochdruck­ wasser bedüst wird. Die über den Umfang der Schneidwalzen 3 verteilt angeordneten Spritzdüsen sind aus Gründen der Über­ sichtlichkeit der Darstellung nicht gezeigt. Die Düsen sind in bekannter Weise so am Schneidwalzenumfang angeordnet, daß sie das Druckwasser in die Schneidspur der einzelnen Meißel 4 ausspritzen, und zwar unmittelbar in den Schneidbereich der einzelnen Meißel.

Querschneidköpfe der vorgenannten Art sind allgemein bekannt, ebenso der konstruktive Aufbau ihrer Schneidwalzen und der Innenbedüsung. Für die Erfindung wesentlich ist vor allem die Zuführung des Hochdruckwassers zu den beiden Schneidwalzen 3, die in bekannter Weise mit zu den einzelnen Spritzdüsen füh­ renden Druckwasserkanälen versehen sind.

Für die Druckwasserzuleitung weist jede Schneidwalze 3 ein außenseitig am Schneidarm 1 befestigtes Anschlußstück 7 auf, das mit einem durchgehenden Druckwasserkanal 8 versehen ist und das an der dem Schneidarm 1 abgewandten Seite der betref­ fenden Schneidwalze 3 mit dem hier befindlichen Ende der Welle 6 über eine Drehdurchführung 9 verbunden ist. Die Anschluß­ stücke 7 bestehen jeweils aus einer Kanalplatte, die, wie vor allem Fig. 2 zeigt, zu ihrem vorderen, die Welle 6 übergrei­ fenden Ende hin sich in der Breite vermindert bzw. spitz zu­ läuft. Dabei ist die seitlich am Schneidarm 1 befestigte Kanal­ platte 7, wie im Horizontalschnitt nach Fig. 1 erkennbar, mehr­ fach so quer zu ihrer Plattenebene abgewinkelt, daß sie sich der durch den Umkreis 5 bestimmten Außenkontur der Schneid­ walze 3 eng anschmiegt. Die Schneidwalzen 3 weisen an ihren einander abgewandten Seiten jeweils eine Stirneinziehung 10 auf, in deren Innenbereich die Welle 6 endet und in die das Anschlußende 11 der Kanalplatte 7 einfaßt.

Die Kanalplatten 7 weisen an ihrem Anschlußende 11 jeweils einen in Richtung der Wellenachse weisenden axialen zylindri­ schen Zapfen 12 auf, der zur Bildung der Drehdurchführung 9 in eine als Sackbohrung ausgebildete axiale Bohrung 13 am Ende der Welle 6 einfaßt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Ende der Welle 6 eine Anschlagscheibe 14 od. dgl. be­ festigt, welche die Bohrung 13 aufweist und gegen die sich das Anschlußende 11 der Kanalplatte 7 legt. Zweckmäßig ist das Anschlußende 11 mit dem Wellenende bzw. mit der Anschlagschei­ be 14 z.B. durch Verschraubung lösbar verbunden.

Der Zapfen 12 ist in der Bohrung 13 mit Hilfe von Dichtringen 15 abgedichtet. Die Kanalplatten 7 weisen im Bereich ihrer mit dem Schneidarm 1 verbundenen Enden jeweils einen (nicht darge­ stellten) Hochdruckwasseranschluß auf, über den das Hochdruck­ wasser mit einem Druck, der im allgemeinen mindestens bei 100-200 bar, vorzugsweise in der Größenordnung von 300 bar und mehr liegt, zugeführt wird, wobei dieser Hochdruckanschluß über den Druckwasserkanal 8 mit der Drehdurchführung 9 und über diese mit den Druckwasserkanälen 16 der Schneidwalze ver­ bunden ist. Der Druckwasserkanal 8 erstreckt sich von dem Hoch­ druckwasseranschluß durch die Kanalplatte hindurch bis zu deren Anschlußende 11 und hier in Form eines Axialkanals 17 durch den Zapfen 12. Der Axialkanal 17 ist über mindestens einen Quer­ kanal 18 mit einer Ringnut 19 verbunden, in die der sich bis in die Anschlagscheibe 14 fortsetzende Druckwasserkanal 16 der Schneidwalze 3 mündet. Das zugeführte Hochdruckwasser fließt demgemäß in Pfeilrichtung 20 durch den Druckwasserkanal 8 und die Axialbohrung 17 zur Drehdurchführung 9 und hier über den oder die Querkanäle 18 und die Ringnut 19 in den Druckwasser­ kanal 16 der Schneidwalze. Innerhalb der Schneidwalze wird der Druckwasserzufluß zu den einzelnen Spritzdüsen so gesteuert, daß im Schneidbetrieb jeweils nur die im Schneideinsatz stehen­ den Meißel 4 bedüst werden. Solche Steuerungen sind bekannt, z.B. aus der DE-OS 28 10 982.

Es ist erkennbar, daß mit Hilfe der in die axialen Bohrungen 13 der Welle 6 einfassenden Zapfen 12 Drehdurchführungen 9 ver­ wirklicht werden, deren Durchmesser beträchtlich kleiner ist als der Durchmesser der Welle 6. Drehdurchführungen mit solch kleinen Durchmessern bereiten auch bei hohen Drücken, die bei 200-300 bar oder sogar darüber liegen, keine besonderen Dichtungsprobleme. Durch die außenseitig angeordneten Anschluß­ stücke 7 wird der Schneidbetrieb des Querschneidkopfes 2 nicht behindert. Anstelle der bevorzugt als Kanalplatten ausgebildeten Anschlußstücke 7 können auch Anschlußstücke anderer Ausbildung, z.B. Rohrstücke od.dgl., verwendet werden. Auch wäre es möglich, die Zapfen 12 der Drehdurchführungen 9 am Ende der Welle 6 bzw. an der am Wellenende befestigten Anschlagscheibe 14 anzuordnen, wobei sie in eine Axialbohrung am Anschlußende 11 unter Abdich­ tung einfassen.

Claims (7)

1. Querschneidkopf einer Teilschnittmaschine mit Innen­ bedüsung der beiden Schneidwalzen, die von einer quer zum Schneidarm gerichteten Welle angetrieben sind, wo­ bei an den Schneidwalzen angeordnete Spritzdüsen über Druckwasserkanäle der Schneidwalzen und über eine Dreh­ durchführung an eine äußere Druckwasserzuleitung ange­ schlossen sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die Druckwasserzuleitung für jede Schneid­ walze (3) ein außenseitig am Schneidarm (1) angeordnetes Anschlußstück (7) aufweist, das an der dem Schneidarm ab­ gewandten Seite der Schneidwalze (3) mit dem hier befind­ lichen Ende der Welle (6) über eine Drehdurchführung (9), die einen in eine axiale Bohrung (13) dichtend einfassen­ den axialen Zapfen (12) aufweist, verbunden ist.

2. Querschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Anschlußstück (7) der Außenkontur der Schneidwalze (3) angepaßt ist und sich der Walzenkontur eng anschmiegend von seinem am Schneid­ arm (1) befestigten Ende bis vor das Wellenende erstreckt.

3. Querschneidkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (7) aus einer Kanalplatte besteht.

4. Querschneidkopf nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die entsprechend der Außen­ kontur der Schneidwalze (3) geformte Kanalplatte zu ihrem die Welle (6) übergreifenden Anschlußende (6) hin sich in der Breite vermindert.

5. Querschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneidwalzen (3) an ihren einander abgewandten Seiten Stirneinziehungen (10) aufweisen, in denen die Welle (6) endet und in die die Anschlußstücke (7) einfassen.

6. Querschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der zy­ lindrische Zapfen (12) der Drehdurchführung (9) am An­ schlußstück (7) und die ihn aufnehmende, als Sackbohrung ausgebildete axiale Bohrung (13) am freien Ende der Welle (6) angeordnet ist, und daß ein zu den Spritzdüsen führen­ der Druckwasserkanal (16) am Umfang der Sackbohrung zwi­ schen Dichtungen (15) endet und hier mit einem Querkanal (18) des Zapfens verbunden ist.

7. Querschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende der Welle (6) eine Scheibe (14) befestigt ist, welche die Bohrung (13) bzw. den Zapfen (12) der Drehdurchführung (9) aufweist.