DE3919672A1 - Walzenschraemmaschine mit zusatzwalze mit senkrechter drehachse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenschrämmaschine, die auf einem Förderer verfahrbar ist und eine Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse aufweist, die in bezug auf den Maschinenkörper seitlich versetzt am freien Ende eines Schwenkarmes gelagert ist, der am anderen Ende mit einer Schwenkwelle verbunden ist, die in einem Drehlager am Maschinenkörper schwenkbar gehalten ist und mit Hilfe eines Stellorgans, z.B. eines Hubzylinders, schwenkbar ist.

Aus der DE-AS 12 26 511 ist eine Schrämlademaschine mit senkrecht angeordneter Schrämwalze als Hauptwalze bekannt. Die Schrämwalze besteht aus einem oberen und einem unteren Teil, die sich gegeneinander teleskopartig ein- und ausfahren lassen, um so den Schneidbereich Änderungen der Flözmächtigkeit leicht anpassen zu können. Gehalten wird die Schrämwalze von einem Ausleger, der sich gegenüber dem Maschinenkörper zur Seite hin erstreckt.

Auch ist es bei einer Walzenschrämmaschine, die eine Schrämwalze mit waagerechter Drehachse an einem schwenkbaren Arm trägt, bekannt, den Arm in Achsrichtung einer ihn tragenden Welle verschiebbar zu lagern, wobei diese axiale Verschiebbarkeit dem Zweck dient, auch am Strebende die im Bereich der Antriebsköpfe befindliche Kohle abbauen zu können. Die Schwenkwelle, die den Arm trägt, ist in Büchsen im Maschinenkörper schwenkbar und begrenzt axial beweglich gehalten. Zur Verschiebung des Armes ist ein einerseits am Maschinenkörper und andererseits am Arm angreifender hydraulischer Arbeitszylinder vorgesehen (DE-PS 25 58 131).

Die Walzenschrämmaschine, auf die sich die Erfindung bezieht, enthält neben den üblichen Schneidwalzen mit waagerechter Drehachse eine Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse. Aufgabe der Zusatzwalze ist es, bei Flözen mit einem eingeschlossenen Bergestreifen diesen Bergestreifen freizuschneiden, bevor die Hauptwalzen die anstehenden Mineralstreifen lösen. Da sich die Höhenlage des Bergestreifens in Strebrichtung gesehen verändern kann, bildet man die Zusatzwalze hinsichtlich ihrer Lagerung so aus, daß sie in senkrechter Richtung um etwa 100 mm verstellbar ist.

Bei einer Walzenschrämmaschine sind die Schwenkwellenlager, die der Lagerung eines verschwenkbaren Tragarmes einer Schneidwalze dienen, hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Um Zerstörungen der Lager in Folge von Schwingungen aufgrund der wechselnden Beanspruchungen durch den Schneidvorgang zu verhindern, ist es erforderlich, Schwenkwellenlager mit einem Lagerspiel Null oder sogar mit einer leichten Vorspannung auszubilden. Für eine Längsverstellung benötigt man jedoch ein geringes Spiel, um eine axiale Bewegung zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schwenkwellenlager für eine Zusatzwalze derart auszubilden, daß während des Betriebes eine spielfreie Lagerung der Schwenkwelle gegeben ist, diese Lagerung zugleich so beschaffen ist, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln eine axiale Verstellung durchführbar ist, um die Höhenlage der Zusatzwalze verändern zu können.

Ausgehend von einer Walzenschrämmaschine der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenkwelle aus teleskopartig ineinandergreifenden Bauteilen, nämlich einem Naben- und einem Wellenteil, besteht, die im Ruhezustand durch Reibungsschluß gegeneinander verspannt sind, daß im Berührungsbereich der Wandungen an einem Bauteil in der Wandung in axialer Richtung aufeinanderfolgende, umlaufende Nuten enthalten sind, die durch Kanäle untereinander verbunden sind und mit einem nach außen führenden Ölzufuhrkanal in Verbindung stehen und daß durch Druckmittelzufuhr die gegenseitige elastische Verspannung von Naben- und Wellenteil für eine axiale Relativbewegung vorübergehend aufhebbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine aus teleskopartig ineinandergreifenden Bauteilen bestehende Schwenkwelle vor, bei der die Bauteile im Ruhezustand durch Reibungsschluß gegeneinander verspannt sind. An den miteinander in Berührung stehenden Wandungsflächen der verstellbaren Wellenteile sind durch umlaufende Nuten mehrere ringförmige Druckmittelräume gebildet, in die vorübergehend Drucköl eingeleitet werden kann, um so die gegenseitige radiale Verspannung der beiden Teile soweit aufheben zu können, daß ein axiales Verstellen der Wellenteile möglich ist. Je nach der konstruktiven Gestaltung des Schwenkwellenlagers kann der hierzu erforderliche Öldruck in der Größenordnung von 1000 bar liegen. Nach dem Verstellvorgang werden die Druckmittelräume wieder entlastet, wodurch der feste Verband zwischen Naben- und Wellenteil wieder hergestellt wird. Ein unerwünschtes Lagerspiel wird somit verhindert. Auf diese Weise können die unvermeidbaren Schwingungen aus dem Schneidvorgang sicher im Schwenkwellenlager aufgefangen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist bei einer bevorzugten Ausführung der Nabenteil der Schwenkwelle gegenüber dem Maschinenkörper axial unbeweglich gelagert und in seiner Berührungswandung mit umlaufenden Nuten versehen, während im inneren, axial beweglichen Wellenteil wenigstens ein Ölzufuhrkanal enthalten ist, der in wenigstens eine umlaufende Nut in seiner Berührungswandung endet, die sich mit wenigstens einer Nut im Nabenteil in der Ruhestellung und in den möglichen Verschiebestellungen deckt.

Vorteilhaft ist es, jeweils zwei benachbarte Nuten im Nabenteil durch wenigstens einen axialen Nutenkanal miteinander zu verbinden und jeden Nutenkanal über eine radiale Bohrung an eine achsparallele Sammelbohrung anzuschließen.

Für die umlaufende Nut im Wellenteil wird zweckmäßigerweise eine axiale Länge gewählt, die größer ist als der Innenabstand von zwei benachbarten Nuten des Nabenteils. So läßt sich mit einem geringen konstruktiven Aufwand eine sichere Beaufschlagung der umlaufenden Nuten im Nabenteil erreichen.

Für das Verstellen der beiden Wellenteile wird zweckmäßigerweise eine Kolben-Zylinderanordnung im Innern des Schwenkwellenlagers integriert. Hierzu wird vorteilhafterweise der Wellenteil als Hohlzylinder ausgebildet und mit einem Teil seiner axialen Länge auf einer gegenüber dem Maschinenkörper unbeweglichen Hülse formschlüssig gelagert, wobei auf einem anderen Teil seiner axialen Länge Wellenteil und Hülse zwei übereinanderliegende Ringräume begrenzen, die durch einen Ringansatz an der Hülse, der als Kolben dient, getrennt sind, wobei die Ringräume über Kanäle von außen abwechselnd mit Druckmittel für eine aufwärts oder abwärts gerichtete Bewegung des Wellenteils beaufschlagbar sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, für den Antrieb der Zusatzwalze im Innern der Hülse eine Antriebswelle aus wenigstens zwei drehschlüssig verbundenen, jedoch axial teleskopartig gegeneinander bewegbaren Teilen anzuordnen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht des Endabschnittes einer Walzenschrämmaschine mit der Anordnung einer Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse, Fig. 2 einen Querschnitt der Walzenschrämmaschine in den Ebenen der Linie I-I der Fig. 1 und Fig. 3 einen Ausschnitt (X) der Fig. 2 in einem größeren Maßstab.

Veranschaulicht ist in der Fig. 1 der Kopfteil einer Walzenschrämmaschine mit einem Maschinenkörper (1), an dem das Ende eines verschwenkbaren Tragarmes (2) gelagert ist, der an seinem freien Ende eine Hauptwalze (3) mit waagerechter Drehachse (4) trägt. Der Maschinenkörper (1) ist auf einem Strebfördermittel (5) entlang der Abbaufront eines Flözes (6) verfahrbar. Am entgegengesetzten Ende des Maschinenkörpers (1) kann eine zweite Hauptwalze in der gleichen Art und Anordnung vorgesehen sein.

Dem in der Zeichnung dargestellten Kopfende des Maschinenkörpers (1) ist ein zusätzlicher Maschinenkörper (7) vorgelagert, der mit dem Maschinenkörper (1) begrenzt gelenkig verbunden ist, sich ebenfalls auf dem Strebfördermittel (5) abstützt und an diesem geführt ist. Am Maschinenkörper (7) ist auf seiner Oberseite ein Schwenkarm (8) gelagert, der um eine senkrechte Achse (9) schwenkbar ist und am freien Ende eine Zusatzwalze (10) mit senkrechter Drehachse (11) trägt. Wie die Zeichnung zeigt, steht der Schneidumfang der Zusatzwalze (10) gegenüber der Hauptwalze (3) vor, d.h. die Zusatzwalze (10) dringt tiefer in das Flöz (6) ein als die Hauptwalze (3). Bei einer Gewinnungsfahrt wird somit bei einem Flöz mit eingelagerten Bergestreifen zunächst ein bestimmter Abschnitt des Bergestreifens freigeschnitten, bevor bei der nächstfolgenden Gewinnungsfahrt die anstehenden Mineralstreifen von der bzw. den Hauptwalzen gelöst werden. Dabei wird mit der voreilenden Hauptwalze in der Regel der obere und mit der nacheilenden Hauptwalze der untere Mineralstreifen gelöst.

Für das Einstellen des Schwenkarmes (8) in eine gewünschte Schwenkstellung ist ein Hubzylinder (12) vorgesehen, der einerseits an einem Gelenkstück (13) des Schwenkarmes (8) und andererseits am Maschinenkörper (7) ebenfalls unter Vermittlung eines Gelenkstückes (14) angreift.

Der konstruktive Aufbau der Lagerung der Schwenkwelle (8) ergibt sich aus der Schnittansicht in Fig. 2. Die eigentliche Schwenkwelle setzt sich zusammen aus einem Nabenteil (15) und einem Wellenteil (16), der in der Bohrung des Nabenteils (15) teleskopartig gehalten ist. Der Nabenteil (15) ist im Maschinenkörper (7) mit Hilfe von Wälzlagern (17) drehbar axial unbeweglich gelagert. Am nach außen ragenden Ende des Wellenteils (16) ist ein Flansch (18) angeformt, an dem mit geeigneten Mitteln wie Schrauben oder dergleichen der Schwenkarm (8) lösbar befestigt ist. Der Schwenkarm (8) ist auf diese Weise am Maschinenkörper (7) drehbar gelagert.

Im Ruhezustand ist der Wellenteil (16) durch Reibungsschluß, die durch eine elastische Vorspannung hervorgerufen wird, im Nabenteil (15) gehalten. Für eine axiale Verschiebung des Wellenteils (16) gegenüber dem Nabenteil (15) muß diese Verspannung vorübergehend aufgehoben werden. Zu diesem Zweck enthält der Nabenteil (15) in seiner Berührungswandung umlaufende Nuten (19), die mit Abstand voneinander angeordnet sind. Jeweils zwei benachbarte Nuten sind durch einen axialen Nutenkanal (20) miteinander verbunden. Von jedem Nutenkanal geht eine radiale Bohrung (21) aus, wobei alle Bohrungen in einer achsparallelen Sammelbohrung (22) münden. Zweckmäßigerweise werden über den Umfang mehrere Sammelbohrungen (22) verteilt, die je über radiale Bohrungen (21) mit den umlaufenden Nuten (19) verbunden sind.

Im Wellenteil (16) ist eine umlaufende Nut (23) enthalten, deren axiale Länge größer ist als der Innenabstand von zwei benachbarten Nuten (19). Für die Zufuhr des Druckmittels enthält der Wellenteil (16) eine Anzahl von achsparallelen Bohrungen (24), die über den ganzen Umfang mit gleichem Abstand voneinander verteilt sind. Jede Bohrung (24) ist durch eine kurze Radialbohrung (25) mit der umlaufenden Nut (23) verbunden. An der Stirnfläche des Flansches (18) sind die Bohrungen (24) verschlossen. Im Umfangsbereich des Flansches (18) mündet in jede Bohrung (24) eine Radialbohrung (26), die außen eine geeignete Anschlußöffnung für den Anschluß einer (nicht dargestellten) Druckmittelzufuhrleitung trägt.

Der Wellenteil (16) ist, wie Fig. 2 zeigt, als Hohlzylinder ausgebildet, wobei ein äußerer Bohrungsabschnitt (27) auf einer gegenüber dem Maschinenkörper unbeweglichen Hülse (28) formschlüssig geführt ist. An den Bohrungsabschnitt (27) schließt sich ein Bohrungsabschnitt (29) mit größerem Durchmesser an, so daß zwischen dem Wellenteil (16) und der Hülse (28) ein Ringraum gebildet ist, der durch einen Ringansatz (30) an der Hülse (28), der als Kolben dient, in zwei voneinander unabhängige Ringräume (31, 32) unterteilt ist. In jeden dieser beiden Ringräume mündet eine Druckmittelzufuhrleitung (33, 34). Der Ringraum (32) ist nach außen durch einen an der Innenwandung des Wellenteils (16) befestigten Endring (35) abgeschlossen.

Das axiale Verstellen des Wellenteils (16) und damit das Verstellen der Zusatzwalze (10) in ihrer Höhenlage geht wie folgt vor sich. Durch Einleiten eines Druckmittels in die umlaufenden Nuten (19) wird zunächst die Verspannung zwischen dem Nabenteil (15) und dem Wellenteil (16) aufgehoben. Die beiden Teile sind jetzt axial leicht gegeneinander bewegbar. Bewirkt wird die gewünschte Bewegung durch Beaufschlagen des einen oder anderen der beiden Druckmittelräume (31) bzw. (32). Nach der gewünschten Verstellung der Zusatzwalze (10) werden die umlaufenden Nuten (19) wieder druckentlastet, womit der feste Verband zwischen dem Nabenteil (15) und dem Wellenteil (16) wieder hergestellt wird.

Im Innern der Hülse (28) verläuft eine Drehwelle für den Antrieb der Zusatzwalze (10). Diese Drehwelle setzt sich aus zwei drehschlüssig verbundenen, jedoch axial teleskopartig gegeneinander bewegbaren Teilen (36) und (37) zusammen. Der untere Wellenteil (36) ist im Maschinenkörper (7) drehbar, aber axial unbeweglich gelagert. An seinem unteren Ende sitzt auf dem Wellenteil (36) ein Antriebsritzel (38). Am entgegengesetzten Ende ist der Wellenteil (36) mit einer konzentrischen Bohrung versehen, in der der Wellenteil (37) axial beweglich geführt ist. Durch eine Verzahnung oder eingelegte Federn (39) sind die Wellenteile (36) und (37) in Drehrichtung kraftschlüssig miteinander verbunden. Bei einer Verstellbewegung des Wellenteils (16) führt die Welle (37) gegenüber der feststehenden Welle (36) eine gleiche und gleichgerichtete Axialbewegung aus.

Claims (6)

1. Walzenschrämmaschine, die auf einem Förderer verfahrbar ist und eine Zusatzwalze mit senkrechter Drehachse aufweist, die in bezug auf den Maschinenkörper seitlich versetzt am freien Ende eines Schwenkarmes gelagert ist, der am anderen Ende mit einer Schwenkwelle verbunden ist, die in einem Drehlager am Maschinenkörper schwenkbar gehalten ist und mit Hilfe eines Stellorgans, z.B. eines Hubzylinders, schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle aus teleskopartig ineinandergreifenden Bauteilen, nämlich einem Naben- und einem Wellenteil (15, 16), besteht, die im Ruhezustand durch Reibungsschluß gegeneinander verspannt sind, daß im Berührungsbereich der Wandungen an einem Bauteil in der Wandung in axialer Richtung aufeinanderfolgende, umlaufende Nuten (19) enthalten sind, die durch Kanäle (21) untereinander verbunden sind und mit einem nach außen führenden Ölzufuhrkanal (26) in Verbindung stehen und daß durch Druckmittelzufuhr die gegenseitige elastische Verspannung von Naben- und Wellenteil (15, 16) für eine axiale Relativbewegung vorübergehend aufhebbar ist.

2. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenteil (15) der Schwenkwelle gegenüber dem Maschinenkörper (7) axial unbeweglich gelagert ist und in seiner Berührungswandung umlaufende Nuten (19) enthält und daß im inneren, axial beweglichen Wellenteil (16) wengistens ein Ölzufuhrkanal (24, 25) und (26) enthalten ist, der in wenigstens eine umlaufende Nut (23) in seiner Berührungswandung endet, die sich mit wenigstens einer Nut im Nabenteil (15) in der Ruhestellung und in den möglichen Verschiebestellungen deckt.

3. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Nuten (19) im Nabenteil (15) durch wenigstens einen axialen Nutenkanal (20) miteinander verbunden sind und daß jeder Nutenkanal (20) über je eine radiale Bohrung (21) an eine achsparallele Sammelbohrung (22) angeschlossen ist.

4. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Nut (23) im Wellenteil (16) eine axiale Länge hat, die größer ist als der Innenabstand von zwei benachbarten Nuten (19) des Nabenteils (15).

5. Walzenschrämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenteil (16) als Hohlzylinder ausgebildet ist und mit einem Teil seiner axialen Länge auf einer gegenüber dem Maschinenkörper unbeweglichen Hülse (28) formschlüssig gelagert ist und daß auf einem anderen Teil seiner Länge Wellenteil (16) und Hülse (28) zwei übereinanderliegende Ringräume (31, 32) begrenzen, die durch einen Ringansatz (30) an der Hülse (28), der als Kolben dient, getrennt sind, wobei die Ringräume (31, 32) über je einen Kanal (33) bzw. (34) von außen abwechselnd mit Druckmittel für eine aufwärts oder abwärts gerichtete Bewegung des Wellenteils (16) beaufschlagbar sind.

6. Walzenschrämmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Zusatzwalze (10) im Innern der Hülse (28) eine Antriebswelle aus wenigstens zwei drehschlüssig verbundenen, jedoch axial teleskopartig gegeneinander bewegbaren Teilen (36, 37) verläuft.