DE2816797A1

DE2816797A1 - Einrichtung zum kuehlen der die bestueckung der schraemkoepfe von schraemmaschinen bildenden meissel

Info

Publication number: DE2816797A1
Application number: DE19782816797
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl In Gebetsroither; Alfred Ing Zitz
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1978-11-16
Also published as: FR2389755A1; AU511907B2; JPS53138902A; PL206360A1; DE7811640U1; ES468866A1; YU102778A; ATA325177A; CS198296B2; US4186971A; AU3522578A; AT348968B

Description

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Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke Alpine Montan Aktiengesellschaft in Wien (Österreich)

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Einrichtung zum Kühlen der die Bestückung der Schrämköpfe

von Schrämmaschinen bildenden Meißel

Beim Betrieb von Schrämmaschinen mit rotierenden Schrämköpfen ist insbesondere bei hohen Schrämleistungen eine Kühlung der die Bestückung der Schrämköpfe bildenden Meißel erforderlich. Die Kühlung erfolgte bisher durch gegen die Schrämköpfe gerichtete Wasserstrahlen. Die Wasserstrahlen hatten auch gleichzeitig die Aufgabe, den entstehenden Staub zu binden. Der Nachteil einer solchen Art der Kühlung bestand darin, daß sich an der Abbaufront ein Sumpf bildete, wobei das Abführen des überschüssigen Wassers wieder einen beträchtlichen Aufwand darstellte. Abgesehen davon war der Wasserverbrauch beträchtlich, wodurch insbesondere im Untertagebetrieb die Wasserversorgung stark belastet wurde. Es ist auch bekannt, Düsen, durch welche Wasser mittels Druckluft zerstäubt austritt, am Schrämkopf zwischen den Meißeln anzuordnen. Solche Düsen kommen unmittelbar mit dem zu schrämenden Gestein in Berührung und sind daher Beschädigungen ausgesetzt und werden leicht verstopft. Wenn mittels solcher am Schrämkopf angeordneter Düsen eine Kühlung der Meißel erzielt werden soll, muß nahezu jedem Meißel eine Düse zugeordnet werden, wodurch eine sehr komplizierte Anordnung entsteht. Bei solchen am Schrämkopf angeordneten Düsen erfolgt der Austritt des Kühlmediums aus den Düsen während der gesamten Umdrehung des Schrämkopfes, d.h. auch während der Zeit, in welcher die betreffenden Meißel im Gestein arbeiten, und daher nicht besprüht werden können. Eine solche Anordnung bedingt daher einen verhältnismäßig großen Wasserverbrauch, wobei die Kühlwirkung nicht befriedigend ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Kühlen der die Bestückung der Schrämköpfe von Schrämmaschinen bildenden Meißel unter Verwendung von Wasser in durch Luft versprühter oder zerstäubter Form, und zielt darauf ab, bei geringstem Wasserverbrauch eine wirkungsvolle Kühlung der Meißel zu erreichen. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, daß am Schrämarm in

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Vö.rtriebsrichtung hinter deiVÖchräirikopf wenigstens eine gegen den Schrämkopf gerichtete, an eine Druckluftquelle angeschlossene Düse angeordnet ist, in welche wenigstens ein Wasserzuführungskanal mündet. Durch diese Düse wird der Luftstrom mit dem in der Luft in versprühter bzw. zerstäubter Form vorliegenden oder in Form eines Aerosols gelösten Wasser gegen die Meißel geblasen. Dadurch, daß die Düsen am Schrämarm angeordnet sind und somit die Meißel sich relativ zu den aus den Düsen austretenden Strahlen bewegen, genügen eine oder wenige Düsen für eine ausreichende Kühlung der Meißel des Schrämkopfes, da ja alle Meißel im Laufe einer Umdrehung durch diesen Strahl getroffen werden. Es wird auch vermieden, daß diese Düsen Beschädigungen ausgesetzt sind und zur Verstopfung neigen, da sie ja nicht im Bereich des zu schrämenden Gesteins liegen und mit dem geschrämten Material nicht in Berührung kommen. Die Anordnung wird daher wesentlich einfacher und betriebssicherer. Da die aus den Düsen austretenden Strahlen alle Meißel der Reihe nach in einer Stellung, in welcher diese Meißel frei von dem zu schrämenden Gestein sind, treffen, wird die Kühlwirkung dieser Düsen voll ausgenützt und es kann daher der Wasserverbrauch sehr gering gehalten werden. Bei einer solchen Anordnung der Düsen in Abstand vom Schrämkopf bietet die Maßnahme, das Wasser den Meißeln in versprühter bzw. zerstäubter Form bzw. in Form eines Aerosols zuzuführen, einen besonderen Vorteil. Die zu kühlenden Meißel, weisen eine Temperatur auf, welche über der Siedetemperatur des Wassers liegt und beispiels- : weise etwa 130 G beträgt. Bei solchen Temperaturen tritt, wenn mit "Wasser gekühlt wird und das Wasser in Form von Tropfen auf die Meißel auftrifft, das sogenannte Leidenfrostsche Phänomen auf, welches darin besteht, daß die Tropfen auf der heißen Oberfläche nicht verdampfen, sondern sich mit einem Dampfmantel umgeben, der den unmittelbaren Angriff des Wassers an der zu kühlenden Oberfläche verhindert. Wenn das Wasser aber in zerstäubter Form oder sogar in Form eines Aerosols, das heißt in in Luft gelöster Form der zu kühlenden Oberfläche zugeführt wird, so tritt das Leidenfrostsche Phänomen nicht auf und die Verdampfungswärme des Wassers wird voll zur Kühlung der Meißel ausgenützt. Wenn

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die Düsen jedoch in bekannter Weise am Schrämkopf angeordnet sind und die aus den Düsen austretenden Strahlen unmittelbar gegen die austretenden Meißel gerichtet sind, tritt dieses Leidenfrostsche Phänomen nicht auf, da in diesem Fall die Wirbelung dieses Phänomen verhindert. In einem solchen Fall ist somit die Kühlung durch Wasser in zerstäubter oder versprühter Form weniger wirksam als die Kühlung durch einen Wasserstrahl. In allen Fällen wird durch den durch die Erfindung verminderten Wasserverbrauch die Bildung eines Sumpfes im Bereich des Schrämkopfes vermieden.

Gemäß der Erfindung sind die Düsen zweckmäßig von Rohren gebildet, an deren Enden verengte Mundstücke vorgesehen sind und in welche über den Umfang derselben verteilt Wasserzuführungsbohrungen münden. Durch diese Wasserzuführungsbohrungen wird das Wasser unter überdruck in den Luftstrom eingeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Achse der Düse bzw. sind die Achsen der Düsen gegen diejenige Seite des Schrämkopfes gerichtet, an welcher die Meißel aus dem Gestein austreten. Die Meißel eines Schrämkopfes arbeiten über einen kleineren Bereich des Schrämkopfumfanges im Gestein und liegen über einen Winkel von ungefähr 240 frei. Dadurch, daß.der Luftstrom mit dem versprühten bzw. zerstäubten Wasser bzw. der Aerosolstrom bevorzugt gegen diejenige Seite des Schrämkopfes gerichtet ist, an welcher die Meißel aus dem Gestein austreten, wird bereits an dieser Stelle die Kühlung eingeleitet und wirkt über den gesamten freien Winkel bis zum neuerlichen Eintritt der Meißel in das Gestein. Es wird dadurch die Kühlung besonders wirksam gestaltet. Bei Anordnung mehrerer Düsen sind zweckmäßig die Achsen der Mehrzahl dieser Düsen gegen diejenige Seite des Schrämkopfes gerichtet, an welcher die Meißel aus dem Gestein austreten.

Um dies zu erreichen, sind gemäß der Erfindung zweckmäßig die einem Schrämkopf zugeordneten Düsen in divergieren- ■ der Anordnung an einen gemeinsamen Druckbehälter angeschlossen, in welchen eine Druckluftleitung mündet. Bei Anordnung von zwei um eine horizontale quer zum Schrämarm liegende Achse

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rotierbaren, zu beiden Seiten des Schrämarmes gelagerten Schrämköpfen sind die Luftdüsen zweckmäßig zu beiden Seiten des Schrämarmes in spiegelbildlicher Anordnung an diesen festgelegt. Dadurch wird erreicht, daß ein beträchtlicher Teil der Umhüllungsfläche der Meißelspitzen durch die mit Wasser versetzten Luftstrahlen beaufschlagt wird, wobei die Größe und Lage dieses beaufschlagten Teiles der Umhüllungsfläche empirisch gewählt und durch die Einstellung der. Düsenrichtung bestimmt werden kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen den vorderen Teil des Schrämarmes einer Schrämmaschine mit den Schrämköpfen und der Kühleinrichtung, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 eine Draufsicht und Fig.. 3 einen Schnitt nach Linie III - III der Fig. 1 darstellt, wobei der Schrämarm durch einen Kreis angedeutet ist, Fig. 4, 5 und 6 zeigen in größerem Maßstab die Düsenanordnung, wobei Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV - IV der Fig. 6, Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4 und Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI der Fig. 4 darstellt.

Am Ende des Schrämarmes 1 sind zwei Schrämköpfe 2 um eine horizontale Achse 3 rotierend gelagert. Die Umhüllungsflache der Meißelspitzen ist durch die strichpunktierte Linie 2¹ angedeutet. An beiden Seitenides Schrämarmes sind Kühleinrichtungen 4 festgelegt, -welche in den Fig. 4 bis 6 in größerem Maßstab dargestellt sind. Diese Kühleinrichtungen 4 bestehen aus einem Druckbehälter 5, der einen Anschlußnippel 6 für den Anschluß an eine Druckluftquelle aufweist. Diesem Druckbehälter 5 wird die Luft unter einem Druck von beispielsweise 4-7 bar zugeführt. An den Druckbehälter 5 sind Düsen 7, 8, 9 und 10 angeschlossen, welche an ihrem vorderen Ende Mundstücke 11 aufweisen. Die Düsen 7, 8, 9, 10 weisen über ihren Umfang versetzt radiale ;' Bohrungen 12 auf, durch welche der Innenraum dieser Düsen mit einem wasserführenden Raum 13 in Verbindung steht, welchem

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Wasser unter einem Druck von ungefähr 1-2 bar über einen Anschluß 14 zugeführt wird. Der Druck im Behälter 5 ist so hoch gewählt, daß die mit Wasser versetzte Luft aus den Düsenmundstücken 11 mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 100 m/sec austritt. Beim Auftreffen auf die Meißel des Schrämkopfes 2 beträgt diese Geschwindigkeit immer noch etwa 30 m/sec. Wasser und Luft treten aus den Düsen in Form eines Aerosols oder zumindest in einer Form aus, in welcher das Wasser im Luftstrom versprüht oder zerstäubt ist.

Die Kühleinrichtungen 4 sind, wie Fig. 2 zeigt, zu beiden Seiten des Schrämarmes 1 spiegelbildlich angeordnet.

Die Düsen 7, 8, 9, 10 sind divergierend angeordnet. In Fig. 1 und 2 sind die Achsen der aus diesen Düsen austretenden Strahlen eingezeichnet. Die Achsen der aus den Düsen 7 und 8 austretenden Strahlen sind mit 7a und 8a bezeichnet. Die Achse des aus der Düse 9 austretenden Strahles ist mit 9a und die Achse des aus der Düse 10 austretenden Strahles ist mit 10a bezeichnet. Die Rotationsrichtung der Schrämköpfe ist in Fig. 1 mit dem Pfeil 15 bezeichnet. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, treffen somit die Strahlen, deren Achsen mit 8a, 9a, 10a bezeichnet sind, auf denjenigen Bereich der Hüllfläche 2' der Meißelspitzen auf, in welchem die Meißel aus dem Gestein austreten.

16 ist eine begehbare Plattform, welche einen Kastenquerschnitt 17 aufweist und den Schrämarm 1 abdeckt. Diese Plattform ist auf Konsolen 18 des Schrämarmes 1 abgestützt. In dem Kastenquerschnitt 17 der Plattform 16 sind Hohlräume 19 gebildet, innerhalb welcher die Kühleinrichtungen 4 geschützt angeordnet sind. Der Druckbehälter 5 ist mittels eines Bügels 20 mit Zwischenwänden 21 des Kastenquerschnittes 17 verschraubt. Die Frontseite dieses Kastenquerschnittes ist durch ein Blech 22 abgedeckt, welches Durchtrittsöffnungen 23 für den Austritt der Strahlen 7a, 8a, 9a und 10a aufweist. Auf diese Weise sind die Kühleinrichtungen 4 gegen herabfallendes Gestein und gegen eventuelle Beschädigungen während des Schrämbetriebes geschützt.

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Leerseite

Claims

2B1B7S? Vereinigte Österreichiscoe Eisen- und Stahlwerke Alpine Montan Aktiengesellschaft ?. '. \y · in Wien (Österreich) 3·;. A · , ,, Friedrichstraße 4 ^· Mihlsiicijj 22, t-.,.i; ί ι ;.·■;„,, U Patentansprüche :

1. Einrichtung zum Kühlen der die Bestückung der Schrämköpfe von Schrämmaschinen bildenden Meißel unter Verwendung von Wasser in durch Luft versprühter oder zerstäubter Form, dadurch gekennzeichnet, daß am Schrämarm (1) in Vortriebsrichtung hinter dem Schrämkopf (2) wenigstens eine gegen den Schrämkopf (2) gerichtete an eine Druckluftquelle (5) angeschlossene Düse (7, 8, 9, 10) angeordnet ist, in welche wenigstens ein Wasserzuführungskanal (12) mündet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Düse (7, 8, 9, 10) gegen diejenige Seite des Schrämkopfes (2) gerichtet ist, an welcher die Meißel aus dem Gestein austreten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Düsen (7, 8, 9, 10) die Achsen (7a, 8a, 9a, 10a) der Mehrzahl dieser Düsen gegen diejenige Seite des Schrämkopfes (2) gerichtet sind, an welcher die Meißel aus dem Gestein austreten.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, 8, 9, 10) von Rohren gebildet sind, an deren Enden verengte Mundstücke (11) vorgesehen sind und in welche über den Umfang verteilt Wasserzuführungsbohrungen (12) münden.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Schrämkopf (2) zugeordneten Düsen (7, 8, 9, 10) in divergierender Anordnung an einen gemeinsamen Druckbehälter (5) angeschlossen sind, in welche eine Druckluftleitung (6.) mündet.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von zwei um eine horizontale quer zum Schrämarm (1) liegende Achse (3) rotierbaren, zu beiden Seiten des Schrämarmes (1) gelagerten Schräm-, köpfen (2) die Düsen (7, 8, 9, 10) zu beiden Seiten des Schrämarmes (1) in·spiegelbildlicher Anordnung an diesem festgelegt sind.

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~ ^T " ORIGINAL INSPECTED