Gedämpft geführter Rundschaftmeissel

Abstract

 Für Teilschnittmaschinen, die insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzt werden sollen, werden Rundschaftmeißel vorgeschlagen, die in einem Meißelhälter drehbar gelagert, auswechselbar ausgebildet und mit einer am der Halterung gegenüberliegenden Ende angeordneten Hartmetallschneide ausgerüstet sind. Dieser Meißel ist im Meißelhalter hydraulisch gedämpft, wobei das durch die Dämpfung hochgespannte Wasser als Kühlmittel und Staubniederschlagmittel dient. Aufgrund dieser Ausbildung kann auf die Zuleitung von hochgespanntem Wasser von einer entferntliegenden Hochdruckpumpe verzichtet werden, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß jeweils nur dann Kühl- und Staubniederschlagmittel abgespritzt wird, wenn der jeweilige Meißel im Eingriff ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Rundschaftmeißel, insbesondere für Teilschnittmaschinen des Berg- und Tunnelbaus, der aus einem auswechselbar in einem Meißelhalter drehbar befestigten Schaft mit einer an der Spitze des Schaftes außerhalb des Meißelhalters angeordneten Hartmetallschneide besteht.

[0002] Bekannterweise sind die Schrämköpfe von Teilschnitt-Vortriebsmaschinen von Gewinnungsmaschinen und weiteren schneidend arbeitenden Maschinen, insbesondere im Berg-und Tunnelbau, der Bauindustrie und anderen Industrien mit Meißeln bestückt, die in auf den Schneidköpfen festgeschweißten Meißelhaltern auswechselbar montierbar sind. Allgemein unterscheidet man bei den Schneidmeißeln zwischen Flach- und Rundschaftmeißeln.

[0003] Zur Erzielung eines gleichmäßigen Verschleißes an der konisch zulaufenden Schneidkante sind Rundschaftmeißel innerhalb der Meißelhalter drehbar angeordnet. Der Runschaftmeißel ist in dem Meißelhalter derart einsetzbar, daß er sowohl über seinen Umfang als auch in-Richtung seiner Längsachse gegenüber dem Meißelhalter ein gewisses Spiel aufweist, das eine Drehung erlaubt.

[0004] Dieser konstruktiv vorgegebene, notwendige Bewegungsspielraum hat jedoch auch Nachteile. Da der Meißel infolge der Drehbewegung des Schneidkopfes etwa jede Sekunde erneut in das Gestein eingreift, ist der Meißel einer hohen Anzahl starker Schläge ausgesetzt. Diese Schläge beanspruchen den Werkstoff des Meißels überaus stark, oft über die Grenze seiner Festigkeit hinaus. Desweiteren schlägt der Meißel seinerseits bei jeder Umdrehung des Kopfes auf den Meißelhalter und zwar sowohl auf den oberen Rand als auch über Biegekräfte auf die Innenwand des Meißelhalters. Aufgrund dieser Einflüsse macht sich ein Verschleiß bemerkbar, der in Deformationen oder Brüchen von Meißelhaltern und Meißeln nachzuempfinden ist. Der Bruch eines Meißelhalters setzt den Wirkungsgrad des Schneidkopfes stark herab, wogegen bei einer Deformation des Meißelhalters der Meißel festsetzt und in kürzester Zeit verschleißt.

[0005] Der durch Festsetzen eines Meißels verursachte hohe Verschleiß kann auch dadurch auftreten, daß feines Gesteinsmehl in den Ringspalt zwischen Meißelschaft und Meißel eindringt, dort brikettiert und-schließlich die Reibung so weit vergrößert, daß eine Drehung des Meißels ausgeschlossen wird.

[0006] Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Schneidmeißeln ergibt sich durch die mit Wasser zu erzielende Kühlung. Um das Wasser auf die heißen Flächen aufspritzen zu können, muß es unter hohem -Druck bis dicht an die zu kühlenden Flächen gedrückt und von dort durch Düsen auf das Gestein bzw. den Meißel gespritzt werden.

[0007] Üblicherweise wird der erforderliche Druck durch Hochdruckpumpen erzeugt. Neben Hochdruckpumpen sind entsprechende Hochdruckschläuche oder -leitungen sowie aufwendige Dichtungen erforderlich, um das hochgespannte Wasser durch entsprechende Düsen zu verspritzen.

[0008] Unter Berücksichtigung des auf die Meißel einwirkenden und oben beschriebenen Verschleißes sowie im Hinblick auf die Schwierigkeiten, die hinsichtlich des erforderlichen Hochdruckwasser zu bewältigen sind, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Rundschaftmeißel zu schaffen, der sich bei dem ständig wiederholenden Eingriff in das Mineral dem dadurch beeinflußten Verschleiß in hohem Maße entziehen kann und der darüberhinaus in Abhängigkeit seines Eingriffes im Gestein automatisch mit dem erforderlichen Hochdruckwasser zur Kühlung versorgt wird.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meißel im Meißelhalter hydraulisch gedämpft und das durch die Dämpfung hochgespannte Wasser als Kühlmittel verwendet wird.

[0010] Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der Meißelhalter am unteren Ende mittels eines Stopfens verschließbar und der Meißelschaft im Meißelhalter mittels eines Klemmelementes und einer Führung verschiebbar ausgebildet sind, wobei dem zwischen Stopfen und Schaftende vorgesehenen Hohlraum über mit einem Rückschlagventil versehene Kanäle Wasser zugeführt wird, welches bei Eingriff des Meißels mit dem zu schneidenden Mineral über Leitungen und Düsen als Hochdruckwasser verspritzt wird.

[0011] Weiterhin erweist es sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft, daß der Meißel mit einer den Schaft außerhalb des Meißelhalters mindestens teilweise umgebenden, als Hülse ausgebildeten, Hartmetallschneide versehen ist, wobei in dem Schaft zentral angeordnet ein in eine Düse übergehender Wasserkanal mit einem Oberdruckventil vorgesehen ist.

[0012] Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.

[0013] Die Verformung und das Brechen von Meißelhaltern hat man bisher dadurch versucht zu verhindern, indem in die Meißelhalter Hülsen auch aus hochfestem Stahl eingeschrumpft worden sind. Darüberhinaus werden hochfeste Stahlhülsen mit dem über den Meißelhalter hinausgreifenden Kragen verwendet, die sich in den Meißelhaltern drehen können, während sich der Meißel wiederum in der Hülse dreht. Mit dieser Konstruktion wird gleichzeitig versucht, das Festsetzen der Meißel durch eindringenden Gesteinsstaub zu verändern.

[0014] Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß die Dämpfung eine Anpassung an den Eingriff in das Mineral erlaubt und somit die bisherigen Schlagwirkungen in großem Umfang mindert. Gleichzeitig wird jedoch die dem Meißel durch Dämpfung entzogende Energie dazu benutzt, das mit niedrigem Druck zugeführte Wasser auf Hochdruck zu verspannen. In Abhängigkeit von den Ausführungen der verwendeten Rundschaftmeißel spült das Hochdruckwasser auch den zwischen Meißelschaft und Meißelhalterung befindlichen Ringspalt von Gesteinsmehl frei bzw. wird über zusätzliche Düsen zur Kühlung verdüst. Durch die Verbindung der Dämpfung des Rundschaftmeißels und die damit verbundene Schaffung von Hochdruckwasser wird eine gezieltere Kühlung und die Einsparung von unnötig viel verdüstern Wasser geschaffen.

[0015] Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise und schematisiert wiedergegebene Ansicht eines Meißelhalters mit einem hülsenartig ausgebildeten Rundschaftmeißel,

Fig. 2 eine teilweise und schematisierte Ansicht eines Meißelhalters und der Verwendung eines herkömmlichen Rundschaftmeißels und

Fig. 3 eine teilweise perspektivische und geschnittene Ansicht eines Meißelhalters unter Verwendung eines röhrenartig geformten Rundschaftmeißels mit hülsenartig ausgebildeter Schneide.

[0016] Das in Fig. 1 schematisiert angedeutete Ausführungsbeispiel zeigt einen in einem Meißelhalter 4 gelagerten Meißel 1, der mit seinem gegenüber der Schneide einen geringeren Durchmesser aufweisenden Schaft 3 in axialer Richtung in dem Meißelhalter 4 verschiebbar gelagert ist. Der Meißel 1 ist als Rundschaftmeißel ausgebildet, wobei die Schneide 2 als Hülse 2o geformt ist.

[0017] Der Schaft 3 des Meißels 1 ist mit einem Klemmelement 6 versehen, in den Meißelhalter 4 einsetzbar und aufgrund der ringartigen Führung 7 über die Länge der Führung 7 verschiebbar.

[0018] Das untere Ende des Meißelhalters 4 ist mit Hilfe eines Stopfens 5 verschlossen ausgebildet. Der in einem Schraubenkopf 14 endende Stopfen 5 wird mit Hilfe eines Gewindes 15 in das untere Ende des Meißelhalters 4 eingeschraubt.

[0019] In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird das zur Kühlung erforderliche Wasser unter Leitungsdruck bespielsweise lo bar über den im Meißelhalter 4 vorgesehene Kanal lo sowie einen Ringkanal 11 und einen Zuführungskanal 12 dem Hohlraum 9 zugeführt, der zwischen dem Stopfen 5 und dem unteren Ende 8 des Meißelschaftes 3 vorgesehen ist. In dem Zuführungskanal 12 ist ein Rückschlagventil 13 vorgesehen. In dem Meißel 1 insbesondere dem Schaft 3 ist zentral ein Wasserkanal 16 vorgesehen, der innerhalb der hülsenartig ausgebildeten Schneide 2 mit einer Düse 17 endet. Am Schaftende 8 ist dem Wasserkanal 16 ein Oberdruckentil 18 vorgeschaltet.

[0020] Die Arbeitsweise des in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellten Meißels 1 ist wie folgt: Durch den Kanal lo im Meißelhalter 4 sowie die Kanäle 11, 12 innerhalb des Stopfens 5 wird Niederdruckwasser in den Hohlraum 9 gedrückt. Wenn der Meißel 1 nicht im Eingriff mit dem Mineral ist, wirkt der Wasserdruck auf das Schaftende 8 und verschiebt den Meißel 1 in axialer Richtung,bis das Klemmelement 6 am oberen Ende der Führung 7 anschlägt. Während dieser Zeit bleibt das Überdruckventil 18 geschlossen. Wenn der Meißel 1 bzw. die Schneide 2 in Eingriff mit einem Mineral steht, wird der Meißel 1 gegen das im Hohlraum 8 befindliche Wasser gedrückt. Das Wasser wird in dem Raum 9 unter Druck gesetzt und strömt über das Oberdruckventil 18 in den Kanal 16 und die Düse 17 mit hoher Geschwindigkeit auf die zu kühlenden Flächen. Ein geringer Teil des auf diese Weise vorgespannten Wassers wird über den zwischen Meißelschaft 3 und Meißelhalterung 4 gebildeten Ringspalt nach außen gedrückt, so daß durch das Hochdruckwasser eine freispülende, schmierende und zusätzlich dämpfende Wirkung ausgeübt wird.

[0021] Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel berücksichtigt die Form eines anderen Meißels 1, der mit einer herkömmlichen Schneide 2 ausgerüstet ist. Da kein zentraler Wasserkanal 16 vorgesehen ist, wird das für die Kühlung benötigte Wasser über mindestens einen im Meißelhalter 4 vorgesehenen Wasserkanal 16 zur Düse 17 geführt. Auch hier wird um eine Wasserverdüsung nur im Falle des Eingriffes des Meißels 1 mit einem Mineral zu gewährleisten und um gleichzeitig eine dämpfende Wirkung für den Meißel 1 zu erzielen, das Wasser über ein überdruckventil 18 abgespritzt.

[0022] In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine weitere Variante eines in einem Meißelhalter 4 gelagerten Meißels 1 gezeigt, dessen Schneide 2 in Verbindung mit dem Schaft 3 röhrenartig ausgebildet ist. In diesem AusfUhrungsbeispiel wird unter Verwendung eines verschiebbar ausgebildeten Meißels 1 der zwischen Meißelhalterung 4 und Schaft 3 vorgesehene Ringkanal 19 zur Verdüsung des vorgespannten Wassers verwendet, wobei die öffnung am Ende des Meißelhalters 4 als natürliche Düse 17 geformt ist, die rund um den Meißel 1 das Hochdruckwasser verspritzt.

[0023] Nach weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen ist es im Rahmen der Erfindung vorstellbar, daß beliebige Meißelformen verwendet werden können, wobei es als Voraussetzung für eine Dämpfung anzusehen ist, daß unterhalb des Schaftendes ein die Dämpfung gewährleistender Raum mit entsprechender Wasserzuführung vorhanden ist, und daß eine Möglichkeit geschaffen wird, bei Eingriff des Meißels in das Mineral das auf diese Weise vorgespannte Wasser über entsprechende, innerhalb oder außerhalb des Meißels im Bereich des Meißelhalters anzubringende Kanäle und Düsen zu verspritzen.

Ansprüche

1. Rundschaftmeißel, insbesondere für Teilschnittmaschinen des Berg- und Tunnelbaus , der aus einem auswechselbar in einem Meißelhalter drehbar befestigten Schaft, mit einer an der Spitze des Schaftes außerhalb des Meißelhalters angeordneten Hartmetallschneide besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißel (1) im Meißelhalter (4) hydraulisch gedämpft und das durch die Dämpfung hochgespannte Wasser als Kühlmittel verwendet wird.

2. Rundschaftmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelhalter (4) am unteren Ende mittels eines Stopfens (5) verschließbar und der Meißelschaft (3) im Meißelhalter (4) mittels eines Klemmelementes (6) und einer Führung (7) verschiebbar ausgebildet sind, wobei dem zwischen Stopfen (5) und Schaftende (8) vorgesehenen Hohlraum (9) über mit einem Rückschlagventil (13) versehene Kanäle (lo, 11, 12) Wasser zugeführt wird, welches bei Eingri-f des Meißels (1) mit dem zu schneidenden Mineral über Leitungen (16, 19) und Düsen (17) als Hochdruckwasser verspritzt wird.

3. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stopfen (5) ein mit der Zuführungsleitung (lo) korrespondierender Ringkanal (11) sowie ein ein Rückschlagventil (13) aufweisender Zuführungskanal (13) vorgesehen sind.

4. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (5) mit einem Gewinde (15) versehen in das untere Ende des Meißelhalters (4) ein-und ausschraubbar ausgebildet ist.

5. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißel (1) mit einer den Schaft (3) außerhalb des Meißelhalters (4) mindestens teilweise umgebenden, als Hülse (20) ausgebildeten, Hartmetallschneide (2) versehen ist, wobei in dem Schaft (3) zentral angeordnet ein in eine Düse (17) übergehender Wasserkanal (16) mit einem überdruckventil (18) vorgesehen ist.

6. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Meißelhalter (4) mindestens ein mit dem Hohlraum (9) in Verbindung stehender Wasserkanal (16) vorgesehen ist, der eine Düse (17) und ein Überdruckventil (18) aufweist.

7. Rundschaftmeißel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem hülsenartig ausgebildeten Rundschaftmeißel (1) der zwischen Meißel - schaft (3) und Meißelhalter (4) vorgesehene Ringkanal (19) als Oberdruckventil (17) und als Wasserkanal ausgebildet ist.

Zeichnung