DE19535795C2 - Prüfeinrichtung für die Funktion von Düsen einer meißelgesteuerten Schneidspurbedüsung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung für die Funktion von Düsen einer meißelgesteuerten Schneidspurbedüsung, bei welcher in einem Meißelhalter je ein Steuerventil für die Bedüsung angeordnet ist, welches mit jeweils einem axial ver­ schieblich gelagerten Meißel zusammenwirkt.

Schneidspurbedüsungen der eingangs genannten Art sind bei­ spielsweise der EP 125 232 A1 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Einrichtung sind Meißel in einem rotierbaren gelagerten Schräm­ kopf angeordnet, welche über einen begrenzten Hub axial ver­ schiebbar mit einem Zylinderkolbenaggregat, beispielsweise einem Ventil, zusammenwirken. Über einen begrenzten Hub axial ver­ schiebbare Meißel können in einem Meißelhalter derart mit einem Ventil zusammenwirken, daß bei Belastung des Meißels und damit axialer Verschiebung des Meißels eine Kühlmittel- bzw. Wasserzu­ fuhr zu Düsen geöffnet wird, welche in der Folge die Schneidspur kühlen. Alternativ kann mittels eines derartigen Zylinderkolben­ aggregates auch eine schlagende Bewegung des Meißels bewirkt werden, wodurch die Schneidleistung unter Verringerung der auf­ zuwendenden Energie erhöht werden kann.

Bei der Meißelbedüsung muß üblicherweise darauf geachtet werden, daß eine zu hohe Wassermenge im Bereich der Ortsbrust zu einer Aufweichung der Sohle führen kann. Die einzelmeißelge­ steuerte Schneidspurbedüsung vermeidet hierbei einen übermäßigen Wasserverbrauch, wobei allerdings ein hinreichender Druck in der Fluidleitung vorherrschen muß, um die gewünschte Kühlleistung sicherzustellen. Im Betrieb wird üblicherweise mit Drücken von 100 bis 150 bar in der Fluidleitung gearbeitet, wobei die Durch­ flußmenge je Düse typischerweise zwischen 2,5 und 4 l/min liegt.

Für die Einzelmeißelbedüsung wird in der Grube mitunter auch unreines Wasser eingesetzt, wodurch die Gefahr besteht, daß die Düsen verstopft bzw. verlegt werden. Es ist daher in der Regel erforderlich, die Funktion der Bedüsung im Einzelfall je­ weils zu überprüfen, wobei der Überprüfungsvorgang derzeit so durchgeführt wird, daß mit einem Hammerschlag ein Eingriff des Meißels in das Gestein simuliert wird. Durch den Hammerschlag wird kurzzeitig das Meißelventil geöffnet, wobei eine derartige Überprüfung für jeden Meißel gesondert vorgenommen werden muß und daher zeitaufwendig ist.

Aus der EP 253 802 A1 und der DE-Zeitschrift "Gückauf" 123 (1987), Seiten 731 bis 733, sind Ausbildungen einer einzelmeißelgesteuerten Schneidspurbedüsung zu entnehmen, bei welchen eine Sicherheitssprühdüse Verwendung findet. Die Sicherheitssprühdüse umfaßt hiebei eine Berstkappe, welche bei einer Verstopfung der Düse in einer Weise verschoben wird, daß das Austreten von Sprühmedium trotz verstopfter Düse ermöglicht wird. In der Regel wird hiebei die Kappe abgesprengt, so daß in der Folge defekte Düsen an der fehlenden Kappe erkannt werden können.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Prüfeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher in kurzer Zeit eine Funktionsüberprüfung aller Meißel im Schrämkopf ermöglicht wird. Gleichzeitig zielt die Erfindung darauf ab, eine derartige Überprüfung ohne übermäßigen Wasserverbrauch und ohne die Gefahr einer Aufweichung der Sohle durchzuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung bei einer Ausbildung der eingangs genannten Art im wesentlichen darin, daß ein weiteres öffen- und schließbares Ventil im Steuerventil vor­ gesehen ist, welches bei Erreichen eines vorbestimmten Fluid- Druckes die Fluidleitung mit den Düsen verbindet. Dadurch, daß ein zusätzlich weiteres Ventil vorgesehen ist, welches bei Erreichen eines vorbestimmten Fluid-Druckes die Fluidleitung mit den Düsen verbindet, kann durch zentrale Druckanhebung unmittelbar ein Prüfvorgang für eine große Anzahl von Düsen vorgenommen werden. Wenn zusätzlich zur Einzelbedüsung eine Sektorsteuerung vorgesehen ist, bei welcher die Fluidleitung immer nur mit einem Teil der jeweils einem Meißel zugeordneten Steuerventile in Verbindung steht, muß dafür Sorge getragen werden, daß die Überprüfung für alle Sektoren vorgenommen wird, um sicherzustellen, daß tatsächlich alle Düsen funktionsfähig sind. Für den Prüfvorgang genügt es, den Prüfdruck ausreichend über den normalen Arbeitsdruck zu wählen, um sicherzustellen, daß im normalen Arbeitsbereich keine Leckagen auftreten. Alternativ kann aber bei Einstellung eines Öffnungsdruckes welcher kleiner als der Betriebsdruck ist, eine konstante Bene­ belung mit entsprechend gedrosseltem Druck und gedrosselter Menge sichergestellt werden, wobei diese ständige Benebelung eine kontinuierliche Überprüfung der Ventile bei gleichzeitiger Spülung derselben erlaubt.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung eines derartigen Prüfventiles bzw. weiteren Ventiles kann dadurch ge­ schaffen werden, daß das weitere Ventil jeweils im Steuerventil­ körper des Steuerventiles angeordnet ist. Eine derartige Inte­ gration des weiteren Ventiles bzw. Prüfventiles in den Steuer­ ventilkörper erlaubt es, die Prüfeinrichtung nachträglich in be­ stehende meißelgesteuerte Einrichtungen zur Schneidspurbedüsung einzubauen, so daß eine Nachrüstung ohne weiteres ermöglicht wird. In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß das weitere Ventil einen in einer axialen Bohrung des Steuerventilkörpers des Steuerventiles entgegen der Kraft einer Feder verschieblich gelagerten Ventilstößel aufweist und daß die axiale Bohrung des Steuerventilkörpers mit der zur Düse führenden Leitung in offener Verbindung steht. Eine derartige Ausbildung des Prüfventiles als federbelastetes Überdruckventil ermöglicht es, in einfacher Weise den gewünschten Prüfdruck durch Wahl der geeigneten Feder vorzugeben, so daß die eingangs angeführten Bedingungen für die Vermeidung von Leckagen sicher eingehalten werden können. Der entgegen der Kraft einer Feder verschieblich gelagerte Ventilstößel kann darüberhinaus in ein­ facher Weise in der axialen Bohrung des Steuerventilkörpers ge­ führt werden, so daß ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewähr­ leistet ist. Mit besonderem Vorteil ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß die axiale Bohrung des Steuerventilkörpers eine Führungsbuchse mit einem Ventilsitz für den Ventilstößel an der der axialen Bohrung zugewandten Stirnseite aufweist. Eine derar­ tige Führungsbuchse mit an der der axialen Bohrung zugewandten Stirnseite angeordnetem Ventilsitz erlaubt es, die Ausbildung so zu wählen, daß bei einem Prüfvorgang ein Minimum an Fluid bzw. Wasser verbraucht wird. Wenn davon ausgegangen wird, daß an den Schrämköpfen einer Schrämmaschine zirka 100 bis 120 Meißel mon­ tiert sind, von welchen bei Verwendung einer Sektorsteuerung mit 180° Öffnung jeweils 50% gleichzeitig mit dem Prüfdruck beauf­ schlagt werden müssen und vorhandene Hochdruckpumpen auch zum Prüfen verwendet werden sollen, muß sichergestellt werden, daß der Düsendurchfluß beim Prüfvorgang entsprechend begrenzt wird, um einen zu hohen Druckabfall zu vermeiden, um gleichzeitig sicherzustellen, daß die Prüfventile ausreichend verschmutzungs­ unempfindlich sind und durch den entsprechend hohen Prüfdruck auch sicher freigespült werden. Konkret bedeutet dies, daß in der Regel eine Wassermenge von unter 80 l/min ausreichen sollte, um alle Ventile zu prüfen, so daß eine spezielle Durchflußcharak­ teristik gefordert wird. Die Ausbildung ist daher mit Vorteil so getroffen, daß der Ventilstößel des weiteren Ventiles in der Führungsbuchse undicht geführt ist, wodurch eine Drosselung der Wassermenge, welche durch das Prüfventil fließen kann, erfolgt. Um sicherzustellen, daß diese Drosselung über den gesamten Öff­ nungshub des Prüfventiles bzw. weiteren Ventiles aufrechterhal­ ten bleibt und eine besonders einfache und betriebssichere sowie verschmutzungsunempfindliche Bauart zu garantieren, ist die Aus­ bildung mit Vorteil so getroffen, daß der in die Führungsbuchse eintauchende Ventilstößel eine Abflachung aufweist, welche einen über den axialen Verschiebeweg des Ventilstößels gleich­ bleibenden Drosselquerschnitt ausbildet. Die Abflachung wird bei den gewählten Prüfdrucken, welche naturgemäß entsprechend über dem Betriebsdruck liegen müssen, mit Sicherheit freigespült, so daß die Verschmutzungsunempfindlichkeit des Ventiles selbst gewährleistet ist. Mit Vorteil ist die Ausbildung hiezu so ge­ troffen, daß die Feder des Ventilstößels auf einen Öffnungs­ druck eingestellt ist, welcher den Betriebsdruck in der Fluid­ leitung um 20 bis 80 bar übersteigt, wobei die Ausbildung be­ sonders bevorzugt so getroffen ist, daß der Drosselquerschnitt des Ventilstößels so dimensioniert ist, daß die Durchflußmenge je weiterem Ventil bei 180 bis 200 bar kleiner als 1 l/min, vorzugsweise kleiner als 0,5 l/min beträgt. Mit einer derartigen Auslegung der Prüfventile wird sichergestellt, daß die Wasser­ menge für den Prüfvorgang unter 80 l/min bleiben kann und gleichzeitig ein hinreichend hoher Prüfdruck gewählt werden kann. Der maximale Durchfluß bei Prüfdruck gewährleistet, daß kein zu hoher Druckverlust bzw. Druckabfall während des Prüfvor­ ganges auftritt, so daß tatsächlich eine rasche und sichere Prü­ fung unter gleichzeitiger Reinigung von gegebenenfalls verstopf­ ten. Düsen erfolgen kann.

Wesentlich für die Drosselung ist hiebei wie bereits er­ wähnt, daß der Ventilstößel vor dem eigentlichen Ventilsitz mit einem Führungsteil in die Führungsbuchse eintaucht und in diesem eintauchenden Bereich eine Abflachung aufweist. Auf diese Weise wird nämlich unabhängig von der axialen Verstellung dieses Ventilstößels während der Funktionsprüfung immer der gleiche Durchtrittsquerschnitt für Fluid sichergestellt und ein konstan­ ter Wasserdurchfluß erzielt. Die Drossel ist dabei dem Ventil­ sitz vorgeschaltet, so daß der gesamte Prüfdruck zu einem eventu­ ellen erforderlichen Freispülen bei einer Verstopfung der Dros­ sel zur Verfügung steht.

Eine konstante Benebelung und ein ständiges Freispülen kann auch dadurch sichergestellt werden, daß der Öffnungsdruck des Prüfventiles um 3 bis 10 bar kleiner als der Betriebsdruck in der Fluidleitung einstellbar ist. Um derartige verschiedene Öff­ nungsdrücke und/oder die gewünschte Drosselung reproduzierbar zu erzielen, ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, daß die Federvorspannung und/oder der Ventilsitz einstellbar ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher er­ läutert. In dieser zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Meißelhalters mit einem Schrämmeißel und einem Ventileinbausatz für die einzelmeißelgesteuerte Schneidspurbedüsung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Steuerventiles teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Ventilkörper des Steuerventiles mit eingesetztem weiteren Ventil bzw. Prüfventil,

Fig. 4 und 5 das Prüfventil jeweils in geschlossener bzw. offener Position im Axialschnitt durch den Ventilkörper,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausbildung mit verstellbarem Ventilsitz,

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Ventilsitzes nach Fig. 6 und

Fig. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIII der Fig. 7.

In Fig. 1 ist mit 1 eine in einen Meißelhalter 2 einge­ setzte Büchse für die Aufnahme eines axial verschieblichen Meißels 3 ersichtlich. Das innere Ende des Meißels 3 wirkt mit einem Steuerventil 4 zusammen, welches die über die Fluidleitung 5 zugeführte Fluidmenge zu einer Düse 6 freigibt oder sperrt. Mit 7 ist die lösbare Verriegelung der Düse angedeutet. Über den Anschluß 8 kann Fluid eingepreßt werden, um die Meißelbüchse 1, welche einen Verschleißteil darstellt, leichter tauschen zu können.

In Fig. 2 ist das Steuerventil 4 vergrößert dargestellt, wobei im Inneren des Steuerventiles 4 ein Steuerventilkörper 9 in Achsrichtung verschieblich gelagert ist. Der Steuerventilkör­ per 9 wird durch den Meißel in Richtung des Pfeiles 10 entgegen der Kraft einer Feder 11 einwärts bewegt, wodurch Fluid in Rich­ tung des Pfeiles 12 über den Ventilsitz 13 zu den radial aus­ wärts führenden Bohrungen 14 gelangt und auf diese Weise zur Düse geführt wird.

Bei der Darstellung Fig. 3 ist nun der Ventilkörper 9 im Schnitt dargestellt, wobei in einer axialen Bohrung 15 des Ven­ tilkörpers 9 das Prüfventil angeordnet ist. Das Prüfventil be­ steht aus einem Ventilstößel 16, welcher entgegen der Kraft einer Feder 17 im Inneren der axialen Bohrung 15 in Achsrichtung verschieblich ist. Der Ventilstößel 16 weist einen Führungsteil 18 auf, welcher in einer den Ventilsitz 19 tragenden Führungs­ buchse 20 geführt ist.

Die Ventilfeder 17 ist an einen am Grund der axialen Boh­ rung 15, welche als Sackbohrung ausgeführt ist, abgestützten Federteller 21 abgestützt. Eine Beaufschlagung des Ventilstößels 18 durch den Prüfdruck im Sinne des Pfeiles 22 führt dann, wenn die Kraft der Feder 17 überwunden, zu einem Öffnen des Prüfventiles, wobei Fluid über die an die axiale Bohrung 15 an­ schließende radiale Bohrung 23 des Ventilkörpers 9 in die Lei­ tung zur Düse gelangen kann.

Der Führungsteil 18 weist eine Abflachung auf, wodurch in der Führung in der Führungsbuchse 20 ein entsprechender Drossel­ querschnitt mit der Querschnittsform eines Kreissegmentes ausge­ bildet wird. Dieser Drosselquerschnitt bleibt nun über den ge­ samten axialen Hub des Ventilstößels 16 konstant, so daß die Fluidmenge unabhängig vom Verschiebeweg des Ventilstößels 16 konstant bleibt. Das Prüfventil mit dem Führungsteil 18 wird in einer Einbaulage durch eine Spannhülse 24 gehalten.

In Fig. 4 und 5 wurden die Bezugszeichen der Fig. 2 und 3 beibehalten, wobei in Fig. 4 das Prüfventil in der geschlossenen Stellung und in Fig. 5 in der geöffneten Stellung ersichtlich ist. Durch die entsprechende Dimensionierung der Feder 17 des Prüfventiles wird sichergestellt, daß die Funktion des Prüfven­ tiles unabhängig von der Funktion des Steuerventiles durch axia­ le Verschiebung des Steuerventilkörpers 9 gewährleistet bleibt.

In Fig. 6 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher der Ventilsitz 19 auf einer Stellschraube 25 angeordnet ist. Mit 26 ist die Querbohrung für eine Spannhülse bzw. einen Sicherungs­ stift bezeichnet, wobei das dem Ventilsitz 19 abgewandte Ende der Stellschraube bzw. Büchse eine Reihe von um je 15° versetz­ ten Nuten 29 aufweist. Durch Verdrehen der Stellschraube 25 ge­ langen unterschiedliche Nuten in eine fluchtende Lage zu den Bohrungen 26, so daß der Sicherungsstift bzw. eine Spannhülse 24 eingeschoben werden kann. Die Stellschraube mit dem Ventilsitz 19 ist gegenüber dem Steuerventilkörper 9 durch einen O-Ring 27 abgedichtet.

Das Prüfventil kann vor dem Einbau in das Schaltventil in einer gesonderten Prüfeinrichtung auf den erforderlichen Be­ triebsdruck eingestellt werden. Der Betriebsdruck des Prüfventi­ les kann hiebei beispielsweise etwa 5 bar geringer als der an­ stehende Pumpendruck von etwa 120 bar im Normalbetrieb gewählt werden. Durch die Federwirkung des Prüfventiles wird der Pumpen­ druck von etwa 120 bar auf 5 bar herabgedrosselt, und es können mit einem derartige Prüfventil die gesamten Düsen eines Schneid­ kopfes auf ihre Funktionstauglichkeit überprüft werden. Durch die präzise Einstellbarkeit der Feder des Prüfventiles durch Verdrehen des den Ventilsitz 19 tragenden Teiles und Verriegeln in der jeweiligen Drehlage durch Einschieben eines Sicherungs­ stiftes bzw. der Spannhülse läßt sich gemeinsam mit dem gleich­ bleibenden Öffnungsquerschnitt bedingt durch die geometrische Ausgestaltung des Führungsteiles des Ventilstößels ein geringer Wasserverbrauch und eine exakte Justierung des Arbeitsdruckes des Prüfventiles erreichen.

In Fig. 7 ist das Schraubgewinde der Stellschraube 25 mit 28 bezeichnet und in Fig. 8 ist die Anordnung der Nuten 29 für die Verdrehsicherung ersichtlich.

Claims (10)

1. Prüfeinrichtung für die Funktion von Düsen einer meißel­ gesteuerten Schneidspurbedüsung, bei welcher in einem Meißelhal­ ter (2) je ein Steuerventil (4) für die Bedüsung angeordnet ist, welches mit jeweils einem axial verschieblich gelagerten Meißel (3) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres öffen- und schließbares Ventil im Steuerventil (4) vorgesehen ist, welches bei Erreichen eines vorbestimmten Fluid-Druckes die Fluidleitung (5) mit den Düsen (6) verbindet.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ventil jeweils im Steuerventilkörper (9) des Steuerventiles (4) angeordnet ist.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Ventil einen in einer axialen Bohrung (15) des Steuerventilkörpers (9) des Steuerventiles (4) entgegen der Kraft einer Feder (17) verschieblich gelagerten Ventilstößel (16) aufweist und daß die axiale Bohrung (15) des Steuerventilkörpers (9) mit der zur Düse (6) führenden Leitung (5) in offener Verbindung steht.

4. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (15) des Steuer­ ventilkörpers (9) eine Führungsbuchse (20) mit einem Ventilsitz (19) für den Ventilstößel (16) an der der axialen Bohrung (15) zugewandten Stirnseite aufweist.

5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (16) des weiteren Ventiles in der Führungsbuchse (20) undicht geführt ist.

6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der in die Führungsbuchse (20) ein­ tauchende Ventilstößel (16) eine Abflachung aufweist, welche einen über den axialen Verschiebeweg des Ventilstößels (16) gleichbleibenden Drosselquerschnitt ausbildet.

7. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Feder (17) des Ventilstößels (16) auf einen Öffnungsdruck eingestellt ist, welcher den Betriebs­ druck in der Fluidleitung (5) um 20 bis 80 bar übersteigt.

8. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drosselquerschnitt des Ventilstößels (16) so dimensioniert ist, daß die Durchflußmenge je wei­ terem Ventil bei 180 bis 200 bar kleiner als 1 l/min, vorzugsweise kleiner als 0,5 l/min beträgt.

9. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung und/oder der Ventilsitz (19) einstellbar ausgebildet sind/ist.

10. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Öffnungsdruck des Prüfventiles um 3 bis 10 bar kleiner als der Betriebsdruck in der Fluidleitung (5) einstellbar ist.