DE3005486C2

DE3005486C2 - Werkzeug für die hydraulische Gewinnung oder schneidende Bearbeitung von mineralischen Rohstoffen bzw. bituminösen Materialien

Info

Publication number: DE3005486C2
Application number: DE3005486A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(Grad.) 4236 Hamminkeln Goris; Roland Dipl.-Ing. 4230 Wesel Günther; Joachim Dipl.-Ing. 4600 Dortmund Holz; Kurt 4200 Oberhausen Ogorek; Karl-Heinz Dr.-Ing. 4223 Voerde Schwarting
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1980-02-14
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1985-06-05
Also published as: FR2475972A1; FR2475972B1; US4367902A; GB2070107A; DE3005486A1; GB2070107B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die hydraulische Gewinnung oder schneidende Bearbeitung von mineralischen Rohstoffen bzw. bituminösen Materialien, bestehend aus Gehäuse, schwenkbarer Düsenhalterung mit Düse und Schwenkantrieb, verwendbar zur Unterstützung mechanischer Gewinnung oder Bearbeitung.

Das Schneidvermögen eines senkrecht auf die Oberfläche eines Festkörpers gerichteten Flüssigkeitsstrahlles hoher Geschwindigkeit, der translatorisch an der Körperoberfläche entlang bewegt wird, kann bekanntlich nahezu verdoppelt werden, wenn der kontinuierlichen translatorischen Vorschubbewegung eine gleichgerichtete Oszillation überlagert wird. Auf diese Weise wird jeder einzelne Punkt mehrmals mit erhöhter Bestreichgeschwindigkeit aus verschiedenen Richtungen überstrichen. Das von einer Reihe von Parametern abhängige Optimum der Bestreichgeschwindigkeit liegt größenordnungsmäßig bei 10 m/s.

Zur praktischen Ausnutzung dieser auf eine gezielte Nutzung des sogenannten »Wasserhammer-Effektes« beruhenden Verbesserung der Schneidleistung wird die Schneiddüse rechtwinklig zu ihrer Längsachse in Vorschubrichtung translatorisch hin- und herbewegt oder um eine rechtwinklig zur Vorschubrichtung liegende Achse verschwenkt.

Ein unbehindertes Oszillieren der Düse ist nur gewährleistet, wenn die Düse in einem entsprechenden Gehäuse geschützt untergebracht ist Anderenfalls besteht die Gefahr einer Blockierung bzw. Beschädigung der Düse durch gelöstes Gut

Jedoch auch der Einbau der Düse einschließlich Düsenschwenkeinrichtung und Schwenkantrieb gewährleisten noch keinen sicheren Betrieb, solange durch die Strahlaustrittsöffnung des Gehäuses Wasser mit feinkörnigem Gut eindringen kann.

Aus der DE-OS 26 06 610 ist eine Schneidvorrichtung zum Trennen und Bekamen von Natur- und Kunststeinen o.a. mittels Hochdruckflüssigkeitsstrahl bekannt Bei der Vorrichtung, die im übrigen nicht im einzelnen beschrieben und auch nicht dargestellt ist, handelt es sich um ein Werkzeug in Gestalt eines (gegenüber Flüssigkeitsdruck) drucksicheren Behälters mit eingelassenen und nach außen ragenden Flüssigkeitsdüsen. Druckbehälter und Düsen sind dem gelösten Material und der Flüssigkeit ausgesetzt In der Beschreibung heißt es Iediglidi, daß der Schneidkopf vorzugsweise schwenkbar angeordnet ist Es fehlt jegliche Erläuterung von Schneidkopf und Schwenkantrieb.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Werkzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart zu verbessern, daß vermieden wird, daß Wasser und Feststoffe in das Werkzeug eindringen und sich zwischen den feststehenden Gehäuseteilen und den bewegten Teilen des Schwenkantriebes absetzen können, andererseits aber ein ungestörter Austritt des schwenkbaren Flüssigkeitsstrahles gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Mittel vorgeschlagen. Zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagene Merkmale sind Gegenstand der Un'eransprüche.

An Hand von schematischen Zeichnungen wird das erfindupgsgemäße Werkzeug näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Teilschnitt-Darstellung des Werkzeuges,

F i g. 2 einen teilweisen Längsschnitt des Werkzeuges,

Fig.3 eine schematische Schnittdarsteiiung des Schwenkantriebes mit Düsenhalterung bei einem anderen Ausführungsbeispiel,

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Werkzeuges zum Herstellen einer Nut in einem Bauteil,

Fig.5 eine perspektivische Darstellung des Werkzeuges zum Herstellen eines vertikalen Schnitts durch ein Bauteil,

Fig.6 eine perspektivische Darstellung des Werkzeuges zum Herstellen eines horizontalen Schnitts durch ein Bauteil,

F i g. 7 eine Seitenansicht des in ein Baufahrzeug eingebauten Werkzeuges.

Nach Fig. 1 befinden sich in einem Gehäuse 1 die Düsenhalterung 2 mit einer Düse 3, ein Schwenkgeinebe 4, eine Koppelstange 12 und ein Koppelelement 5.

Die Drehbewegung 18, eingeleitet durch einen nicht dargestellten Antrieb, wird durch das innerhalb des Gehäuses 1 befindliche Schwenkgetriebe 4 in eine hin- und hergehende Bewegung umgewandelt. Diese Bewegung wird über eine Koppelstange 12 auf die Düsenhalterung übertragen, so daß die Düse eine Schwenkbewegung ausführt. Der aus der Düse austretende Flüssigkeits-

strahl kann sich über einen bestimmten Schwenkbereich erstrecken.

Im einzelnen ist das Werkzeug nach F i g. 1 so ausgebildet, daß das Schwenkgetriebe 4 aus einem angetriebenen Exzenter 9 besteht, der eine Kulisse JO auf einer quer zur Werkzeuglängsachse angeordneten Führung 11 translatorisch hin- und herbewegt Die Kulisse 10 ist mit der schwenkbaren Düsenhalterung 2 über eine Koppelstange 12, die ein gabelförmiges Ende besitzt und in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist, durch ein Koppel- ίο element 5 gelenkig mit dem Absatz der Düsenhalterung 2 verbunden.

An der Düsenhalterung 2, d. h. am unteren Ende des zylindrischen Düsenhaiters, ist die Düse 3 angeordnet, und zwar rechtwinklig zur Schwenkachse.

Die Düsenhalterung 2 läuft an ihrem oberen Ende in einer Bohrung mit einem Ringkanal 6. Im Bereich des Ringkanals 6 ist eine radiale Bohrung 7 angeordnet, die den Ringkanal mit der Zentralbohrung 8 des oberen Wellenendes der Düsenhalterung 2 verbindet.

Die Düse 3 ist als zylindrischer Körper ausgebildet und mit einer Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes versehen.

Am unteren Ende der Düsenhalterung 2 ist die Düse 3 in eine Aufnahmebohrung gesteckt. Die Düse ist in ihrer Lage fixiert durch ein über das untere Ende der Düsenhalterung 2 geschobenes zylindrisches Element 13, das in einer Buchse 14 aus weichem Material läuft. Dieses zylindrische Element 13 weist eine gehärtete oder keramikbeschichtete Lauffläche auf.

Die Buchse 14 aus weichem Werkstoff ist in den abnehmbaren Anschlußdeckel 15 des Gehäuses 1 eingepreßt. Der Gehäuseabschlußdeckel 15 und die Buchse 14 aus weichem Material weisen einen schmalen Schlitz 16 auf, der sich über den Schwenkbereich des Flüssigkeitsstrahles von & < ±40° erstreckt.

In Fig.3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Werkzeuges dargestellt. Hier wird die Schwenkbewegung der Düsenhalterung direkt über einen Schwenkmotor eingeleitet. Der Schwenkmotor ist oberhalb der Düsenhalterung und innerhalb des Werkzeuggehäuses angeordnet. Bei dieser Ausführung kann die Düsenhalterung auch als Teil des Schwenkmotors ausgebildet sein.

In der F i g. 4 ist die Verwendung und Wirkungsweise eines Werkzeuges zum Herstellen einer Nut in einem Bauteil 25 dargestellt. Dabei weist das Werkzeug-Gehäuse, in dem sicr die Düsenhalterung mit Düsensitz 19 und Schwenkgetriebe befinden, ein T-förmiges Vorschub- und Führungselement 20 auf, das in der T-förmigen Führungsbahn 21 gehalten, geführt und mit vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit bewegbar ist. Die Düse Führt bei vertikal angeordnetem Schwenkantrieb im Bauteil 25 einen horizontalen Schnitt aus.

Die Versorgung der Düse mit Hochdruckflüssigkeit und des Schwenkantriebes mit Steuerflüssigkeit erfolgt durch die im Gehäuse 1 rückseitig eingeführten Versorgungstrosse 22. die von einem motorgetriebenen Pumpenaggregat 23 mit Flüssigkeitspumpe für den Flüssigkeitsstrahl und Hydraulikpumpe für den Schwenkantrieb gespeist wird. Die Flüssigkeitspumpe saugt die Flüssigkeit mittels einer Saugleitung 24 an.

F i g. 5 zeigt ein Werkzeug, das ein Bauteil 25 bei horizontal angeordnetem Düsensatz 19 in einem vertikal ausgeführten Schnitt zerschneidet, wobei das Vorschub- und Führungselement 20, die Versorgungstrosse 22 und das Pumpenaggregat 23 wie in ^ i g. 4 ausgebildet sind.

F i g. 6 zeigt ein Werkzeug z"r Ausführung eines horizontalen Schnittes in einem Bauteil 25, wobei der Düsensatz 19 vertikal angeordnet ist.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit des Werkzeuges zeigt F i g. 7. Dabei ist der Düsensatz 19 im allseitig geschlossenen Schürfgerät einer Baumaschine untergebraucht Der Düsensatz 19 führt mittels des Flüssigkeitsstrahles, der durch einen schmalen Schlitz 26 im Schürfgerät austritt einen Einschnitt zwischen Straßendecke und Straßenunterbau aus und das Schürfgerät hebt die Straßendecke spanartig vom Straßenunterbau ab.

Die Energieversorgung des Düsensatzes 19 erfolgt hier durch ein in der Baumaschine mitgeführtes Pumpenaggregat

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeug für die hydraulische Gewinnung oder schneidende Bearbeitung von mineralischen Rohstoffes -bzw. bituminösen Materialien, bestehend aus Gehäuse, schwenkbarer Düsenhalterung mit Düse und Schwenkantrieb, verwendbar zur Unterstützung mechanischer Gewinnung oder Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenhalterung (2) mit Düse (3) aus einem zur Schwenkachse symmetrischen Zylinder besteht, der von einem Schwenkantrieb über ein Schwenkgetriebe (4), eine Koppelstange (12) und ein Koppelelement (5) angetrieben wird, und die genannten Teile (2,3,4,5, 12) in einem nach außen abgedichteten Raum untergebracht sind, wobei die Düse (3) durch eine über das untere Ende der Düsenhdlterung (2) geschobenes zylindrisches Element (13) in ihrer Lage festgelegt ist, und wobei das Element (13) in einer Buchse

(14) aus weichem Werkstoff, die in den abnehmbaren Gehäuseabschlußdeckel (15) eingepreßt ist, läuft

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Gehäuseabschlußdeckel

(15) als auch die Buchse (14) einen schmalen Schlitz

(16) aufweisen, der sich über den Schwenkbereich des Strahles« < ±40° erstreckt.

3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (3) am unteren Ende der zylindrischen Düsenhalterung (2) rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Schwenkachse angeordnet ist und sich die Düsenöffnung nahe der Schwenkachse befindet.

4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (13) mit einer Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes ausgebildet ist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenhalterung (2) mit mehreren Düsen (3) versehen ist, die in bestimmten Abständen längs der Schwenkachse angeordnet sind und deren Achsen in die gleiche Richtung weisen.