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Tränkkopf für Kohlenstoß-Tränkeinrichtungen Es ist ein aus elastischem
Werkstoff bestehender Tränkkopf für Kohlenstoß-Tränkeinrichtungen bekannt, bei dem
der am vorderen Ende angeordnete Düsenteil und der anschließende, die Arbeitskammer
bildende dehnbare Teil aus einem Stück bestehen. Durch einerseits im Düsenkopf und
andererseits am Ende der Arbeitskammer eingebettete metallische Ringkörper, die
durch Metallstäbe korbartig mitein= ander verbunden sind, ist die elastische Dehnbarkeit
des Tränkkopfes an den beiden Enden aufgehoben und nur im Bereich der Arbeitskammer
aufrechterhalten. Dieser Tränkkopf hat sich nicht bewährt, weil er sich nicht den
aufeinanderfolgenden Betriebszuständen beim Tränken anpaßt.
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Besser bewährt und daher in großem Umfange eingeführt hat sich ein
Tränkkopf aus elastischem Werkstoff, bei dem der die Arbeitskammer enthaltende Teil
und der etwa gleichen Durchmesser aufweisende Düsenteil aus einem Stück bestehen,
der Düsenteil aber auf seiner ganzen Länge in radialer Richtung dehnungsfähig ist.
Diese Aasbildung ermöglicht es, daß bei Beginn der Druckwasserzufuhr durch den sich
aufbauenden Druck zunächst die dehnbare Arbeitskammer von verhältnismäßig großem
Durchmesser aufgeweitet wird und nur wenig Wasser aus der verhältnismäßig engen
Düsenmündung austritt. Erst wenn durch weitere Druckwasserzufuhr und die dadurch
bewirkte Drucksteigerung die Arbeitskammer so weit aufgebläht ist, daß sie sich
unter Erzielung eines Reibungsschlusses an die Bohrlochwandung anlegt, entsteht
unter radialer Aufweitung der elastischen Düse ein stärkerer Druckwasseraustritt.
Der dadurch bewirkte größere Rückdruck des in dem Bohrloch vor dem Tränkkopf vorhandenen
Druckwassers kann dann den Tränkkopf nicht mehr aus dem Bohrloch herausdrücken,
weil der vorhandene Reibungsschluß dies verhindert. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß bei Tränkköpfen dieser Art bereits beträchtliche Druckwassermengen austreten,
bevor noch ein genügender fester Reibungsschluß zwischen dem Tränkkopf und der Bohrlochwandung
hergestellt ist. wenn hohe Wasserdrücke angewendet werden. Damit ist aber eine Gefahr
für den Bedienungsmann der Tränkeinrichtung verbunden, weil dieser durch einen vor
Entstehen des Reibungsschlusses mit großem Druck aus dem Bohrloch herausgedrückter
Tränkkopf ernsthaft gefährdet wird. Einen wohl noch schwerwiegenderen Mangel bringen
aber die durch die Formgebung bedingten Unterschiede im Dehnungsverhalten zwischen
dem mit einer dehnungsfähigen Gewebeeinlage versehenen, die Arbeitskammer bildenden
Schlauchteil und dem an diesen angegossenen, wesentlich dickwandigeren und daher
weniger dehnungsfähigen Düsenteil mit sich. In der Übergangsstelle zwischen diesen
Teilen entstehen durch inneren Wasserdruck große örtliche Spannungsunterschiede,
die zu Rissen und Zerstörungen im Tränkkopf führen können. Daher ist die Lebensdauer
dieser vorbekannten Tränkköpfe in der Regel beschränkt. Ein in seinem Arbeitskammerteil
beschädigter Tränkkopf ist aber nicht mehr reparierbar und daher nicht mehr weiter
verwendbar.
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Die Erfindung betrifft einen Tränkkopf für Kohlenstoß-Tränkeinrichtungen
mit einem die Arbeitskammer bildenden dehnbaren Schlauch oder Schlauchteil, der
in eine am vorderen Ende des Tränkkopfes befindliche elastisch dehnbare Düse mit
axialer Bohrung mündet. Erfindungsgemäß ist bei einem Tränkkopf dieser Art die Düse
in einem vom Arbeitskammer-Schlauch gesonderten Körper angeordnet, der mit dem Arbeitskammer-Schlauch
durch ein metallisches Anschlußstück verbunden ist, das mit seinem vorderen ringförmigen
Ende den Außenmantel des Düsenkörpers mit Spiel umfaßt und dessen radiale elastische
Dehnbarkeit bei Druckwasserzufuhr begrenzt.
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Infolge der Trennung des Düsenkörpers vom Arbeitskammer-Schlauch entstehen
in diesen beiden elastischen Teilen des Tränkkopfes keine schroffen Übergänge im
Querschnitt mehr, die sich unter innerem Überdruck schädlich auswirken können. Daher
ist die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Tränkkopfes weitaus größer als die des
mit ihm vergleichbaren ungeteilten Tränkkopfes. Durch die Umfassung des Außenmantels
des Düsenkörpers mit Spiel durch den metallischen Ringkörper wird ferner die radiale
elastische Dehnbarkeit der Düse genau begrenzt. Dadurch wird mit Sicherheit verhindert,
daß die Düse sich unter dem Einfluß hoher Wasserdrücke bei Beginn des Tränkvorganges
zu weit elastisch dehnt und daß Druckwasser zu schnell aus ihr austreten kann,
bevor
sich noch ein Reibungsschluß zwischen der Arbeitskammer und der Bohrlochwandung
herausgebildet hat. Der Tränkkopf kann daher nicht mehr aus dem Bohrloch herausgedrückt
werden. Außerdem wird dadurch der Reibungsschluß mit zunehmendem Wasserdruck sogar
noch verstärkt und damit die Betriebssicherheit in allen Druckbereichen erhöht.
Die geschilderte Ausbildung bzw. Unterteilung des Tränkkopfes bringt schließlich
noch den großen Vorteil mit sich, daß der Arbeitskammerteil von einem einheitlich
ausgebildeten, mit begrenzt dehnbaren Gewebeeinlagen versehenen Schlauch entnommen
werden kann, der als Meterware preiswert erhältlich ist. Im Falle seiner Beschädigung
kann er daher auch unter Beibehaltung der übrigen Teile leicht ausgewechselt werden.
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Das Anschlußstück ist vorzugsweise auf einem Ringkörper aufgeschraubt,
der mittels eines Tüllenansatzes in den Arbeitskammer-Schlauch eingreift.
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Der Außenmantel des Düsenkörpers ist zweckmäßig stufenförmig abgesetzt,
wobei der vordere Teil mit Spiel in das Anschlußstück hineinragt, während der hintere
Teil von größerem Durchmesser fest bzw. formschlüssig in dem Anschlußstück gehaltert
ist.
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Die vordere Stirnfläche des Düsenkörpers weist zweckmäßig an sich
bekannte, etwa radial verlaufende Kanäle auf.
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Bei einem bekannten ungeteilten Tränkkopf hat man den die Arbeitskammer
bildenden dehnbaren Schlauch an seinem hinteren Ende, mit dem er nicht mehr in das
Bohrloch hineinragt, bereits durch einen in einer Radialebene geteilten Ringkörper
umfassen lassen, um In dadurch vor übermäßiger Aufweitung und Zerstörung
zu schützen. Dieser Tränkkopf hat aber offensichtlich eine ganz andere Aufgabe und
ganz andere Eigenschaften als der erfindungsgemäße Tränkkopf.
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In der Zeichnung ist ein unterbrochener Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Tränkkopf dargestellt.
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Am vorderen Ende (Ausflußende) des Tränkkopfes befindet sich eine
Düse 1 aus elastischem Werkstoff mit der Druckwasser-Austrittsbohrung 2 von verhältnismäßig
kleinem Durchmesser, die im Bereich dieser Bohrung von dem ringförmigen Teil 3'
eines Metallmantels 3 derart umgeben ist, daß bei Nichtzufuhr von Druckwasser ein
Spiel 4 vorhanden ist. Bei Druckwasserzufuhr dehnt sich der in diesem Bereich
befindliche Düsenteil in radialer Richtung elastisch aus, bis das Spiel verschwunden
ist. Durch den sie umgebenden Metallmantel ist die radiale elastische Dehnbahrkeit
der Düse bei Druckwasserzufuhr begrenzt, gleichgültig wiehoch dieser Druck ist.
Auch bei hohen Wasserdrücken kann sich daher die Düse 1 und die Düsenbohrung 2 nicht
so stark elastisch aufweiten, daß ein übermäßiger, den angestrebten Reibungsschluß
des Tränkkopfes in Frage stellenden Druckabfall entsteht. Der Metallmantel 3 ist
auf einen mit einer Bohrung 6 versehenen metallischen Ringkörper 7 aufgeschraubt,
der einen Tüllenansatz 8 aufweist, auf dem ein mit Gewebeeinlagen 9 versehener Schlauch
10 aufgeschoben und durch die Klemmbacken 11 und den diese von außen umfassenden
Ringkörper 12 fest gehaltert ist. Der Schlauch 10 ist handelsübliche Meterware,
dessen Gewebeeinlagen 9 bei Zufuhr von Druckwasser durch das Innere 14 eine begrenzte
elastische Aufweitung ermöglichen, die zur Folge hat, daß der Schlauch sich mit
Reibungsschluß an die Bohrlochwandung anlegt.
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Die vordere Stirnfläche 16 der Düse 1 hat etwa radial
verlaufende Kanäle bzw. Einkerbungen 18, die bewirken, daß, selbst wenn sich ein
Kohlenstück vor die Düsenöffnung 20 legen sollte, der Druckwasser-Austritt
durch diese Kanäle ermöglicht wird. Da die Düse sich unter der Einwirkung des Druckwassers
auch in ihrer Längsrichtung ausdehnt, ist zwischen ihrer vorderen Stirnfläche 16
und der teilweise übergreifenden Stirnwand 21 des (kappenförmig ausgebildeten)
Metallkörpers 3 ein Spiel 19 vorhanden, das diese Ausdehnung zuläßt.
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Der Schlauch 10 ist auf der der Düse 1 entgegengesetzten
Seite (also rechtsseitig) in gleicher Weise eingebunden bzw. gehaltert, wie dies
für die dargestellte linke Seite aus der Zeichnung zu ersehen ist. Er besitzt dort
also ebenfalls ein Anschlußstück 7
mit einer Manschettendichtung 22, in die
ein Gegenstück abdichtend eingesetzt werden kann. Die Dichtung 22 ist bei
dem an die Düse 1 angrenzenden Anschlußstück 7 nicht erforderlich, sie wird
aber zweckmäßig auch an dieser Stelle vorgesehen, damit beide Enden des Schlauches
10 nach Belieben entweder mit der Düse oder mit dem genannten Gegenanschlußstück
verbunden werden können.