DE3622110A1 - Vorschubeinrichtung fuer bergbau-gewinnungsmaschinen mit triebstockkette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung für Berg­ bau-Gewinnungsmaschinen u.dgl., insbesondere für Walzen­ schrämmaschinen, mit mindestens einem an der Gewinnungs­ maschine angeordneten Vortriebsrad mit Cykloidenverzahnung, das mit seinen Zähnen in eine sich über die Vorschubstrecke erstreckende, an einem Kettenträger gehaltene Triebstock­ kette eingreift, die in wechselnder Folge aus dem Zahnein­ griff dienenden Kettengliedern und Zwischengliedern be­ steht.

Bei den bekannten Vorschubeinrichtungen dieser Art wird die Triebstockkette am rückbaren Strebförderer angeordnet, an dem die Walzenschrämmaschine entlangläuft. Dabei ist die Anordnung regelmäßig so getroffen, daß das angetriebene Vortriebsrad der Walzenschrämmaschine mit seinen Zähnen in die horizontalen Kettenglieder der Triebstockkette ein­ faßt (FR-OS 25 23 639, DE-OS 26 00 536, DE-PS 29 38 408). Als Triebstockketten werden auch Rundgliederketten verwen­ det, darunter solche, bei denen die dem Zahneingriff des Vortriebsrades dienenden horizontalen Rundstahlkettenglie­ der eine größere Länge und Kettenteilung haben als die ver­ tikalen Rundstahlkettenglieder.

Die bekannten Vorschubsysteme der genannten Art haben den Nachteil, daß sich schon bei verhältnismäßig geringen Achs­ abstandsveränderungen zwischen der Achse des Vortriebsrades und der Kettenachse größere Querkraftkomponenten einstellen, welche dazu führen, daß erhebliche Reibkräfte zwischen einem an der Walzenschrämmaschine angeordneten Niederhalter und einer an dem Strebförderer angeordneten Führungsleiste ein­ stellen, wodurch sich ein hoher Verschleiß an diesen Teilen und zugleich eine Verminderung des Wirkungsgrades des Vor­ schubantriebes ergibt. Das Führungsspiel einer Walzenschräm­ maschine am Niederhalter beträgt im allgemeinen etwa 10 mm. Die Schnittkräfte an den beiden Schrämwalzen der Walzen­ schrämmaschine können im Einsatz so groß werden, daß die gesamte Maschine angehoben wird. Das Anheben wird vom Nie­ derhalter begrenzt, der dabei an seine Führungsleiste ge­ preßt wird und mit hoher Reibung an dieser entlangschleift. Durch das Anheben der Walzenschrämmaschine wird zugleich der Zahneingriff, d.h. der Achsabstand zwischen der Achse des Vortriebsrades und der Kettenachse, verändert, im un­ günstigsten Fall um das vorgenannte Führungsspiel. Diese Achsabstandsveränderungen führen dazu, daß sich an den im Ketteneingriff stehenden Zähnen des Vortriebsrades Quer­ kräfte im Sinne eines weiteren Anhebens der Walzenschräm­ maschine einstellen, welche die genannten Reibkräfte am Niederhalter und damit den Verschleiß zusätzlich erhöhen. Die Querkräfte können größenordnungsmäßig etwa 15% bis 20% der in Vorschubrichtung der Walzenschrämmaschine wir­ kenden Vorschubkraft ausmachen.

Die vorgenannten Nachteile bestehen auch bei den als Trieb­ stockketten verwendeten Rundstahlgliederketten, bei denen abwechselnd ein horizontalliegendes langes Kettenglied einem vertikal angeordneten kurzen Kettenglied folgt. Eine solche Rundgliederkette macht eine große Teilung am angetriebenen Vortriebsrad der Walzenschrämmaschine erforderlich. Um da­ bei große Raddurchmesser zu vermeiden, wählt man möglichst niedrige Zähnezahlen. Das führt zwangsläufig zu einem star­ ken Unterschnitt am Zahnfuß und damit zu hohen Biegespan­ nungen am unterschnittenen Zahnfuß der Zähne des Vortriebs­ rades. Um ungünstig hohe Biegespannungen zu vermeiden, ver­ stärkt man den Zahnfuß. Hierbei wird jedoch die ideale Zahn­ flankenkurve verändert mit der Folge, daß die Zahneingriffs­ verhältnisse so ungünstig werden, daß der Zahneingriff zu einem großen Teil schon oberhalb der Kettenmitte erfolgt. Hierbei ergeben sich große, nach oben in Richtung eines Anhebens der Walzenschrämmaschine gerichtete Querkräfte.

Ausgehend von einer Vorschubeinrichtung der eingangs genann­ ten Art, bei der als Triebstockkette bevorzugt eine Kette Verwendung findet, deren dem Zahneingriff dienende Ketten­ glieder als Rundstahlglieder eine größere Teilung haben als die Zwischenglieder, liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, die Eingriffsverhältnisse von Zahn und Kettenglied günstiger, d.h. in der Weise zu gestalten, daß selbst bei größeren Achsabstandsveränderungen, wie sie bei Bergbau- Gewinnungsmaschinen u.dgl. unvermeidlich sind, keine nennens­ werten Querkräfte entstehen können, die zu einem erhöhten Verschleiß am Niederhalter und zu einer Verminderung des Wirkungsgrades des Vorschubantriebs führen.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit den Zähnen des Vortriebsrades zusammenwirkenden Stirnflächen der Zwischenglieder als orthogonal zur Ketten­ achse stehende ebene Flächen und demgemäß als Hypocykloiden einer Geradflankenverzahnung ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Triebstockkette weist demgemäß spezielle Kettenzwischenglieder auf, deren mit den Zahnflanken des an­ getriebenen Vortriebsrades zusammenwirkende, die Wälzflächen für die Zahnflanken bildenden äußeren Stirnflächen orthogonal zur Kettenachse und zur Eingriffsrichtung des Vortriebsrades gerichtete, bei der üblichen Vertikallage der Ketten-Zwischen­ glieder also vertikal stehende ebene Flächen im Sinne einer Geradflankenverzahnung bilden. Die Zwischenglieder sind dem­ gemäß als Hypocykloiden einer Geradflankenverzahnung ausgebil­ det, was bedeutet, daß diese die Zahnflanken bildenden Stirn­ flächen ebene Flächen sind, die wegen des unendlich großen Wälzkreises der gerade verlaufenden Triebstockkette parallel zueinander und orthogonal zur Kettenachse angeordnet sind. Die Zahnflanken des Vortriebsrades und der Stirnflächen der Zwischenglieder der Triebstockkette werden mit gleichem Roll­ kreis erzeugt. Dieser wird wegen des unendlich großen Wälz­ kreises der Triebstockkette ebenfalls unendlich, was besagt, daß sein Kreisbogen zu einer Geraden wird. Die von dieser Ge­ raden gebildeten Zahnflankenkurven des Vortriebsrades sind Evolventen. Da zwischen den Zahnflanken des mit einer Cykloid­ verzahnung versehenen Vortriebsrades und den von den Stirn­ flächen der Zwischenglieder der Triebstockkette gebildeten Flanken praktisch nur die Normalkräfte in Richtung der Ketten­ achse, also in Vorschubrichtung der Gewinnungsmaschine wirken, können sich selbst dann keine ungünstigen Querkraftkomponenten einstellen, wenn der Achsabstand sich um das zwischen Nieder­ halter und Führungsschiene unvermeidbar erforderliche Spiel verändert. Damit werden die Reibkräfte am Niederhalter und insgesamt der Verschleiß stark vermindert, zugleich der Wir­ kungsgrad des Vorschubantriebes verbessert.

Wie erwähnt, wird für die erfindungsgemäße Triebstockkette vorzugsweise eine Kette verwendet, deren dem Zahneingriff des Vortriebsrades dienende, im allgemeinen horizontale Ketten­ glieder eine größere Länge und Teilung haben als die dazwi­ schenliegenden, im allgemeinen vertikal angeordneten Zwischen­ glieder. Die dem Zahneingriff dienenden Kettenglieder bestehen vorzugsweise aus Rundstahlkettengliedern, wie dies bekannt ist. Auch für die genannten Zwischenglieder können Rundstahlketten­ glieder verwendet werden, deren Außenbögen aber zu den ebenen Stirnflächen umgeformt sind, was durch Stauchen der Rund­ stahlkettenglieder an den bogenförmigen Stirnflächen erreicht werden kann. In bevorzugter Ausführung werden jedoch für die Zwischenglieder Spezialglieder verwendet, die als Schmiede­ teile gefertigt werden können. Dabei wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß sich die ebenen Stirnflächen der Zwischenglieder, orthogonal zur Kettenachse gemessen, über eine Länge erstrecken, die erheblich größer ist als die Dicke der dem Zahneingriff dienenden Kettenglieder. Bei Ver­ tikallage der Zwischenglieder erstrecken sich hierbei die vertikalen Stirnflächen derselben bis über die horizontale Scheitelebene der dem Zahneingriff dienenden horizontalen Kettenglieder, für die, wie erwähnt, vorzugsweise Rundstahl­ kettenglieder vorgesehen werden.

Die Verankerung der erfindungsgemäßen Triebstockkette an dem Kettenträger, im allgemeinen einem Kettenkratzförderer, an dem sich die Gewinnungsmaschine entlangbewegt, kann in der herkömmlichen Weise erfolgen, z.B. dadurch, daß die Zwischen­ glieder einen verbreiterten Fuß erhalten, mit dem sie in ei­ nem Fußlager gehalten werden. Statt dessen können aber auch die horizontalen Kettenglieder in einem Kettenbett od.dgl. des Kettenträgers festgelegt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen kurzen Abschnitt einer erfindungs­ gemäßen Triebstockkette mit in Vertikal­ richtung geschnittenen horizontalen Ket­ tengliedern zusammen mit dem angetriebenen Vortriebsrad;

Fig. 2 die Triebstockette nach Fig. 1 in einer Draufsicht;

Fig. 3 die Triebstockkette nach den Fig. 1 und 2 in einer Stirnansicht bzw. im Vertikal­ schnitt;

Fig. 4 in der Darstellung der Fig. 1 ein geänder­ tes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorschubeinrichtung mit Triebstock­ kette;

Fig. 5 die Triebstockkette nach Fig. 4 in Drauf­ sicht, teilweise im Horizontalschnitt durch das vertikale Kettenglied;

Fig. 6 die Triebstockkette nach den Fig. 4 und 5 in einer der Fig. 3 entsprechenden Dar­ stellung.

In der Zeichnung ist mit 1 ein angetriebenes Vortriebsrad be­ zeichnet, welches an einer (nicht dargestellten) Bergbau­ maschine, insbesondere einer Gewinnungsmaschine, wie vor al­ lem einer Walzenschrämmaschine, angeordnet ist und von dem Fahrantrieb der Maschine angetrieben wird. Das Vortriebsrad 1 weist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel neun Zähne 2 mit Cykloidenzahnflanken 3 auf.

An einem Kettenträger, bei einer Strebgewinnungsanlage im all­ gemeinen einem Strebförderer, ist eine sich über die Vorschub­ strecke der Gewinnungsmaschine erstreckende Triebstockkette 4 festgelegt, die parallel zum Förderer, z.B. in einer Ketten­ führung, gehalten ist. Die Triebstockkette 4 besteht aus dem Zahneingriff dienenden horizontalen Kettengliedern 5, die von Rundstahlkettengliedern herkömmlicher Rundgliederketten ge­ bildet sind, und vertikalen Zwischengliedern 6, in deren sich in Richtung der Kettenachse 7 (Fig. 2) erstreckende ovale In­ nenöffnungen 8 die horizontalen Kettenglieder 5 gelenkig ein­ gehängt sind. Die Kettenglieder 5 weisen eine erheblich größe­ re Länge und Kettenteilung auf als die Zwischenglieder 6. Die Länge der Innenöffnungen 8 der Zwischenglieder 6 ist nur um etwa das erforderliche Gelenkspiel der eingehängten horizon­ talen Kettenglieder 5 größer als die Summe der Drahtdurch­ messer der Rundstahlkettenglieder 5.

Die mit den Zahnflanken 3 des angetriebenen Vortriebsrades 1 zusammenwirkenden äußeren Stirnflächen 9 der Zwischenglieder 6 sind orthogonal zur horizontalen Kettenachse 7, also ver­ tikal stehende ebene Flächen. Diese Stirnflächen 9 sind Wälz­ flächen, auf denen sich die Zähne 2 des Vortriebsrades 1 mit ihren Zahnflanken 3 abwälzen. Demzufolge sind die orthogona­ len Stirnflächen 9 als Hypocykloide einer Geradflankenverzah­ nung ausgebildet, bei der die Zahnflanken 3 der Zähne 2 des Vortriebsrades 1 entsprechende Epicykloide sind. Die Form­ gebung der Stirnflächen 9 als Hypocykloide einer Geradflanken­ verzahnung besagt, daß diese Flanken 9 ebene Flächen bilden, die wegen des unendlich großen Wälzkreises der geraden Trieb­ stockkette parallel zueinander und orthogonal zur Kettenachse 7 angeordnet sind. Die Zahnflanken 3 des Vortriebsrades 1 und der Triebstockkette 4 werden mit gleichem Rollkreis erzeugt. Dieser wird wegen des unendlich großen Wälzkreises der Trieb­ stockkette ebenfalls unendlich und somit sein Kreisbogen zu einer Geraden. Die von dieser Geraden gebildeten Zahnflanken­ kurven des Vortriebsrades 1 sind Evolventen. Weil zwischen den Zahnflanken 3 des Vortriebsrades 1 und den Flanken bzw. Stirn­ flächen 9 der Triebstockkette 4 nur die Normalkräfte in Rich­ tung der Kettenachse, also in Vorschubrichtung der Gewinnungs­ maschine wirken, können sich im Betrieb keine quer zur Ketten­ achse 7 gerichteten Querkraftkomponenten einstellen, selbst dann nicht, wenn sich der Achsabstand zwischen der Kettenachse 7 und der Achse 10 des Vortriebsrades 1 um das durch Nieder­ halter begrenzte maximale Maß von etwa 10 mm verändert. Auf diese Weise werden Reibkräfte an den Niederhaltern vermieden; zugleich wird der Verschleiß an Niederhalter und Führungs­ schiene vermindert und der Wirkungsgrad des Vorschubes ver­ bessert.

Es versteht sich, daß die ovale Innenöffnung 8 der Zwischen­ glieder 6 entsprechend dem Drahtdurchmesser und der Innen­ biegung der Rundstahlkettenglieder 5 gerundet ist, so daß diese sich mit ihren Kettengliedbögen großflächig in den Innenöffnungen 8, horizontal- und vertikalbeweglich, ab­ stützen. Wie Fig. 1 zeigt, erstrecken sich die ebenen Stirn­ flächen 9 der Zwischenglieder 6, orthogonal zur Kettenachse, also in der Vertikalrichtung gemessen, über eine Länge, die erheblich größer ist als die Dicke, d.h. der Drahtdurchmes­ ser der horizontalen Kettenglieder 5. Dabei erstrecken sich die vertikalen Stirnflächen 9 bis über die horizontale Schei­ telebene 11 der horizontalen Kettenglieder 5. Auf diese Weise ist der ordnungsgemäße Zahneingriff über den gesamten Bereich der möglichen Achsabstandsveränderungen zwischen Kettenachse 7 und Kettenradachse 10 gewährleistet.

Bei der Triebstockkette nach den Fig. 1 bis 3 weisen die ver­ tikalen Zwischenglieder 6 jeweils einen verbreiterten Fuß 12 auf, der, wie Fig. 2 zeigt, einen angenähert ovalen Umriß hat. Die Triebstockkette 4 kann an dem Kettenträger bzw. dem Förde­ rer oder einem Anbauteil desselben dadurch festgelegt werden, daß die vertikalen Zwischenglieder 6 mit ihrem Fuß 12 in ei­ nem geeigneten Fußlager angeordnet werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Triebstockkette nach den Fig. 4 bis 6 weisen die vertikalen Zwischenglieder 6 keinen Fuß 12 der vorgenannten Art auf. Die Zwischenglieder 6 bestehen hier aus einfachen platten­ förmigen Schmiedeteilen. Hinsichtlich der Formgebung der Zwi­ schenglieder 6 gilt dasselbe wie für diejenigen nach den Fig. 1 bis 3. Die orthogonal zur Kettenachse 7, also vertikalste­ henden ebenen Stirnflächen 9 der Zwischenglieder 6 erstrecken auch hier in Vertikalrichtung über eine Länge, die größer ist als die Dicke bzw. der Drahtdurchmesser der dem Zahneingriff dienenden horizontalen Kettenglieder 5.

Claims (7)

1. Vorschubeinrichtung für Bergbau-Gewinnungsmaschinen u.dgl., insbesondere für Walzenschrämmaschinen, mit mindestens einem an der Gewinnungsmaschine angeordneten Vortriebsrad mit Cykloidenverzahnung, das mit seinen Zähnen in eine sich über die Vorschubstrecke erstrecken­ de, an einem Kettenträger gehaltene Triebstockkette ein­ greift, die in wechselnder Folge aus dem Zahneingriff dienenden Kettengliedern und Zwischengliedern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Zähnen (2) des Vortriebsrades (1) zusammenwirken­ den Stirnflächen (9) der Zwischenglieder (6) als ortho­ gonal zur Kettenachse (7) stehende ebene Flächen und dem­ gemäß als Hypocykloiden einer Geradflankenverzahnung aus­ gebildet sind.

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zahneingriff dienenden Kettenglieder (5) aus Rundstahlkettengliedern bestehen.

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die dem Zahneingriff dienenden Kettenglieder (5) eine größere Länge und Teilung haben als die Zwischenglieder (6).

4. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ebenen Stirnflächen (9) der Zwischenglieder (6), orthogonal zur Kettenachse (7) gemessen, über eine Länge erstrecken, die erheblich größer ist als die Dicke bzw. der Drahtdurchmesser der dem Zahneingriff dienenden Ket­ tenglieder (5).

5. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vertikalen Stirnflächen (9) der Zwischenglieder (6) bis über die obere Scheitelebene (11) der horizontalen Kettenglieder (5) erstrecken.

6. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (6) einen verbreiterten Fuß (12) zur Halterung der Triebstockkette am Kettenträger aufweisen.

7. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (6) aus Rundstahlkettengliedern beste­ hen, deren Außenbögen zu den ebenen Stirnflächen (9) umgeformt sind.