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Die Erfindung betrifft eine Förderanordnung, insbesondere einen Kettenkratzförderer mit einem über einen Kettenrad geführten Kettenstrang gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Als Flachketten werden Rundstahlketten mit abgeflachten Vertikalgliedern bezeichnet, die sowohl geschmiedet als auch geschweißt sein können und als Zugmittel in Stetigförderern, insbesondere im Bergbau verwendet werden. Sie kommen dann zum Einsatz, wenn die Förderprofile eine Verwendung einer Rundstahlkette nach DIN 22252 mit Kettengliedern gleicher Nenngröße nicht zulassen. Flachketten sind mithin Rundstahlketten, bei denen jedes zweite Kettenglied als Flachglied ausgebildet ist. Das Flachglied ist immer dasjenige Kettenglied, dessen äußere Breite geringer ist als die äußere Breite der zugehörigen Rundglieder. Das Rundglied ist mithin das Kettenglied, das die Funktion einer geschweißten Verbindung zwischen zwei Flachgliedern übernimmt. Es wird auch als Horizontalglied wegen der um 90° zur Kettenebene der Flachglieder versetzten Kettenebene bezeichnet.
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Die erfindungsgemäße Förderanordnung sieht eine Umlenkung oder auch einen Kettenantrieb durch außenverzahnte Kettenräder vor. Ein solches Kettenrad ist beispielsweise in der
DE 10 2004 004 691 B3 beschrieben. Die einander zugewandten Flanken der Zahnelemente des Kettenrads sind mit Taschen versehen, die als Kontaktfläche für die Liegenden Kettenglieder, d. h. für die Horizontalglieder, dienen und entsprechende Stützflächen besitzen. Die Flachglieder befinden sich zwischen diesen Taschen. Derartige Kettenräder unterliegen sehr hohem Verschleiß. Es wird in der DE 10 2004 004 691 B3 daher vorgeschlagen, die Kontaktflächen in den Taschen jedes Zahnelementes aus einer Schleißeinlage aus verschleißfestem Material herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Förderanordnung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Standzeit des Kettenrads und der Kette erhöht wird, d. h. der Verschleiß reduziert wird.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Förderanordnung ist insbesondere für den untertägigen Bergbau, insbesondere für kettenbetriebene Kettenkratzförderer vorgesehen. Der Kettenstrang besteht aus Horizontalgliedern und vertikalen Flachgliedern mit außen abgeflachten Schenkeln. Seitenbereiche der Bögen der Horizontalglieder gelangen mit Stützflächen umfangsseitiger Taschen des außenverzahnten Kettenrads in Kontakt. Das Kettenrad ist auf die Geometrie der entsprechenden Kettenglieder abgestimmt, was insbesondere bei Kettenkratzförderern von Bedeutung ist, da in bestimmten Abständen an einzelne der Horizontalglieder Mitnehmer/Kratzer angebracht sind. Selbstverständlich sind derartige Kettenräder an die Teilung des Kettenstrangs angepasst.
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Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass die Seitenbereiche der Bögen der Horizontalglieder abgeflacht sind und bereits im Neuzustand in Flächenberührung mit den Stützflächen des Kettenrads gelangen.
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Überlicherweise sind die Seitenbereiche der Bögen gerundet und gelangen mit den Taschen des Kettenrads in Linienberührung. Die daraus resultierende, ausgesprochen hohe Flächenpressung führt zu einem starken Verschließ am Kettenrad. Erst wenn das Kettenrad eingelaufen ist und die Punkt- oder Linienberührungen in Flächenberührungen übergehen, sinkt die Flächenpressung. Zu diesem Zeitpunkt hat sich aber an dem Kettenrad bereits ein entsprechender Verschleiß eingestellt. Die Erfindung geht nunmehr den Weg, nicht nur das Kettenrad an die Geometrie des Kettenstangs anzupassen, sondern vielmehr den Kettenstrang in denjenigen Bereichen, in denen ein besonders hoher Verschleiß entsteht, so zu modifizieren, dass die Flächenpressung von vorneherein herabgesetzt wird. Dies gelingt durch die Abflachungen in den Seitenbereichen der Bögen. Abflachungen sind durch schmiedetechnische Bearbeitung der Horizontalglieder mit hinreichender geometrischer Genauigkeit einfacher herzustellen als kompliziert gerundete Taschen des Kettenrads. Auf diese Weise gelingt es mit der Erfindung den Verschleiß von Anfang an zu reduzieren und damit die Standzeit des Kettenrads und letztlich auch des Kettenstrangs vom Beginn des Einsatzes zu erhöhen.
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Selbstverständlich stellt sich auch bei der erfindungsgemäßen Förderanordnung nach einer bestimmten Betriebsdauer ein Verschleiß an dem Kettenrad und an dem Kettenstrang ein, jedoch ist dieser Zeitpunkt weiter nach hinten geschoben, so dass bei gleichem Materialeinsatz eine höhere Förderleistung realisiert werden kann.
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Die in Rede stehenden Kontaktflächen zwischen den Seitenbereichen der Bögen und den Stützflächen des Kettenrads sind vorzugsweise sichelförmig konfiguriert, wobei sich diese sichelförmigen Kontaktflächen entlang der Bögen erstrecken.
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Die sichelförmigen Kontaktflächen können über ihren gesamten Verlauf eine gleich bleibende Breite besitzen. Bevorzugt verbreitern sie sich jedoch in ihrem Verlauf von dem Scheitel eines Bogens ausgehend in Richtung der sich an den Bogen anschließenden Schenkel.
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Eine weitere Maßnahme zur Reduzierung des Verschleißes der Kettenglieder untereinander und damit zur Verbesserung der Standzeit ist, dass die Bögen der Flachglieder im Neuzustand in Zweipunktberührung mit den benachbarten Horizontalgliedern stehen. Typischerweise stehen die ineinander greifenden Bögen im Rahmen der Fertigungsgenauigkeiten in einer Punktberührung. Diese Punktberührung geht durch gegenseitigen Abrieb nach einiger Bearbeitungszeit in eine Flächenberührung über. Die Flächenpressung sinkt.
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Um diesen Verschleiß zu reduzieren ist es theoretisch denkbar von vorneherein eine Flächenberührung zwischen den Kettenglieder vorzusehen, was bei größeren, geschmiedeten Bauteilen auf Grund der Fertigungstoleranzen und der in den Herstellungsprozess integrierten Wärmebehandlungsverfahren ausgesprochen schwierig zu realisieren ist.
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Die Erfindung geht hier einen fertigungstechnisch leichter zu realisierenden Weg, indem die Bögen in ihrer Geometrie von vorneherein so konfiguriert sind, dass die Flachglieder im Neuzustand in Zweipunktberührung mit den angrenzenden Horizontalgliedern stehen. Durch diese Zweipunktberührung wird die Flächenpressung von vorneherein reduziert. Es dauert also länger, bis sich die Kettenglieder einlaufen und damit länger bis die Kette schließlich verschlissen ist. Auch hierdurch kann die Förderleistung bei gleich bleibendem Materialeinsatz für den Kettenstrang verbessert werden.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die Horizontalglieder im Bereich ihrer Bögen einen größeren Querschnitt besitzen als im Bereich ihrer die Bögen miteinander verbindenden Schenkel. Auch dieser Querschnittsunterschied trägt dem Umstand Rechnung, dass die Bögen besonders starker Verschleiß unterliegen, sei es durch Kontakt mit dem angrenzenden Vertikalglied oder durch Anlage an dem Kettenrad. Umgekehrt bedeutet ein reduzierter Querschnitt im Bereich der sich zwischen den Bögen erstreckenden und parallel zueinander verlaufenden Schenkel, dass ein größeres Fördervolumen zur Verfügung steht, da in der Regel nicht bei jeder zweiten Teilung ein Mitnehmer/Kratzer montiert wird. Umgekehrt können die an den Horizontalgliedern montierten Mitnehmer/Kratzer einen größeren Querschnitt aufweisen und entsprechend stärker dimensioniert werden.
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Die Kratzer, die an jedem zweiten Horizontalglied angeordnet werden, sind zweiteilig aufgebaut, wobei zwischen einem Oberteil eines Kratzers und einem unteren Bügel die Schenkel des Horizontalglieds umklammert werden. Ein kritischer Punkt ist hierbei die Dicke des Bügels unterhalb der Schenkel. Gerade in diesem Bereich steht nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung, obwohl die Bügel der Kratzer bei der Umlenkung im Bereich der Kettenräder starken Beanspruchungen unterliegen. Durch die Reduzierung des Querschnitts der Schenkel ist es möglich, die Ausnehmungen in dem Kratzer, entsprechend kleiner und die Bügel entsprechend dicker zu gestalten.
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In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind die Horizontalglieder durch Stauchen eines Stabs vorgeformt, wobei die Enden des Stabs nach dem Komplettieren mit den Flachgliedern im Bereich des Schenkels miteinander verschweißt sind.
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Ferner kann die Breite des Flachgliedes mindestens genauso groß sein, wie die Nenndicke des Kettenstrangs, wobei die Nenndicke im Bereich der verdickten Bögen der Horizontalglieder gemessen wird.
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Ferner kann die Breite der Flachglieder von den endseitigen Bögen zur Mitte der Schenkel bin abnehmen. Diese gewissermaßen in der Breite eingeschnürten Flachglieder tragen ebenfalls zu einer Vergrößerung des Fördervolumens bei, mit der Folge, dass bei reduziertem Materialeinsatz für den Kettenstrang ein größeres Fördervolumen transportiert werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ausführungsform einer Förderanordnung umfassend einen Kettenstrang und ein Kettenrad in drei unterschiedlichen Ansichten;
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2 die Ansichten A-A bis D-D gemäß der in 1 eingezeichneten Schnittlinien;
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3 eine perspektivische Darstellung eines Horziontalglieds des in den 1 und 2 dargestellten Kettenstrangs;
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4 einen Vertikalschnitt durch den Kettenstrang;
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5 einen Horizontalschnitt durch den Kettenstrang und
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6 eine perspektivische Darstellung des Kettenstrangs.
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1 zeigt einen Kettenstrang 1 auf einem Kettenrad 2. Diese beiden Baugruppen sind Bestandteile einer in ihrer Gesamtheit nicht näher dargestellten Förderanordnung, insbesondere eines Kettenkratzförderers für den untertägigen Bergbau. Im Rahmen der Erfindung kommt es auf die Konfiguration des Kettenstrangs 1 sowie des Kettenrads 2 an, so dass auf die sonstigen Zusammenhänge mit einem Kettenkratzförderer nachfolgend nicht weiter eingegangen wird.
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Das außenverzahnte Kettenrad 2 besitzt insgesamt sechs Zähne 3, über welche der als Rundgliederkette ausgeführte Kettenstang 1 geführt wird. Der Kettenstrang 1 ist eine so genannte Flachkette, bei welcher die Vertikalglieder als Flachglieder 4 mit außen abgeflachten Schenkeln 5 (2a) ausgeführt sind. Die Flachglieder 4 sind über Horizontalglieder 6 miteinander verbunden. Wenn sich der Kettenstrang 1 im Eingriff mit dem Kettenrad 2 befindet, hintergreifen die Zähne 3 die Horizontalglieder 6, welche sich in dafür vorgesehene Taschen 7 (2a) an den Zähnen 3 einschmiegen. Die endseitigen Bögen 8 der Horizontalglieder 6 liegen in den Taschen 7, während sich die die Bögen 8 miteinander verbindenden Schenkeln 9 frei zwischen den benachbarten Zähnen 3 erstrecken. Die Zähne 3 sind geteilt ausgeführt, so dass die Flachglieder 4 zwischen den geteilten Zähnen 3 liegen.
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In nicht näher dargestellter Weise können auf den Schenkeln 9 der Horizontalglieder 6 Kratzer/Mitnehmer befestigt sein. In den 1a) und 1b) sind jeweils Schnittebenen A-A, B-B, C-C und D-D eingezeichnet, die den 2a) bis 2d) entsprechen. Insbesondere anhand der Schnittebenen C-C und D-D ist zu erkennen, dass die Horizontalglieder 6 keinen gleich bleibenden Querschnitt besitzen, wobei insbesondere der Querschnitt in den Bögen 8 von dem des Schenkels 9 abweicht. Hiermit ist nicht nur die Querschnittsfläche, sondern auch die Querschnittskontur gemeint.
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Insbesondere sind die Bögen 8 der Horizontalglieder 6 in besonderer Weise ausgestaltet, so dass sie sich mit sehr geringer Flächenpressung in Stützflächen 10 der Taschen 7 des Kettenrads 2 einpassen können. 3 zeigt ein Horizontalglied 6 in perspektivischer Darstellung. Im Bereich der Bögen 8 sind die Seitenbereiche 11 abgeflacht, so dass sie im Neuzustand in Flächenberührung mit den Stützflächen 10 des Kettenrads 2 stehen. Die entsprechenden Kontaktflächen 12 zwischen den Bögen 8 und den Stützflächen 10 des Kettenrads 2 sind sichelförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang der Bögen 8. Es sind jeweils zwei dieser identisch konfigurierten Kontaktflächen 12 je Seitenbereich 11 des Bogens 8 vorgesehen. Die Unterbrechung in der Mitte der beiden Kontaktflächen 12 ergibt sich dadurch, dass die Zähne 3 des Kettenrads 2 zur Aufnahme der vertikalen Flachglieder 4 geteilt ausgeführt sind. Es ist zu erkennen, dass sich die sichelförmigen Kontaktflächen 12 in ihrem Verlauf von dem Scheitel 13 eines Bogens 8 in Richtung der Schenkel 9 verbreitern und am Ende etwa doppelt so breit sind, wie im Bereich des Scheitels 13. Die sichelförmigen Kontaktflächen 12 setzen sich nicht in den Bereich der Schenkel 9 fort, da die Schenkel 9 nicht mit den Stützflächen 10 der Taschen 7 in Kontakt gelangen. Zudem ist der Querschnitt der Schenkel 9 ein anderer als derjenige der Bögen 8.
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Die Unterschiede zwischen den Horizontalgliedern 6 und den vertikalen Flachgliedern 4 werden am deutlichsten anhand der 4 und 5, die jeweils Schnittdarstellungen durch die horizontale und die vertikale Kettenebene zeigen.
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4 zeigt einen Schnitt durch die Vertikalebene, d. h. einen Längsschnitt durch die Flachglieder 4. Die Flachglieder 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Mittelsteg 14 versehen, um eine Einschnürung zu verhindern. Die Horizontalglieder 6 besitzen einen kreisrunden Querschnitt, wobei anhand der 4 zu erkennen ist, dass die Schenkel 9 eine geringere Breite B besitzen als die endseitigen Bögen 8. Dennoch handelt es sich um Rundglieder, die durch Stauchen eines Stabs vorgeformt sind. Die gestauchten Bereiche des Stabs bilden die Bögen 8. Die ungestauchten Bereiche des Stabs bilden die Schenke 9 mit geringerem Querschnitt. Die freien Enden des Stabs werden im Bereich eines Schenkels 9 miteinander verschweißt. Die Schweißstelle 15 ist in 5 an dem in der Bildebene unteren Schenkel an einer Verdickung zu erkennen.
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Ebenso wie das Horizontalglied 6 besitzt auch das vertikale Flachglied 4 eine Einschnürung im Bereich des Mittelstegs 14. Anhand 5 ist zu erkennen, dass die Breite B1 der Flachglieder 4 im Bereich der endseitigen Bögen 16 größer ist als im Bereich der die Bögen 16 verbindenden Schenkel 5. Da die Flachglieder 4 symmetrisch konfiguriert sind ergibt sich die maximale Einschnürung im Bereich des Mittelstegs 14. In 5 ist zu erkennen, dass die Breite des Mittelstegs 14 geringer ist als die eingeschnürte Breite des Schenkels 5. Der Übergang von dem breiteren Bogen 16 zum schmaleren Schenkel 5 ist fließend.
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Die Flachglieder 4 sind außen umlaufend abgeflacht, wie anhand der Darstellung der 5 zu erkennen ist, welche die Abflachung im Bereich der Bögen 16 zeigt. Aber auch aus 6 ist zu erkennen, dass die Abflachung nicht nur im Bereich der Schenkel 5, sondern umlaufend ausgebildet ist. Es handelt sich daher um Flachglieder 4, die eine vollständig andere Gestalt haben, als die Horizontalglieder 6. Die einzige Gemeinsamkeit ist, dass sowohl die Schenkel 9 der Horizontalglieder 6 als auch die Schenkel 5 der Flachglieder 4 einen geringeren Querschnitt und auch eine geringere Breite B, B1 besitzen als die jeweils zugehörigen Bögen 8, 16.
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Eine weitere Besonderheit ist, dass die Flachglieder 4 eine gleiche oder kleinere Teilung als die Horizontalglieder 6 aufweisen können. Ferner weisen die Flachglieder 4 im Innenbereich 17 des Bogens 16 eine elliptische oder ähnliche Form auf, so dass sich im Neuzustand keine Punktberührung im Zentrum, d. h. im Schnittpunkt der Vertikal- und Horizontalebene des Kettenstrangs 1 einstellt, sondern eine Zweipunktberührung. Die entsprechenden Berührungspunkte 18, 19 sind in 5 eingezeichnet. Es ergibt sich somit eine Zweipunktberührung mit dem Horizontalglied 6 beiderseits der vertikalen Symmetrieebene.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenstrang
- 2
- Kettenrad
- 3
- Zahn
- 4
- Flachglied
- 5
- Schenkel von 4
- 6
- Horizontalglied
- 7
- Tasche
- 8
- Bogen von 6
- 9
- Schenkel von 6
- 10
- Stützfläche
- 11
- Seitenbereich
- 12
- Kontaktfläche
- 13
- Scheitel
- 14
- Mittelsteg
- 15
- Schweißstelle
- 16
- Bogen von 4
- 17
- Innenbereich
- 18
- Berührungspunkt
- 19
- Berührungspunkt
- B
- Breite
- B1
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004004691 B3 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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