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Gleit- und Stützflächenform bzw.
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-profilierung zwischen Kratzeisenende und Zwangsführungskanal bei
einem insbesondere im Grubenbetrieb zur Kohlenförderung dienenden Kratzerförderer
Die Erfindung betrifft bei einem insbesondere im Grubenbetrieb zur Kohlenförderung
dienenden Kratzerförderer die Ausbildung der Gleit- und Stützflächenform bzw. -profilierung
zwischen den - gegebenenfalls beschuhten - stirnseitig bogenförmig gewölbten Kratzeisenenden
und den diese auf einem Umfangsbereich von etwa 1800 mit Bewegungsspiel umfassenden,
zur Rinnenmitte offenen Zwangsführungskanälen, die bogenförmige Profilbereiche besitzen
und von den U-ähnlichen und mit mittleren V-förmigen Längsleisten versehenen Seitenwandprofilen
unter- und oberhalb eines eingeschweißten Zwischenbodens gebildet sind.
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Bei bekannten Ausführungsformen der Gleit- und Stützflächen an den
Kratzeisenenden und den Zwangsführungskanälen des Rinnenschusses sind den Bogenbereichen
oftmals erheblich abweichend geformte, beispielsweise auch gerade Gegenflächen zugeordnet,
so daß der beim Durchfahren von Kurven, Knicken, Sätteln oder Mulden auftretende
Querdruck des Kratzeisens punktförmig übertragen und dabei mit Sicherheit infolge
des engbegrenzten scharfen Druckpunktes die metallische Reibung mit dem höheren
Verschleiß wirksam wird. Auch bei im wesentlichen ebenflächigen Bereichen der Kratzeisenstirnseiten
und entsprechenden geraden Gegenflächen der Zwangsführungskanäle tritt diese verschleißerhöhende
Punkt- oder Kantenpressung als Folge der Schrägstellung des Kratzeisens ein. Bekannt
sind keilnutenförmig ausgebildete Zwangsführungskanäle mit örtlich begrenzten bogenförmigen
tSbergangsbereichen zwischen den Keilflächen. Abgerundete Kratzeisenstirnseiten
schließen auch in diesem Fall die verschleißerhöhende metallische Punktberührung
nicht aus. Sofern aber Keilflächen zur Aufnahme des Stützdruckes des Kratzeisenendes
ausgenutzt werden, kann die Eigenart der Keilnut das Einklemmen des Kratzeisenendes
begünstigen und auf diese Weise ebenfalls verschleißerhöhend wirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit
zur verschleißvermindernden Abstützung der Kratzeisenenden in den Zwangsführungskanälen
zu schaffen und damit auch die Verkantungs- und Verklemmungsgefahr zu verringern
bzw. zu beheben und folglich eine energiesparende zuverlässige Betriebsweise des
Kratzerförderers zu ermöglichen.
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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Kratzeisenenden
und die Gegenflächen der Zwangsführungskanäle mit über den Umfangsbereich von annähernd
1800 gleichartig etwa elliptisch bogenförmigen Gleitflächen versehen sind, wobei
die Radienlänge der Bogenbereiche der Kratzeisenenden nur geringfügig kleiner ist
als die Radienlänge der entsprechenden Bogenbereiche der Zwangsführungskanäle, derart,
daß bei Seitendruck der Kratzeisen in den kleinen, zwischen den Gleitflächen gebildeten
Spalten Feinkohle als eine die Stützfläche vergrößernde, schmiermittelähnliche Zwischenschicht
festgehalten wird.
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Gemäß der Erfindung sind mithin an Stelle lediglich örtlich begrenzter
bogenförmiger tÇbergangsbereiche nunmehr im gesamten, die Mitnehmerenden umfassenden
Gleit- und Stützbereich große Bogenflächen in bestimmter Lage vorgesehen, wobei
durch eine Differenzierung der Krümmungsradien lediglich ein solcher Spalt geformt
wird, der durch das Hineinziehen und Festhalten von Feinkohle zur Zeit des verstärkten
Seitendruckes eine die Druckfläche vergrößernde Zwischenschicht aufbaut, die auf
Grund ihrer Beschaffenheit verschleißverringernd wirkt und infolge der großflächigen
Stützdruckverteilung metallische Punkt- oder Kantenpressungen und die damit zusammenhängenden
ungünstigen Wirkungen ausschließt. Wesentlich ist mithin der sich etwa von der Mitte
der Stirnseite des Kratzeisens nach verschiedenen Richtungen hin nur in verhältnismäßig
kleinen Grenzen erweiternde Spalt, der ein Hineinziehen von Feinkohle und ein ausreichend
langes Festhalten derselben erlaubt, dabei Verklemmungen und Reibungserhöhung ausschließt
und von der Kratzeisenstirnseite im praktischen Anwendungsfall nicht durchstoßen
wird.
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Gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn die Radienlänge der Bogenbereiche
der Kratzeisenenden etwa 85 bis 98 OIo, insbesondere ungefähr 950/0, der
Radienlänge
der entsprechenden Bogenbereiche der Zwangsführungskanäle beträgt. Zu starke Krümmungen
werden in diesem Fall ausgeschlossen.
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Die Krümmung der Stützflächen kann auch parabelförmig sein. Die Herstellung
der Gleitflächen der Kratzeisenenden und die der Zwangsführungskanäle wird gemäß
der Erfindung dadurch vereinfacht, daß bei Wahrung der geringen Differenzierung
der Bogenverlauf aus ineinander übergehenden Zylindermantelabschnitten gebildet
ist. Vorteilhaft ist die Herstellung des jeweiligen Gesamtbogens aus drei Bogen-
bzw. Zylindermantelabschnitten, wobei der Bogenabschnitt mit dem kleinsten Radius
in der Mitte vorgesehen ist.
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Ein weiteres, die Betriebsweise des Förderers verbesserndes Merkmal
besteht gemäß der Erfindung darin, daß der äußere Schenkel des Zwangsführungskanals
zum freien Ende hin durch die innere bogenförmige Fläche in an sich bekannter Weise
keilförmig verjüngt wird und daß ferner der obere Bogenabschnitt des Kratzeisenendes
noch innerhalb des Bereichs des äußeren Schenkels des Zwangsführungskanals in eine
im Sinn der Bildung einer Ausnehmung stark schräg niedergezogene Fläche übergeführt
ist. Diese Formgebung begünstigt den verklemmungsfreien Durchgang des Kratzeisens
auch in solchen Bereichen, wo durch äußere Einwirkung, beispielsweise durch umfallende
Stempel, der äußere Schenkel des Zwangsführungskanals etwas verbogen ist.
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Aus dem Führungsspalt verdrängtes Kohleklein kann ebenfalls über diese
stärkere Abschrägung abgleiten.
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Zur Verbesserung des Gegenstandes der Erfindung trägt auch das Merkmal
bei, daß das Ende des Kratzeisens in der parallel zum Zwischenboden gerichteten
Ebene in an sich bekannter Weise kufenartig verbreitert ist, wobei die Länge des
Krümmungsradius etwas kleiner ist als die halbe Kratzeisenlänge. Es wird auf diese
Weise der das Gleitmittel einziehende und in ausreichendem Maß festgehaltende Spalt
gesichert und trotzdem ein Einklemmen des Mitnehmers bei einer horizontalen Schwenkung
verhindert.
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Bei der kufenartig verbreiterten Ausführungsform des Kratzeisenendes
wird in weiterer Ausbildung der Erfindung diese Kufe in ganzer Länge bezüglich der
Vertikalebene aus den unterschiedlich geformten Bogenabschnitten gebildet und mit
der vorteilhaften Stütz- und Gleitfläche versehen. Es werden damit auch bei einer
Horizontal schwenkung eines insbesondere von einer Mittelkette gezogenen Kratzeisens
stets weitestgehend gleichbleibende Abstützverhältnisse in dem Zwangsführungskanal
erhalten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranscllaulicht.
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F i g. 1 zeigt einen Teil eines Kratzerförderers mit daran geführtem
Kratzeisenende im Querschnitt; F i g. 2 zeigt das Krntzeisenende in Draufsicht.
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Die gemäß der Erfindung vorgesehene Gleit- und Stützflächenform bzw.
-profilierung für die Kratzeisen enden und die Zwangsführungskanäle der Rinnenschüsse
ist bestimmt für in der Grundform an sich bekannte Kratzerförderer, bei welchen
die Rinnenschüsse Seitenwandprofile 1 U-ähnlichen Querschnitts mit mittlerer V-förmiger
Längsleiste 2 besitzen. Zwischen zwei spiegelbildlich zueinander gestellten Seitenwandprofilen
1 ist der Zwischenboden 3 längsseitig eingeschweißt. Rinnenschüsse dieses Aufbaus
können sowohl bei Ein- oder Mehrkeffenförderern verwendet werden. Einkettenförderer
erhalten eine
Mittelkette, an welcher die Kratzeisen 4 in bekannter Weise befestigt
sind. Bei Doppelkettenförderern sind die Ketten beiderseits der Rinnenlängsmitte
in den Bereichen der seitlichen Zwangsführungskanäle 5 vorgesehen, die im Ober-
und Untertrum von den Seitenwandprofilen gebildet sind. Es sind aber auch Förderer
bekannt, die zusätzlich zu den seitlichen Ketten noch eine Mittelkette besitzen.
Sämtliche Ketten sind mit den Kratzeisen 4 verbunden.
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Die Seitenwandprofile sind zweckmäßig einstückig ausgebildet und
in geeigneter Weise, beispielsweise durch Walzen, hergestellt. Die ober- und unterhalb
des Zwischenbodens vorgesehenen Zwangsführungskanäle 5 sind weitestgehend gleich
geformt, jedoch, bezogen auf die vom Zwischenboden 3 gebildete horizontale Mittelebene,
spiegelbildlich zueinander angeordnet. Jeder Zwangsführungskanal 5 ist lediglich
zur Rinnenmitte hin offen und in dem übrigen, sich in timfangsrichtung über einen
Winkel von etwa 1800 erstreckenden Bereich von dem Schenkel 6, von der Leiste 2
und dem vertikalgerichteten Abschnitt des Seitenproflls begrenzt.
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Die besondere Form des Zwangsführungskanals, d. h. dessen innere,
als Gleit- und Stützfläche dienende Begrenzung, ist zusammengesetzt aus drei ineinander
übergehenden Bogenabschnittenz,, z und z3. Die Gesarntform des Bogens ähnelt einem
Teil einer Ellipse bzw. einer Parabel. Es können aber auch drei Zylindermantelabschnitte
unmittelbar aneinandergefügt werden, wobei der innere Abschnitt z.3 einen wesentlich
kleineren Krümmungsradius besitzt als die äußeren Bogenabschnitte z, und za, die
dann in eine theoretisch gerade Linie auslaufen, und zwar in die Ebene des Rinnenbodens
oder eine hierzu parallele Ebene bzw. die Ebenen der oberen bzw. unteren Flansche
des Seitenwandprofils.
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Das Ende des gegebenenfalls beschuhten Kratzeisens 4 ist grundsätzlich
in gleicher Weise wie die Gleitfläche des Zwangsführungskanals gewölbt bzw. aus
ineinander übergehenden Bogenabschnitten Z4, Z5, Z6 gebildet. Es können hier ebenfalls
Zylindermantelabschnitte aneinandergesetzt sein, wobei der Abschnitt mit dem kleinsten
Radius in der Mitte liegt.
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Zwischen der Stirnseite des Kratzeisens und der Gleitfläche des Zwangsführungskanals
ist üblicherweise ein Bewegungsspiel vorgesehen. Infolge der besonderen Art der
Krümmung und einer in engen Grenzen liegenden Differenzierung der Längen der Radien
vom Kratzeisenende und Zwangsführungskanal wird nun ein sich in vertikaler Richtung
und auch in Längsrichtung verhältnismäßig gering erweiternder Spalt 7 gebildet.
Die größte Breite des Spaltes beträgt in der gemäß F i g. 1 gezeigten Ruhestellung
im oberen Bereich etwa 10 mm. Beim Seitendruck des Kratzeisens verringert sich die
Spaltweite, ohne aber die grundsätzliche Form zu ändern. Der Spalt ist derart ausgebildet,
daß von der geförderten Kohle eine ausreichende Menge an Feinkohle als schmiermittelähnliche
Zwischenschicht in den Spalt hineingezogen und festgehalten wird, weil der keilförmige
Öffnungswinkel des Spaltes in großen und im vorliegenden Fall wichtigen Bereichen
unterhalb des Reibungswinkels von Kohle bzw. Kohle und Metall gehalten ist. Die
stärkste Krümmung der Gleitflächen ist so gehalten, daß auch bei starkem Seitendruck
ein Durchstoßen der Zwischenschicht nicht eintritt, wodurch der Seitendruck unter
Vermittlung der Kohleschicht großflächig und damit entlastend auf die
Gleitflächen
des Zwangsführungskanals übertragen wird.
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In der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise ist das Kratzeisenende bzw.
der an dieser Stelle vorgesehene Schuh kufenartig verbreitert und in Längsrichtung
entsprechend der Linie 8 gekrümmt. Die Länge des Krümmungsradius dieser Linie bzw.
Fläche 8 ist etwas kleiner als die halbe Kratzeisenlänge. Es wird auf diese Weise,
bezogen auf die Längsrichtung des Förderers, zur Erzielung der besonderen Spaltform
7 beigetragen. In jedem Bereich der Linie bzw. Fläche 8 ist, bezogen auf die senkrechte
Ebene, die Gleit-und Stützfläche im Sinn der F i g. 1 gekrümmt, wodurch auch bei
der Schwenkung des Kratzeisens stets gleichbleibende Verhältnisse bezüglich der
Form des Spaltes und der Zwischenschicht geschaffen sind. Bei einer aus besonderen
Gründen notwendig werdenden stärkeren Horizontaischwenkung des Kratzeisens tritt
jeweils nach rückwärts eine Spaltenveiterung über den gesamten Längenbereich ein,
so daß unter erleichlerten Betriebsbedingungen das Kratzeisen in seine normale Betriebsstellung
zurückschwenken kann.
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Aus F i g. 1 ist außerdem ersichtlich, daß der Schenkel 6 des Zwangsführungs1xanals
zum freien Ende hin durch die innere bogenförmige Fläche zu keilförmig verjüngt
ist. Innerhalb des Bereichs dieses Schenkels 6 ist der obere Bo,enabschnitt Z4 des
Kratzeisenendes in eine stark niedergezogene Fläche 9 übergeführt. In diesem Bereich
der Fläche 9 ist damit eine Ausnehmung gebildet, welche verhindert, daß sich das
Kratzeisenende bei nicht allzu stark deformiertem Schenkel 6 verkleiumt.