DE19520727A1 - Nachgeschmiedeter Kettenstab und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Kettenstab ("flight bar") und das Verfahren zur Herstellung desselben, im allgemeinen und insbesondere auf solch einen Stab, der aus einem abgenutzten Kettenstab gebildet ist, und dem Verfahren hierzu.

Kettenstäbe werden in Ausrüstungen zum Strebabbau ("longwall mining equipment") verwendet, insbesondere als ein Bauteil des Abbauförderers ("face conveyor"), der in solch eine Ausrüstung eingebaut ist. Der Ab­ bauförderer weist eine Vielzahl von angelenkten Pfannen auf, über die Kettenstäbe, die mit angetriebenen Ketten verbunden sind, gezogen werden, um das Abbaumaterial, das von dem Streb der Lagerstätte durch die Schervorrichtung oder einen anderen Mechanismus gehauen worden ist, von dem Strebbereich zu einem Schachtbühnenlader zum Transport und dem darauffolgenden Verarbeiten des Abbaumaterials zu fördern. Obwohl die Kettenstäbe typischerweise schwere Schmiedestücke sind, ist die Umgebung, in der sie arbeiten, abstumpfend, was in einer relativ schnellen Abnutzung insbesondere der Spitzen resultiert, die einfahren und durch den Sigmaabschnitt der Pfannen geführt sind. Beträchtliche Abnutzung tritt auch in den Ketteneingriffereichen der Stäbe auf, was die Gesamthöhe der Kettenstäbe beeinflußt. In der Vergangenheit war ein übliches Verfahren zum Reparieren abgenutzter Kettenstäbe das Schweißen oder die Ablagerung von zusätzlichem Material auf den abgenutzten Spitzen, wobei gewöhnlicherweise keine Reparatur an ande­ ren Bereichen des Kettenstabes gemacht wurde. Da die Spitze funktio­ niert, um die Kettenstäbe zu führen und zu positionieren, ist es wichtig, die eigentliche Spitzenform zu erhalten und da die Fördermenge der geförderten Kohle abnimmt, wenn die Gesamthöhe des Kettenstabes abnimmt, ist eine Restauration der Kettenstabhöhe wichtig. Ein sauberer Eingriff zwischen der Kette (den Ketten) und dem Kettenstab ist kritisch und daher ist eine Restaurierung bzw. Wiederherstellung der Geometrie oder der Konfiguration in den Ketteneingriffbereichen des Kettenstabes auch wichtig.

Die vorliegende Erfindung stellt einen Kettenstab und ein Verfahren zum Herstellen desselben bereit, das eine Wiederherstellung von kritischen Merkmalen bietet, das einen durchweg effizienteren Betrieb eines Ab­ bauförderers erlaubt, der solche Kettenstäbe verwendet, und das eine gewöhnliche Ausrüstung und Verfahren verwendet. Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung und viele der zugehörigen Vorteile davon werden offensichtlicher aus der folgenden Beschreibung und der begleitenden Zeichnung werden, in der:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Kettenstabes gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die den Bogen zeigt, der den Kettenstab an die Ketten klammert;

Fig. 2 eine Ansicht des Kettenstabes der Fig. 1 gesehen in der Linie 2-2 der Fig. 1 ist;

Fig. 3 ein vertikaler Schnitt einer der Spitzen eines typischen Kettenstabes ist, der ihre Konfiguration nach der Abnutzung durch Benutzung zeigt, wobei die ursprüngliche Konfiguration in strichpunktierten Linien gezeigt ist;

Fig. 4 eine Unteransicht der Spitze des Kettenstabes ist, die in Fig. 3 gezeigt ist;

Fig. 5 ein vertikaler Schnitt ähnlich dem in Fig. 3 des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Kettenstabes ist, nachdem er gemäß der vor­ liegenden Erfindung nachgeschmiedet worden ist; und

Fig. 6 eine ebene Unteransicht des Spitzenabschnittes ist, der in Fig. 5 gezeigt ist.

Bezugnehmend jetzt auf Fig. 1 ist dort ein nachgeschmiedeter Kettenstab gezeigt, der allgemein mit 10 gekennzeichnet ist und ein Paar von linken Nuten 12 und 14 und ein Paar von rechten Nuten 16 und 18 aufweist, wobei jedes Paar so profiliert ist, um ein horizontales Glied von linken bzw. rechten Ketten, nicht gezeigt, aufzunehmen. Diese Nuten werden häufig als die horizontalen Ketteneingriffsbereiche bezeichnet. Aussparun­ gen 20 und 22, die häufig die vertikalen Ketteneingriffsbereiche genannt werden und die am besten in Fig. 2 zu sehen sind, sind profiliert, um die vertikalen Glieder auf jeder Seite des horizontalen Kettengliedes, das in den Nuten 12 und 14 angeordnet ist, aufzunehmen. Ähnliche Aus­ sparungen 24 und 26 sind bereitgestellt, um die vertikalen Glieder auf jeder Seite des horizontalen Kettengliedes, das in den Nuten 16 und 18 angeordnet ist, aufzunehmen. Ein Bogen 28 ist mit Bolzen an dem Kettenstab 10 auf eine konventionelle Weise befestigt, um die linken und rechten Ketten an den Kettenstab 10 zu klammern. Die äußeren Enden oder Spitzen 30 und 32 greifen in komplementäre Nute ein, die Sigma genannt werden und die als Gußerzeugnisse oder ähnliche Strukturen auf jeder Seite des Abbauförderers gebildet sind. Aussparungen, die Taschen 31 und 33 genannt werden, sind benachbart zu jeder Spitze 30 und 32 gebildet, die bereitgestellt sind, um die für das ursprüngliche Schmieden des Stabes 10 benötigte Barrengröße zu reduzieren und um das Gewicht des Kettenstabes zu reduzieren. Die Sigmas funktionieren, um den Kettenstab 10 zu positionieren und zu führen, wenn er durch die Ketten über die obere Ebene ("top deck") der Pfannen des Abbauförderers während der Arbeitsbewegung des Kettenstabes und während seiner nicht arbeitenden Rückkehrbewegung gezogen wird. Während der Arbeits­ bewegung verursacht das abgebaute Material zwischen der oberen Ebene und dem Kettenstab, daß der obere Abschnitt der Spitzen 30 und 32 sich gegen das Sigma stützt, was eine erhöhte Abnutzung an diesem Abschnitt der Spitze verursacht.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen ein typisches Abnutzungsmuster auf der Spitze eines anderen Typs von Kettenstab, auch mit 10 gekennzeich­ net, wobei der ursprüngliche Umfang des Stabes in strichpunktierten Linien gezeigt ist. Während Kettenstäbe von unterschiedlichen Herstel­ lern variieren, teilen sie alle gemeinsame Charakteristiken, d. h. die Spitzenabschnitte sind so konfiguriert, daß sie in komplementäre Nuten in der Pfanne und den Ketteneingriffen eingreifen, zum Eingriff mit der Kette oder den Ketten. Die Fig. 5 und 6 zeigen den gleichen Typ von Kettenstab, der in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, nachdem er gemäß der vorliegenden Erfindung nachgeschmiedet worden ist. Die Tasche 35 ist jetzt tiefer als die ursprüngliche Tasche 33. Die Menge an von der tieferen Tasche verschobenem Metall ist leicht größer als das Volumen des von dem ursprünglichen Kettenstab abgeriebenen oder gepreßten Metalls.

Das Nachschmieden eines abgenutzten Kettenstabes wird nur erfolgreich sein, wenn der Stab nicht so stark abgenutzt ist, daß die Menge oder das Volumen an durch das Vertiefen der Taschen verschobenem Material nicht ausreicht, um das Metall zu ersetzen, das durch die Abnutzung verloren ist. Es ist notwendig, eine Dimensionsumhüllung zu bestimmen, basierend auf den Schmiedestempeln, die zum Vertiefen der Taschen eines bestimmten Types von Stab verwendet werden, in welche der Kettenstab fallen muß. Idealerweise wird das Nachschmieden eine relativ kleine Menge an Schmiedegrat um die gesamte Peripherie der Stempel erzeugen, um zu gewährleisten, daß die Stempel vollständig umhüllt worden sind und der sich ergebende nachgeschmiedete Stab die geeignete Konfiguration hat. Wenn einmal bestimmt worden ist, daß ein bestimm­ ter Kettenstab in eine vorbestimmte Umhüllung fällt, wird er erwärmt, wie z. B. durch Induktionserwärmen, auf eine Schmiedetemperatur von zwischen 2200 und 2400°F. Da das Schmieden in einem einzigen Zug ausgeführt werden wird, ist die höhere Temperatur notwendig, um den sauberen und vollständigen Fluß des Metalls zu gewährleisten. Der erwärmte Stab wird dann in einem niedrigeren Stempel angeordnet, wobei seine Ketteneingriffsbereiche und Taschen nach oben gerichtet sind. Diese Ausrichtung des erwärmten Stabes ist bevorzugt, da das Füllen des oberen Stempels leichter einen guten Eindruck der Kettenein­ griffsbereiche bereitstellt. In die ursprünglichen Taschen wird durch den oberen Stempel eingegriffen, der größere Vorsprünge hat, die notwendig sind, um tiefere Taschen zu erzeugen. Nachdem der Arbeitsschritt des Schmiedens beendet ist, wird der Stab von den Stempeln entfernt und der Schmiedegrat wird entfernt. Dies wird bevorzugterweise durch Verwendung geeigneter Abgratstempeln in einem zweiten Schmiedevor­ gang ausgeführt. Da der Arbeitsschritt des Nachschmiedens eine Verzerring der Bolzenlöcher in dem Kettenstab verursacht, ist der Abgrat­ stempel auch mit Stanzen versehen, um zylindrische Oberflächen für diese Löcher zu erzeugen. Der zweite Schmiedearbeitsschritt führt sowohl eine Stanz- als auch eine Abgratfunktion aus. Der nachge­ schmiedete Stab wird dann gereinigt, wie z. B. durch Kugelstrahlen und wärmebehandelt, um die gewünschten Charakteristiken der Abnutzungs­ widerstandsfähigkeit und der Härte zu erhalten.

Einige Kettenstäbe sind nicht bei ihrer ursprünglichen Herstellung mit Taschen ähnlich denen, die in 31 und 33 gezeigt sind, versehen. In solchen Fällen werden anstelle des Vertiefens existierender Taschen bei dem Nachschmiedeverfahren neue Taschen gebildet werden. Die Vor­ sprünge auf dem Stempel, um die neuen Taschen zu bilden, werden ausreichend Metall verschieben, um die kritischen Bereiche des Ketten­ stabes in ihrer ursprünglichen Geometrie oder Konfiguration wiederherzu­ stellen, und sind so positioniert, um die neuen Taschen benachbart zu den Spitzen des Kettenstabes zu bilden.

Während ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung hier gezeigt und beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, daß verschiedene Änderungen gemacht werden können, ohne den Geist der Erfindung, wie durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche definiert, zu ver­ lassen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines metallenen Kettenstabes aus einem abgenutzten Kettenstab, der eine ursprüngliche äußere Konfiguration hatte, das die Schritte aufweist:
Vorbestimmen einer akzeptierbaren Abnutzungsumhüllung für abge­ nutzte Kettenstäbe;
Messen eines abgenutzten Kettenstabes, um zu bestimmen, ob er in die Abnutzungsumhüllung fällt;
Auswählen eines abgenutzten Kettenstabes, der Dimensionen hat, die ihn in der Abnutzungsumhüllung plazieren;
Erwärmen des ausgewählten Kettenstabes auf eine vorbestimmte Schmiedetemperatur;
Zwingen des ausgewählten Kettenstabes zwischen Stempel, um eine Tasche benachbart zu jeder Spitze zu bilden oder zu vertiefen und um das Metall, das dadurch verschoben wird, zu drängen, die abge­ nutzten Bereiche auszufüllen, wodurch der ausgewählte Kettenstab die ursprüngliche äußere Konfiguration mit Ausnahme der Taschen annimmt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiter die Schritte aufweist:
Entfernen des ausgewählten Kettenstabes aus der Position zwischen den Stempeln;
Abgraten jedes Schmiedegrates, der während dem Zwingschritt von dem ausgewählten Stab erzeugt worden ist;
Wärmebehandeln des ausgewählten Stabes, um ihm die gewünschte Metallurgie zu verleihen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiter die Schritte aufweist:
Positionieren des ausgewählten Stabes nach dem Erwärmen dessel­ ben, wobei die Taschen darin nach oben gerichtet sind.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der ausgewählte Stab durch Induktionserwärmen erwärmt wird.

5. Nachgeschmiedeter Kettenstab, der aus einem abgenutzten Kettenstab mit einer ursprünglichen äußeren Konfiguration gebildet ist, wobei der nachgeschmiedete Kettenstab aufweist:
einen Stab mit einer äußeren Konfiguration, die identisch zu der des ursprünglichen Stabes mit Ausnahme dessen ist, daß Taschen gebil­ det oder vertieft sind, um ein Metallvolumen zu verschieben, das zumindest gleich dem Volumen ist, das von dem abgenutzten Ketten­ stab fehlt.