DE3141534C2 - Overload protection clutch with spring-loaded drivers - Google Patents
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Abstract
Überlastkupplungen werden zur Verbindung von Getriebe und Antriebselement, insbesondere von Kohlenhobeln, eingesetzt, um bei auftretenden Störungen das Getriebe und die Hobelkette vor Überlastung zu schützen. Als Überlastelemente (1) sind federnde Mitnehmer (8, 12, 13, 26, 17) vorgesehen, die im mit dem Getriebe verbundenen Nockenführungskranz (3) angeordnet und beidseitig gegen den aus äußerem und innerem Segment (5, 6) bestehenden, korrespondierende Kurven (9, 10, 11) aufweisenden, an den Kettenstern gekoppelten, Antrieb (4) verspannbar sind.Overload clutches are used to connect gears and drive elements, especially coal plows, in order to protect the gears and plow chain from overload in the event of malfunctions. Resilient drivers (8, 12, 13, 26, 17) are provided as overload elements (1), which are arranged in the cam guide ring (3) connected to the gearbox and on both sides against the corresponding curves consisting of the outer and inner segment (5, 6) (9, 10, 11) having, coupled to the chain star, drive (4) can be braced.
Description
Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung für Hobel- und Förderanlagen des untertägigen Bergbaus, deren drehbare Kupplungsteile über mindestens einen, die Last übertragenden federbelasteten Mitnehmer drehschlüssig kuppelbar Ist, der einen der Kupplungsteile zugeordnet ist und ein Anlageteil aufweist, das mit einem dem anderen Kupplungsteil zugeordneten Mitnehmeranschlag korrespondierend ausgebildet ist. b1 The invention relates to an overload clutch for planing and conveyor systems in underground mining, the rotatable clutch parts of which can be coupled in a rotationally locked manner via at least one spring-loaded driver that transfers the load, which is assigned to one of the clutch parts and has a system part that corresponds to a driver stop assigned to the other clutch part is trained. b1
Derartige Kupplungen werden zur Verbindung von Getriebe und Antriebselement Insbesondere von Kohlenhobeln eingesetzt, um bei auftretenden Störungen das Getriebe vor Überlastungen zu schützen. Der an der Hobelkette durch den Streb gezogene Kohlenhobel kann sich am Kohlenstoß oder am Liegenden verhaken oder sich dort festsetzen, so daß bei weiterer Verbindung mit dem Getriebe und Motor Beschädigungen am Antrieb bzw. Kettenrisse eintreten würden. Daher erfolgt bei bekannten Überlastkupplungen die Verbindung der Ringflansche durch Scherbolzen, die so geschaffen sind, daß sie bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes abgeschert werden. Diese Scherbolzen sind zylindrische Körper, die materialmäßig beispielsweise auf 401 Drehmoment eingestellt werden können. In Extremfällen treten sehr häufig während der Gewinnung Scherbolzenbrüche auf, die die Gewinnung unterbrechen und durch das Auswechseln der Scherbolzen zu Stillstandszeiten von 5 Minuten und mehr führen. Es sind Fälle bekannt, wo mehr als 200 Scherbolzenbrüche am Tage aufgetreten sind. Das Auswechseln der Scherbolzen ist darüber hinaus nicht ungefährlich, so daß diese Arbeiten besonderer Sorgfalt bedürfen.Such couplings are used to connect the transmission and drive element, in particular of coal plows used to protect the gear unit from overloads in the event of malfunctions. The one at the The plow chain pulled through the face can get caught on the coal face or on the surface or get stuck there, so that further connection with the gearbox and motor will damage the drive or chain cracks would occur. Therefore, in known overload clutches, the ring flanges are connected by shear bolts, which are created in such a way that they are released when a certain torque is exceeded be sheared off. These shear bolts are cylindrical bodies, the material of which is for example 401 torque can be adjusted. In extreme cases, shear bolt fractures occur very frequently during extraction that interrupt the extraction and by replacing the shear bolts at downtimes of 5 Lead minutes and more. There are known cases where more than 200 shear bolt fractures occurred per day are. Replacing the shear bolts is also not without risk, so this work is special Need care.
Es sind auch Überlastkupplungen bekannt (DE-PS 25 21 315), die im eigentlichen Sinn keinen federbelasteten, sondern vielmehr einen hydraulich belasteten Mitnehmer aufweisen. Letzlich können jedoch die Federbelastung und die hydraulische Belastung als gleichwirkende Lösungen bzw. Wege angesehen werden. Die Druckfedern haben gegenüber den hydraulikbelasteten Kolben den Vorteil eaies wesentlich geringeren mechanischen und regeltechnischen Aufwandes. Sie sind damit in der Regel insbesondere für den untertägigen rauhen Bergwerksbetrieb besser geeignet. Die bekannten Überlastkupplungen weisen einseitig verspannbare Mitnehmer auf, so daß e'ine ungünstige Belastung dieser Teile eintritt. Die Verwendung besonderer Werkstoffe, die hohe Anforderungen erfüllen, ist notwendig. Darüber hinaus kann es beim Lösen zu Schlägen kommen, was für den Gesamtaufbau der Überlastkupplung bzw. der nachgeordneten Teile nachteilig ist.There are also overload clutches known (DE-PS 25 21 315), which in the real sense are not spring-loaded, but rather have a hydraulically loaded driver. Ultimately, however, the spring load can and the hydraulic load can be viewed as solutions or paths with the same effect. the Compared to hydraulically loaded pistons, compression springs have the advantage of being much less mechanical and control engineering effort. So they are usually rough especially for the underground Mine operation more suitable. The known overload clutches have drivers that can be clamped on one side so that an unfavorable load on these parts occurs. The use of special materials, the high Meeting requirements is necessary. In addition, blows can occur when loosening, which for the Overall structure of the overload clutch or the downstream parts is disadvantageous.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätig wieder1 wirksam werdende Kopplung ohne Scherteile und mit leicht anpaßbarem Solldrehmoment sowie geringem Verschleiß zu schaffen.The invention has for its object to provide an automatically re-1 becomes effective coupling without shearing parts and easily conformable target torque and low wear.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mitnehmer dem mittleren Kupplungsteil zugeordnet sind, daß in dem zweiteiligen, an beiden Segmenten Mitnehmeranschläge aufweisenden, weiteren Kupplungsteil drehbar geführt ist, wobei jeder Mitnehmer zugleich gegen Mitnehmeranschlage des inneren und des äußeren Segmentes verspannbar ist.The object is achieved according to the invention in that the driver is assigned to the central coupling part are that in the two-part, on both segments having driver stops, further coupling part is rotatably guided, each driver at the same time against driver stops of the inner and the outer segment is braced.
Bei einer derartigen Überlastkupplung kann zunächst das übertragbare Solldrehmoment auf einfache Weise durch dis Dimensionierung der Federelemente Im Mitnehmer bestimmt und eingestellt werden. Außerdem wird es zu einer gleichmäßigeren Belastung und damit zu einem gleichmäßigeren Lauf der Einrichtung kommen, da die' einzelnen Mitnehmer an beiden Enden belastet sind. Zugleich sind auf diese Weise Fehler viel leichter zu verhindern, da die einzelnen Mitnehmer gleichmäßig belastet sind und damit einem wesentlich geringeren Verschleiß unterliegen. Vorteilhaft ist vor allem, daß bei einem Überschreiten des Solldrehmomentes ein Eingreifen des Bedienungspersonals nicht notwendig ist. Vielmehr kommt es zu einem selbsttätigen Wiedereinschalten der Kupplung, sobald die Hobelkette bzw. die Förderer entsprechend entlastet ist. Nach einer Ausbildung der Erfindung Ist vorgesehen, daß das mittlere Kupplungsteil der mit dem Gelriebe verbundene Nockenführungskranz und das zweiteilige Kupplungsteil der an den KettensternWith an overload clutch of this type, the transmittable setpoint torque can first be set in a simple manner by dimensioning the spring elements in the driver can be determined and adjusted. It also becomes a more even load and therefore too a more even run of the device, since the 'individual carriers are loaded at both ends are. At the same time, errors are much easier to prevent in this way, since the individual drivers are uniform are loaded and are therefore subject to significantly less wear. It is particularly advantageous that with an intervention of the operating personnel is not necessary if the target torque is exceeded. Much more the clutch is automatically switched on again as soon as the plow chain or conveyor is relieved accordingly. According to one embodiment of the invention it is provided that the middle coupling part the cam guide ring connected to the gel drive and the two-part coupling part of the chain star
gekoppelte Abtrieb ist. Zweckmäßigerweise sind die Mitnehmeranschläge beider Segmente von einer korrespondierenden Kurvenführung gebildet. Eine solche Ausbildung verbessert die schonende Behandlung der Mitnehmer in der Überlastkupplung.coupled output is. The driver stops are expedient both segments formed by a corresponding curve guide. Such training improves the gentle handling of the drivers in the overload clutch.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anlagenteile der Mitnehmer von federbelasteten, geführten Wälzlagern gebildet sind. Derartige Einrichtungen können in vorteilhafterweise im Nockenführungskranz untergebracht und über Federelemente gegen das äußere bzw. innere Segment gedrückt werden, wobei durch die Ausbildung des Wälzlagers eine ausreichende Übertragung der notwendigen Reibungskräfte gewährleistet ist.According to a further embodiment of the invention it is provided that the system parts of the driver of spring-loaded, guided rolling bearings are formed. Such devices can advantageously in the cam guide ring housed and pressed against the outer or inner segment via spring elements, whereby the design of the roller bearing ensures sufficient transmission of the necessary frictional forces is guaranteed.
Eine zweckmäßige Anordnung und Unterbringung der Wälzlager ist erfindungsgemäß gegeben, indem die Wälzlager in ineinanderverschiebbaren Rohrhülsen gelagert sind, wobei die innere Rohrhülse die Feder aufnimmt. Die Feder stützt sich dabei einmal auf den Boden der inneren RohrhQlse und andererseits auf den Boden der äußeren Rohrhülse ab und drückt diese ineinanderverschiebbaren Teile somit auseinander bzw. versucht, diese auseinander zu schieben. Durch die Dimensionirung der Feder kann ohne weiteres gewährleistet werden, daß die Wälzlager jeweils mit dem notwendigen Druck gegen die Wände bzw. Kurven der Segmente gedrückt werden.An expedient arrangement and accommodation of the roller bearings is given according to the invention by the roller bearings are mounted in telescoping tubular sleeves, the inner tubular sleeve receiving the spring. The spring is supported on the one hand on the bottom of the inner tube sleeve and on the other hand on the bottom of the outer tubular sleeve and thus pushes these telescoping parts apart or tries to remove them to slide apart. By dimensioning the Spring can easily be guaranteed that the roller bearings each with the necessary pressure against the Walls or curves of the segments are pressed.
Das Abrollen der Wälzlager bzw. deren Festhalten an bestimmten Punkten wird erfindungsgemäß dadurch vereinfacht, daß die Kurven beim inneren Segment gleichmäßig sinusförmig und die Kurven beim äußeren Segment in doppelter Anzahl und mit im Wechsel sich ändernden Radien ausgebildet sind. Damit sind Scheitelpunkte der Kurven geschaffen, die bei Vorgabe entsprechender Federkräfte das Festhalten der Wälzlager an diesen Punkten bis zum Erreichen vorgegebener Drehmomente gewährleistet.The rolling of the roller bearings or their retention at certain points is simplified according to the invention, that the curves in the inner segment are uniformly sinusoidal and the curves in the outer segment are designed in double number and with alternately changing radii. With that there are vertices of the curves created, the holding of the roller bearings on these when appropriate spring forces are specified Points guaranteed until the specified torques are reached.
Hierzu ist weiter vorgesehen, daß der äußere Kurvenscheitelpunkt und der innere Kurvenscheitelpunkt und die Scheitelpunkte beim Übergang der Kurve des Süßeren Segmentes einander gegenüberliegend ausgebildet sind.For this purpose it is further provided that the outer curve apex and the inner curve apex and the vertices at the transition of the curve of the sweeter Segment are formed opposite one another.
Um ein Moment in beiden Drehrichtungen übertragen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das äußere Segment gegenüber dem inneren Segment schwenkbar ausgebildet ist. Durch Verschwenken des äußeren Segmentes um einen bestimmten Betrag, wobei dieser sich Ir;! wesentlichen nach der Anzahl der eingesetzten Mitnehmer richtet, kann die Wirkung der Mitnehmer auch für die umgekehrte Drehrichtung erreicht werden.In order to be able to transmit a moment in both directions of rotation, the invention provides that the outer segment is designed to be pivotable with respect to the inner segment. By swiveling the outer segment by a certain amount, this being Ir ;! essentially according to the number of deployed The driver aligns, the effect of the driver can also be achieved for the reverse direction of rotation will.
Der technische Fortschrit: der vorliegenden Erfindung ist Insbesondere darin zu sehen, daß bei einer sicheren Fahrwelse eifia vorteilhafte Variabilität des Systems gegeben ist. Durch die zweiseitige Wirksamkeit der Mitnehmer, Ihrer Ausbildung mit Wälzlagern und die als Kurven ausgebildeten Mitnehmeranschläge ist eine Anpassung an unterschiedliche Solldrehmomentwerte ohne großen Aufwand möglich. Der Aufbau ist dabei so gewählt, daß diese Umstellung bzw. Anpassung des Solldrehmomentes nicht ohne möglich, sondern vielmehr nur mit entsprechenden Umbauarbeiten zu erreichen 1st. Dadurch Ist eine zusätzliche Sicherheit gegen unbefugtes und falsches Ändern des übertragenen bzw. zu übertragenden Drehmomentes geschaffen.The technical progress: the present invention It can be seen in particular that with a safe Fahrwelse eifia advantageous variability of the system is given is. Due to the two-sided effectiveness of the drivers, their training with roller bearings and those as curves trained driver stops is an adaptation to different target torque values without great effort possible. The structure is chosen so that this conversion or adaptation of the target torque not possible without it, but rather can only be achieved with appropriate renovation work. This provides additional security against unauthorized and incorrect changes to the transmitted or to be transmitted Torque created.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer einzigen Figur näher erläutert.The invention is based on a single Figure explained in more detail.
Die Figur zeigt einen Anschnitt aus einer Überlastschutzkupplung, wobei die Überlastelemente 1 dem Nokkenführungskranz 3 zugeordnet sind, der zwischen dem aus dem inneren Segment und dem äußeren Segment S -, bestehenden Abtrieb 4 drehbar angeordnet ist.The figure shows a section of an overload protection clutch, wherein the overload elements 1 are assigned to the cam guide ring 3 between the from the inner segment and the outer segment S -, existing output 4 is rotatably arranged.
Das als federbeiastete Mitnehmer 8 ausgebildete Überlastelement 1 wird gegen das innere Segment 5 bzw. das äußere Segment 6 gepreßt, um so die Übertragung eines vorbestimmten Drehmomentes, d. h. das Mitnehmen des in Abtriebes 4 zu erreichen. Das übertragbare Drehmoment wird dabei sowohl durch die Dimensionierung der Federn 18 im Mitnehmer 8 als auch durch die Kurvengeometrie vorgegeben. Auf dem äußeren Segement 6 sind Kurven 9, 10 mit unterschiedlichen Radien im jeweiligen r» Wechsel ausgebildet, während auf dem inneren Segment 5 annähernd sinusförmige Kurven 11 ausgebildet sind.The overload element 1, designed as a spring-loaded driver 8, is pressed against the inner segment 5 or the outer segment 6 pressed so as to transmit a predetermined torque, d. H. taking the to achieve in output 4. The transmittable torque is determined by both the dimensioning of the Springs 18 in the driver 8 as well as predetermined by the curve geometry. On the outer segment 6 are Curves 9, 10 formed with different radii in the respective r »change, while on the inner segment 5 approximately sinusoidal curves 11 are formed.
Durch Anordnung mehrerer Mitnehmer 8, 12, 13, 26, 27 verteilt im Nockenführungskranz ? ist eine gleichmäßige Übertragung des Drehmomentes sichergestellt. Die Mitnehmer 8,12,13, 26, 27 weisen endseitig Wälzlager 14, 15 auf, die an bzw. in Pnhrhülsen 16, 17 gehalten und gelagert sind. Die RohriiMlsen 16, 17 sind ineinander verschiebbar ausgebildet, wobei die Federn 18 innerhalb der inneren Rohrhülse 17 angeordnet sind. Die Federn 18 stützen sich einmal auf dem Boden der inneren Rohrhülse 17 und zum anderen auf dem Boden der äußeren Rohrhülse 16 ab und drücken somit die Wälzlager 14, 15 gegen das innere Segment 5 bzw. das äußere Segment 6.By arranging several drivers 8, 12, 13, 26, 27 distributed in the cam guide ring? is a uniform Transmission of the torque ensured. The drivers 8, 12, 13, 26, 27 have roller bearings at their ends 14, 15, which are held and stored on or in pipe sleeves 16, 17. The RohriiMlsen 16, 17 are designed to be displaceable within one another, the springs 18 being arranged within the inner tubular sleeve 17. the Springs 18 are supported on the one hand on the bottom of the inner tubular sleeve 17 and on the other hand on the bottom of the outer tubular sleeve 16 and thus press the roller bearings 14, 15 against the inner segment 5 or the outer Segment 6.
x> Bei Einleitung eines Drehmoments in den Nockenführungskranz 3 wird das Drehmoment auf das innere Segment 5 übertragen. Der Mitnehmer 8, 12, O, 26, 27 bzw. das Wälzlager 15 ruht dabei im inneren Kurvenscheitelpunkt 20 bzw. das Wälzlager 14 stützt sich am Scheitelpunkt 24 ab. Wird das maximal zulässige Drehmoment bei der Drehrichtung 25 überschritten, so läuft der Mitnehmer 8, 12, 13, 26 und 27 über den Kurvenscheitelpunkt 21 bzw. den Scheitelpunkt 23, so daß er durch den Kurvenverlauf am äußeren Segment 6 dann entlastet wird. Die Anzahl der Mitnehmer 8, 12, 13, 26 und 27 die Kurvengeometrie können hinsichtlich der technischen AnfoHerungen variiert werden. x> When a torque is introduced into the cam guide ring 3, the torque is transmitted to the inner segment 5. The driver 8, 12, O, 26, 27 or the roller bearing 15 rests in the inner curve apex 20 or the roller bearing 14 is supported on the apex 24. If the maximum permissible torque is exceeded in the direction of rotation 25, the driver 8, 12, 13, 26 and 27 runs over the curve apex 21 or the apex 23, so that it is then relieved by the curve at the outer segment 6. The number of drivers 8, 12, 13, 26 and 27 and the curve geometry can be varied with regard to the technical requirements.
1 Überlastelement
3 Nockenumlaufkranz1 overload element
3 cam ring
4 Abtrieb4 output
5 Segment innen5 segment inside
6 Segment außen
8 Mitnehmer6 segment outside
8 drivers
5" 9 Kurve außen groß5 "9 curve outside large
10 Kurve außen klein10 outside curve small
11 Kurve innen11 inside curve
12 Mitnehmer12 drivers
13 Mitnehmer
14 Waizrager13 carriers
14 Waizrager
15 Wälzlager15 rolling bearings
16 Rohrhülse16 tubular sleeve
17 Rohrhülse17 tubular sleeve
18 Feder18 spring
20 Kurvenscheltelprnkt innen
21 Kurvenscheitelpunkt außen20 bends inside
21 Curve vertex outside
23 Scheltelpunkt23 Cold Point
24 Scheltelpunkt24 scold point
25 Drehrichtung
26 Mitnehmer25 direction of rotation
26 carriers
27 Mitnehmer27 carriers
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(zu 9, 10)(to 9, 10)
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