DE3535735C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine geradlinig verlaufende, zusammenschiebbare und im zusammengeschobenen Zustand schubfähige Kette, insbesondere für Förder- und Gewinnungseinrichtungen im Grubenbetrieb unter Tage, deren Kettenglieder bei Zugbetrieb eine Teilung (t) und bei Schubbetrieb eine um das Einschubmaß (e) kleinere Teilung (t-e) haben, wobei das Einschubmaß (e) größer als das für die Beweglichkeit der Kette erforderliche Gelenkspiel ist und die Kettenglieder an jeweils einem Wirkelement rechte und linke, spiegelbildlich zu einer Symmetrieebene angeordnete Wirkflächen aufweisen, an denen die Zähne eines drehend angetriebenen Kettenrades angreifen, dessen Zähnezahl (z) mindestens zehn beträgt und bei dem alle Zähne die gleiche Teilung (t) haben und jeweils an einer rechten und linken Zahnflanke spiegelbildlich in bezug auf eine radiale, durch die Drehachse des Kettenrades verlaufende Symmetrieebene ausgebildet sind.

Derartige Antriebe kennt man z. B. bei Kettenkratzerförderern mit Zwischenantrieben (DE-PS 29 26 798), bei Schleppkettenförderern mit Zwischenantrieben (DE-OS 31 23 218) und Mobilförderern mit Zwischenantrieben (DE-PS 32 41 129).

Eine gewisse Beweglichkeit der zu einer Kette verbundenen Kettenglieder ist bei Kettenförderern grundsätzlich notwendig, damit die Kette in ausreichendem Umfange kurvengängig ist und nach allen Seiten hin an Unregelmäßigkeiten im Verlauf der Förder- oder Gewinnungsstraße angepaßt werden kann. Bei Kettenförderern mit im Längenbereich der gestreckten Kette angeordneten Zwischenantrieben gemäß DE-PS 29 26 798 ist die Zusammenschiebbarkeit der Kette außerdem erforderlich, um die sich aus der Kettendehnung ergebenden Probleme ablaufseitig von den Zwischenantrieben beherrschen zu können. Die durch die Längung des von dem Zwischenantrieb gezogenen Kettentrums auftretende Hängkette kann nämlich problemlos im zusammengeschobenen Zustand in das vom Zwischenantrieb ablaufende Kettentrum eingeschoben werden.

Bei der konstruktiven Auslegung von Kettenförderern gemäß DE-PS 29 26 798 macht es jedoch Schwierigkeiten, das Einschubmaß (e) richtig zu bestimmen. Um Hängketten am Ablauf des Zwischenantriebes des geschobenen Kettenabschnitts nicht zu lang werden zu lassen, muß das Einschubmaß (e) zwischen den aufeinander folgenden Kettengliedern groß sein. Dies wäre auch vorteilhaft im Hinblick auf enge Kurvenradien, die von dem Förderer gegebenenfalls durchfahren werden müssen.

Wenn das Einschubmaß (e) jedoch zu groß wird, besteht die Gefahr, daß die Zähne des Kettenrades auf die Eingriffselemente der Kettenglieder auflaufen und beschädigt werden, wenn die Kettenglieder beispielsweise im zusammengeschobenen Zustand in das Kettenrad einlaufen. Die Eingriffssicherheit des Kettenrades bei zusammengeschobener Kette erfordert also ein möglichst kleines Einschubmaß (e). Dies wiederum würde aber die Kurvengängigkeit der Kette beeinträchtigen. Grundsätzlich ist dabei außerdem zu beachten, daß bei den erforderlichen Anpassungsmaßnahmen an die beiden Teilungen im ausgezogenen und zusammengeschobenen Zustand der Kette die stetige Kraftübertragung zwischen Kettenrad und Kette bei ausgezogener Kette nicht verlorengehen darf.

Aus der DE-OS 27 35 792 ist ein Antrieb für eine Rundgliederkette bekannt, bei dem die Kette im Antriebsbereich jedoch nicht geradlinig verläuft, sondern mit einem Umschlingungswinkel von 180° um ein Kettenrad herumgeführt ist. Dieses Kettenrad weist für die jeweils horizontal liegenden Kettenglieder Kettentaschen auf, die jeweils von vier benachbarten Zähnen umgrenzt sind. Diese Kettentaschen sind im Taschengrund jeweils bis zur Hälfte der Höhe des darin eingebetteten Kettengliedes der Form des Kettengliedes angepaßt. Die Zahnflanken oberhalb des Taschengrundes weisen schräg zur Kettenlaufrichtung und nach oben konisch angestellte Flächen auf, die dazu dienen, das Kettenglied beim Auftreten von Toleranzabweichungen in den Taschengrund zu führen, ohne daß sie an den Ecken und Kanten der Zähne anstoßen. Da bei diesem vorbekannten Antrieb die Kette jedoch nicht gezielt zusammenschiebbar und dementsprechend auch nicht im zusammengeschobenen Zustand schubfähig ist und darüberhinaus im Antriebsbereich auch nicht geradlinig verläuft, sondern das Kettenrad mit großem Umschlingungswinkel umschlingt, stellen sich bei diesem Antrieb grundsätzlich andere Probleme, als bei einem Antrieb der eingangs diskutierten Gattung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Antrieb der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei allen möglichen Verschiebestellungen der Kettenglieder zueinander ein sicherer und stoßfreier Eingriff des Kettenrades gewährleistet ist, ohne daß bei ausgezogener Kette die stetige Kraftübertragung von dem Kettenrad auf die Kette beeinträchtigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Antrieb der eingangs genannten Art vor, daß das Einschubmaß (e) kleiner ist als

daß für den stoßfreien Zahneingriff jeweils die oberen Hälften der Zahnflanken und/oder der Wirkflächen der Wirkelemente so weit zur jeweiligen Symmetrieebene hin zurückgezogen sind, daß bei ausgezogener Kette und beginnendem Zahneingriff (vgl. Fig. 2 und 4) zwischen jeder Wirkfläche und der zugehörigen Zahnflanke das Spiel gleich dem Einschubmaß (e) ist, und daß für die stetige Kraftübertragung jeweils die unteren Hälften der Zahnflanken und die Wirkflächen der Wirkelemente eine Form haben, die einen stetigen Eingriffskontakt mit der ausgezogenen Kette vermittelt.

Beim Antrieb gemäß der Erfindung ist aufgrund der besonderen geometrischen Verhältnisse sichergestellt, daß bei allen möglichen Stellungen der Kettenglieder zueinander ein stoßfreier Einlauf zunächst zwischen den zurückgebogenen oberen Hälften der Wirkflächen bzw. Zahnflanken stattfindet und daß anschließend beim Weiterdrehen des Kettenrades die Kontaktstelle stoßfrei zu den unteren Hälften der Wirkflächen bzw. Zahnflanken verlagert wird, deren Form unverändert der geometrisch vorgegebenen Form für den stetigen Eingriffskontakt bei der vorgegebenen Grundteilung (t) entspricht. Eine stetige Kraftübertragung kann nur erzielt werden, wenn sichergestellt ist, daß bei ausgezogener Kette ständig mindestens ein Eingriffskontakt zwischen den unteren Hälften der Wirkflächen und Zahnflanken vorhanden ist. Um dies sicherzustellen, schreibt die Erfindung eine bestimmte Mindest-Zähnezahl (z) des Kettenrades und eine bestimmte Begrenzung des Einschubmaßes (e) in Abhängigkeit von der Zähnezahl (z) des Kettenrades vor. Nur wenn diese Bemessungsregeln beachtet werden, ist bei allen Betriebszuständen des Antriebes sowohl ein stoßfreier Eingriff in die Kette als auch eine stetige Kraftübertragung in die ausgezogene Kette gewährleistet.

Beim Antrieb gemäß der Erfindung ist das Einschubmaß (e) weitgehend von der Zähnezahl (z) des Kettenrades abhängig. Bei gegebenem Durchmesser des Kettenrades muß also dessen Teilung möglichst klein sein, wenn man ein großes Einschubmaß (e) benötigt. Um eine möglichst kleine Teilung bei einfacher Bauweise und guter Kurvengängigkeit der Kette zu ermöglichen, soll jedes Kettenglied einen sich quer zur Längsrichtung der Kette erstreckenden Bolzen als Wirkelement aufweisen. Diese Ausbildung der Kette ermöglicht eine besondere enge Anordnung der Eingriffselemente an der Kette und führt somit zu einer kleinen Teilung (t).

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kette für einen Antrieb gemäß der Erfindung;

Fig. 2 schematisch in Seitenansicht den Eingriff des Kettenrades in die Eingriffselemente der in Fig. 1 dargestellten Kette;

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Kette;

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 den Eingriff des Kettenrades in die Eingriffselemente der in Fig. 3 dargestellten Kette;

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 den Eingriff eines Kettenrades in eine Kette mit andersartig geformten Eingriffselementen.

In Fig. 1 sind die zu einer Kette verbundenen Kettenglieder in ihrer Gesamtheit jeweils mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Kettenglieder 1 weisen jeweils einen Mittelteil 2 mit einer Öffnung 3 auf, in die zwei Rundkettenglieder 4 eingreifen, die zur Verbindung der benachbarten Kettenglieder 1 dienen. Beiderseits des Mittelteiles 2 befinden sich Eingriffselemente 5, die jeweils mit abgerundeten, spiegelbildlich symmetrischen Wirkflächen 5 a und 5 b (siehe Fig. 2) versehen sind. An die Eingriffselemente 5 schließen sich nach beiden Seiten hin Führungsansätze 6 an, die zur Führung der Kette in einer nicht näher dargestellten Führung dienen. Die Führungsansätze 6 sind nach außen hin abgerundet ausgebildet und vorne und hinten mit Anschlagflächen 7 versehen, mit denen sich die aufeinanderfolgenden Kettenglieder 1 aneinander abstützen, wenn die Kette geschoben wird oder eine enge Kurve durchläuft. Die Anschlagflächen 7 ihrerseits und die die Kettenglieder 1 verbindenden Rundkettenglieder 2 andererseits begrenzen das Einschubmaß (e), um welches die Kettenglieder 1 in Längsrichtung der Kette gegeneinander verschiebbar sind. Dieses Einschubmaß (e) ist erheblich größer, als das für die Gelenkigkeit der Kette erforderliche Spiel. Der Abstand zwischen den Wirkflächen 5 a und 5 b benachbarter Kettenglieder 1 entspricht bei ausgezogener Kette der Grundteilung (t) der Kette.

In Fig. 2 ist ausschnittsweise das in die Eingriffselemente 5 der Kette eingreifende Kettenrad 8 dargestellt, welches mit einem nicht dargestellten Drehantrieb verbunden ist. Das Kettenrad 8 ist mit Zähnen 9 versehen, die jeweils zwei spiegelbildlich symmetrische Zahnflanken 9 a und 9 b aufweisen.

Um auch bei zusammengeschobenen Eingriffselementen 5 einwandfreie Eingriffsverhältnisse zu haben, steht gemäß der Erfindung das Einschubmaß (e) in einer bestimmten Abhängigkeit von der Teilung (t) und der Zähnezahl (z) des Kettenrades 8. Damit die Eingriffselemente 5 auch bei zusammengeschobener Kette einwandfrei in das Kettenrad 8 einlaufen, ohne auf dessen Zähne 9 aufzulaufen, müssen einerseits das Einschubmaß (e) in bestimmter Weise begrenzt und andererseits die Form der Wirkflächen 5 a und 5 b der Eingriffselemente 5 bzw. der Zahnflanken 9 a und 9 b der Zähne 9 in gewisser Weise verändert werden. Und zwar darf das Einschubmaß (e) nicht größer sein als 30% des Quotienten aus der Teilung (t) und der Zähnezahl (z) des Kettenrades 8 multipliziert mit der um neun verminderten Zähnezahl des Kettenrades 8. Das Einschubmaß (e) ist also zu berechnen nach der Formel:

In dieser Formel bedeuten:
e = Einschubmaß
t = Teilung der Zähne von Kettenrad und Kette (in ausgezogenem Zustand)
z = Zähnezahl des Kettenrades 8.

Bei einer Zähnezahl von z = 13 mit einer Teilung von t = 100 mm ergibt sich nach dieser Formel beispielsweise ein Einschubmaß (e) = 9,32 mm.

Weiterhin ist nach der Lehre der Erfindung die Form der Zahnflanken 9 a und 9 b der Zähne 9 des Kettenrades 8 gegenüber der Form für den stetigen Eingriffskontakt derart verändert, daß jeweils die oberen Hälften der Zahnflanken 9 a und 9 b so weit zur Symmetrieebene 9 c hin zurückgebogen sind, daß die Abweichung von der Form für den stetigen Eingriffskontakt im Bereich der oberen Enden der Zahnflanken 9 a und 9 b dem Einschubmaß (e) der Kettenglieder 1 gleich ist. In Fig. 2 ist die Form der Zahnflanken 9 a und 9 b für den stetigen Eingriffkontakt in gestrichelten Linien angedeutet. Diese Form würde bei diesem Ausführungsbeispiel einer Evolventenverzahnung entsprechen. Die veränderte Form der Zahnflanken 9 a und 9 b ist in Fig. 2 demgegenüber in ausgezogenen Linien dargestellt.

Alternativ können natürlich auch die Wirkflächen 5 a und 5 b der Eingriffselemente 5 der Kettenglieder 1 gegenüber der Form für den stetigen Eingriffskontakt derart verändert ausgebildet sein, daß jeweils die oberen Hälften der Wirkflächen 5 a und 5 b so weit zur Symmetrieebene hin zurückgebogen sind, daß die Abweichung von der Form für den stetigen Eingriffskontakt im Bereich der oberen Enden der Wirkflächen 5 a und 5 b dem Einschubmaß (e) der Kettenglieder 1 gleich ist. Diese Alternative wird weiter unten anhand der Fig. 5 erläutert. Schließlich können die Form der Zahnflanken 9 a und 9 b der Zähne 9 des Kettenrades 8 und gleichzeitig die Form der Wirkflächen 5 a und 5 b der Eingriffselemente 5 der Kettenglieder 1 gegenüber der Form für den stetigen Eingriffskontakt derart verändert sein, daß jeweils die oberen Hälften der Zahnflanken 9 a und 9 b sowie der Wirkflächen 5 a und 5 b so weit zur jeweiligen Symmetrieebene zurückgebogen sind, daß die Summe der Abweichungen von der Form für den stetigen Eingriffskontakt im Bereich der oberen Enden der Zahnflanken 9 a, 9 b bzw. Wirkflächen 5 a, 5 b dem Einschubmaß (e) der Kettenglieder 1 gleich ist. Diese Variante, die eine Kombination der beiden zuvor angegebenen Ausführungsformen ist, ist in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt.

Die Wirkungsweise des Antriebes gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es sei angenommen, daß das Antriebsrad 8 sich nach rechts dreht und daß die Zähne 9 des Kettenrades 8 aufeinanderfolgend in die Lücken zwischen den Eingriffselementen 5 der Kettenglieder 1 eingreifen, wobei die Kette in Fig. 2 von links nach rechts bewegt wird. Wenn die Eingriffselemente 5 der Kettenglieder 1 den normalen Abstand der Grundteilung (t) haben, kommen die Wirkflächen 5 a und 5 b mit ihren unteren Bereichen nur mit den unteren Hälften der Zahnflanken 9 a und 9 b der Zähne 9 des Antriebsrades in Berührung, die die normale Form für den stetigen Eingriffskontakt haben.

Sind demgegenüber die Eingriffselemente 5 in Längsrichtung der Kette gegeneinander zusammengeschoben, wie dies beispielsweise bei dem linken Eingriffselement 5 in Fig. 2 in gestrichelten Linien angedeutet ist, so kommt die Wirkfläche 5 b zunächst mit dem veränderten oberen Abschnitt der Zahnflanken 9 a des linken Zahnes 9 in Berührung, ohne an diesem anzustoßen. Beim weiteren Eindringen der Eingriffselemente 5 in den Zwischenraum zwischen die Zähne 9 gleitet die Wirkfläche 5 b entlang der Zahnflanken 9 a nach unten bis in deren nicht veränderten Bereich, wo die für den stetigen Eingriffskontakt erforderlichen Teilungsverhältnisse wieder hergestellt sind. Dieser Zustand ist an den beiden rechten Eingriffselementen 5 in Fig. 2 zu erkennen.

Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich ist, ist ein solcher glatter Einlauf von verschobenen Eingriffselementen 5 in die Zähne 9 des Kettenrades 8 nur dann möglich, wenn das Einschubmaß (e) nicht überschritten ist. Dieses Einschubmaß (e) seinerseits ist wiederum durch die oben angegebene Formel begrenzt.

Beim in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zu einer Kette zusammengefügten Kettenglieder jeweils mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Die Kettenglieder 11 bestehen jeweils aus einem quer zur Längsrichtung verlaufenden Bolzen 12, an dessen Längsseite einander gegenüberliegend Verbindungselemente in Form von ringförmigen Ösen 13 und 14 befestigt sind. Die Erstreckungsebenen der Ösen 13 verlaufen in der Ebene der Zeichnung. Die Erstreckungsebenen der Ösen 14 verlaufen dagegen senkrecht zur Ebene der Zeichnung, so daß die Ösen 13 und 14 in Art einer Rundgliederkette ineinandergreifen. Die Ösen 14 und 15 überlassen den Kettengliedern 11 ein begrenztes Spiel gegeneinander, welches erheblich größer ist, als das für die Gelenkigkeit der Kette erforderliche Spiel. Aufgrund dieses Spiels können die Kettenglieder 11 und das Einschubmaß (e) zusammengeschoben werden.

Die beiderseitigen Endabschnitte der Bolzen 12 sind als Eingriffselemente 15 für das in Fig. 4 gezeigte Kettenrad 18 ausgebildet. Die Eingriffselemente 15 sind mit symmetrisch angeordneten Wirkflächen 15 a und 15 b versehen (siehe Fig. 4).

Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist bei einigen der Kettenglieder 11 der Bolzen 12 mit Kratzeisen 16 oder sonstigen Förderelementen verbunden.

In Fig. 4 ist ausschnittsweise ein Kettenrad 18 dargestellt, welches mit Zähnen 19 in die Eingriffselemente 15 der in Fig. 3 dargestellten Kette aus Kettengliedern 11 eingreift. Dabei weisen die Zähne 19 des Kettenrades 18 Zahnflanken 19 a und 19 b auf, deren obere Hälften in gleicher Weise zur jeweiligen Symmetrieebene 19 c des Zahnes 19 hin zurückgezogen sind, wie oben anhand der Fig. 2 erläutert ist.

Die aus den Fig. 3 und 4 hervorgehende Kette hat den besonderen Vorteil einer verhältnismäßig kleinen Teilung (t), so daß sich an dem Kettenrad 18 eine verhältnismäßig große Zähnezahl (z) ergibt.

Die Fig. 5 zeigt in ähnlicher Darstellung wie die Fig. 2 und 4 die Eingriffsverhältnisse an einem Antrieb gemäß der Erfindung, wobei hier allerdings die Wirkflächen der Eingriffselemente der Kette und nicht der Zahnflanken der Zähne des Kettenrades korrigiert sind. In Fig. 5 sind die Eingriffselemente der Kettenglieder mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet. Die Eingriffselemente 25 haben Wirkflächen 25 a und 25 b, die im unteren Bereich die Form einer Trapezverzahnung haben und deren obere Hälften zur Symmetrieebene 25 c hin derart zurückgebogen sind, daß sich am oberen Ende das nach der oben angegebenen Formel errechnete höchstzulässige Einschubmaß (e) ergibt. In die Eingriffselemente 25 der nicht dargestellten Kette greift das Kettenrad 28 mit Zähnen 29 ein, deren Zahnflanken 29 a und 29 b die für den stetigen Eingriffskontakt erforderliche Evolventenform haben. Auch bei dieser Ausführungsform können die Eingriffselemente 25 in horizontaler Richtung um das Einschubmaß (e) zusammengeschoben werden, ohne daß die Eingriffssicherheit beeinträchtigt wird.

Claims (2)

1. Antrieb für eine geradlinig verlaufende, zusammenschiebbare und im zusammengeschobenen Zustand schubfähige Kette, insbesondere für Förder- und Gewinnungseinrichtungen im Grubenbetrieb unter Tage, deren Kettenglieder (1, 11) bei Zugbetrieb eine Teilung (t) und bei Schubbetrieb eine um das Einschubmaß (e) kleinere Teilung (t-e) haben, wobei das Einschubmaß (e) größer als das für die Beweglichkeit der Kette erforderliche Gelenkspiel ist und die Kettenglieder (1, 11) an jeweils einem Wirkelement (5; 15; 25) rechts und links spiegelbildlich zu einer Symmetrieebene angeordnete Wirkflächen (5 a, 5 b; 15 a, 15 b; 25 a, 25 b) aufweisen, an denen die Zähne (9; 19; 29) eines drehend angetriebenen Kettenrades (8; 18; 28) angreifen, dessen Zähnezahl (z) mindestens zehn beträgt und bei dem alle Zähne (9; 19; 29) die gleiche Teilung (t) haben und jeweils an einer rechten und linken Zahnflanke (9 a, 9 b; 19 a, 19 b; 29 a, 29 b) spiegelbildlich in Bezug auf eine radiale, durch die Drehachse des Kettenrades verlaufende Symmetrieebene ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschubmaß (e) kleiner ist als daß für den stoßfreien Zahneingriff jeweils die oberen Hälften der Zahnflanken (9 a, 9 b; 19 a, 19 b; 29 a, 29 b) und/oder der Wirkflächen (5 a, 5 b; 15 a, 15 b; 25 a, 25 b) der Wirkelemente (5; 15; 25) so weit zur jeweiligen Symmetrieebene zurückgebogen sind, daß bei ausgezogener Kette (1, 11) und beginnendem Zahneingriff (vgl. Fig. 2 und 4) zwischen jeder Wirkfläche (5 a, 5 b; 15 a, 15 b; 25 a, 25 b) und den zugehörigen Zahnflanken (9 a, 9 b; 19 a, 19 b; 29 a, 29 b) das Spiel gleich dem Einschubmaß (e) ist und daß für die stetige Kraftübertragung jeweils die unteren Hälften der Zahnflanken (9 a, 9 b; 19 a, 19 b; 29 a, 29 b) und die Wirkflächen (5 a, 5 b; 15 a, 15 b; 25 a, 25 b) der Wirkelemente (5; 15; 25) eine Form haben, die einen stetigen Eingriffskontakt mit der ausgezogenen Kette (1, 11) vermittelt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kettenglied (11) einen sich quer zur Längsrichtung der Ketten erstreckenden Bolzen (15) als Wirkelement aufweist.