DE3705254A1 - Zusatzwalze fuer einen walzenlader - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenlader, dessen Antriebsmotor zumindest mit einer Schneidwalze und mit einer über dem Strebfördermittel liegenden, zur Zerkleinerung des abgehenden Haufwerks dienenden Zusatzwalze getrieblich verbunden ist.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 72 30 421 ist eine Schrämmaschine für den Untertagebergbau bekanntgeworden, die sich mit ihrem Portalschlitten auf dem Strebfördermittel abstützt. Sie löst das Flöz in beiden Fahrtrichtungen mittels seitlich in den Abbaustoß vorspringender Schneidwalzen und ist mit einer über dem Strebfördermittel vor der Eintrittsöffnung ihres Portalrahmens befindlichen Brechwalze ausgestattet. Diese befindet sich auf der Stirnseite des Maschinenkörpers, läuft um eine horizontale Achse um und wird mit den Schneidwalzen gemeinsam vom Antriebsmotor des Walzenladers angetrieben. Ein auf der versatzseitigen Wand des Maschinenkörpers befestigtes Untersetzungsgetriebe umschließt die Getriebeelemente, die die Brechwalzenwelle mit dem Antriebsmotor des Walzenladers getrieblich verbinden. Als Überlastsicherung dient ein Scherbolzen, der die getriebliche Verbindung zwischen Brechwalzenwelle und Untersetzungsgetriebe herstellt und die der Brechwalze zugehende Antriebsleistung des antreibenden Motors begrenzt.

Weiterhin gehören, wie die DE-OS 19 56 847 zeigt, auch bereits Walzenschrämmaschinen zum vorbekannten Stand der Technik, deren Brechwalze ohne Zwischenschaltung einer Überlastkupplung mit dem die Schrämwalzen antreibenden Motor getrieblich verbunden ist.

Über dem Strebfördermittel umlaufende, zur Zerkleinerung des Fördergutes dienende Zusatzwalzen werden während der Gewinnungsfahrt eines Walzenladers nur kurzzeitig hoch belastet. Solche Lastspitzen treten stets auf, wenn größere Kohlelagen plötzlich hereinbrechen, ins Fördermittel stürzen und von den Mitnehmern des Strebfördermittels erfaßt und gegen die Zusatzwalze gedrückt werden, wo sie sich stauen. Die so verursachten Lastspitzen nehmen vor allem bei härterer und zäher Kohle Werte an, die ein nur die Zusatzwalze antreibender, separater Antriebsmotor wegen seiner maximal 100 kW betragenden Antriebsleistung nicht bewältigen kann. Aber auch der erheblich stärkere Antriebsmotor des Walzenladers wäre, wenn er neben der Schneidwalze auch die Zusatzwalze mit anzutreiben hätte, in dieser Situation überfordert und würde wahrscheinlich bis zum Stillstand abgebremst. Eine entsprechend dimensionierte Überlastkupplung, die in der Lage wäre nur eine der Nennleistung des Antriebsmotors der Schneidwalze entsprechende Leistung auf die Zusatzwalze zu übertragen, könnte hier zwar Abhilfe schaffen. Sie ist aber teuer und benötigt wegen ihrer nicht unerheblichen Abmessungen einen bei Walzenladern nicht verfügbaren Bauraum. Daher ist sowohl die Verwendung einer Überlastkupplung als auch eine ohne Überlastkupplung arbeitende starre getriebliche Verbindung zwischen der Zusatzwalze und dem Antriebsmotor der Schneidwalzen des Walzenladers in derartigen Situationen unbefriedigend.

Ziel der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und bei Walzenladern der eingangs erläuterten Bauart der Zusatzwalze eine bis zur Nennleistung des Antriebsmotors der Schneidwalze reichende Antriebsleistung ohne Verwendung einer Überlastkupplung zur Verfügung zu stellen, um Belastungspitzen zu bewältigen und einen Motorstillstand zu vermeiden.

Gelöst wird dieses Problem, indem man die Drehzahl und die Abmessungen der Zusatzwalze, aber auch die radiale Erstreckung ihner Zerkleinerungswerkzeuge und deren Anzahl sowie die Größe der zur Walzenumlaufrichtung rechtwinkligen Projektion der Brustfläche der Zerkleinerungswerkzeuge und deren Verteilung auf der Zusatzwalze derart wählt, daß das Produkt aus Walzendrehzahl und des auf das zu zerkleinernde Mineral bezogenen größten zu erwartenden Reaktionsmomentes die Nennleistung des Antriebsmotors nicht überschreitet. Legt man die Drehzahl und die Abmessungen der Zusatzwalze unter diesem Gesichtspunkt fest und bemißt ihre Zerkleinerungswerkzeuge und deren Anzahl entsprechend, so ist es praktisch ausgeschlossen, daß die Zusatzwalze durch grobstückige Haufwerksbrocken bis zum Motorstillstand blockiert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß nicht allein die Abmessungen der Walze und der Werkzeuge die Leistungsaufnahme der Zusatzwalze begrenzen, sondern daß auch die Regelung des Walzenladers, die mit wachsender Last des Antriebsmotors die Vorschubgeschwindigkeit der Maschine stetig reduziert, zur Lösung des Erfindungsproblems mit beiträgt. Sie verringern die Vorschubgeschwindigkeit eines Walzenladers bis zum Stillstand, wenn der Ankerstrom des Antriebsmotors, der Schneidwalze und Zusatzwalze antreibt, wesentlich über seinen Sollwert hinausgeht. Selbst im Extremfall - wenn die Regelung den Maschinenvorschub bis zum Stillstand reduziert hat - steht daher der Zusatzwalze wegen der dann leer umlaufenden Schneidwalze ein der Nennleistung des Motors entsprechender Leistungsanteil zur Verfügung, der erheblich größer ist als die Antriebsleistung eines separaten, die Zusatzwalze allein antreibenden Motors. Eine teuere Überlastkupplung, wie sie zur Übertragung und Begrenzung der geforderten Antriebsleistung erforderlich wäre, läßt sich auf diese Weise einsparen, ohne den Betriebsablauf bei der Gewinnungsfahrt eines Walzenladers zu beeinträchtigen.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Zusatzwalze mit auswechselbar angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen besetzbar sein. Sie läßt sich dann im Bedarfsfall umrüsten und durch entsprechende Auswahl der Zerkleinerungswerkzeuge den Festigkeitswerten des zu zerkleinernden Minerals anpassen.

Vorteilhaft ist es, wenn der Körper der Zusatzwalze Umfangsausnehmungen aufweist, die die Form eines Kreisabschnittes haben und mit je einem ihrer Breite entsprechenden, sie weitgehend ausfüllenden Zerkleinerungswerkzeug besetzbar sind. Dabei sollte die Brustfläche dieses Werkzeuges radial aus der Umfangsfläche des Walzenkörpers vorstehen und dessen Rückfläche zentrisch, dessen vor der Brustfläche befindlicher Flächenabschnitt jedoch bündig zur Umfangsfläche des Walzenkörpers verlaufen. Eine Zusatzwalze dieser Bauart bietet den Haufwerksbrocken beim Auftreten von Belastungsspitzen - falls das Haufwerk von den Mitnehmern des Strebfördermittels bis gegen die Umfangsfläche der Zusatzwalze gedrückt werden sollte - außerhalb des Zerkleinerungswerkzeuges geringeren Widerstand und behindert die Walzenrotation nur unwesentlich. Daher wird auch in diesen Fällen das der Walzendrehung entgegenwirkende Reaktionsmoment, das vom Haufwerk ausgeht, überwiegend von der Anzahl, der radialen Erstreckung und der Größe und Form der Brustfläche der Zerkleinerungswerkzeuge bestimmt und nimmt durch das gegen die Umfangsfläche der Zusatzwalze gedrückte Haufwerk nur geringfügig zu.

Zweckmäßigerweise greift das Zerkleinerungswerkzeug mit einem kreisförmigen Bund seiner Auflagerfläche in eine entsprechende Eindrehung der segmentförmigen Ausnehmung des Walzenkörpers ein und ist hier zentriert. Die Eindrehung liegt zentrisch zur Achse der diametral durch den Walzenkörper hindurchgeführten Befestigungsschraube des Zerkleinerungswerkzeuges. Infolgedessen werden die auf dessen Brustfläche einwirkenden Druckkräfte und teilweise auch die Momente über den Bund in den Walzenkörper übertragen und belasten die Befestigungsschraube nur unwesentlich.

Weiterhin kann das Zerkleinerungswerkzeug einen dreieckigen Querschnitt haben, der in einer sich über die ganze Werkzeuglänge erstreckenden Schneidkante ausläuft und der sich auch in der Umfangsfläche des Zusatzwalzenkörpers, und zwar in der Umlaufebene eines jeden Zerkleinerungswerkzeuges, fortsetzt. Diese Schneidkante, die sich über den größten Teil des Walzenumfanges erstreckt, trägt mit dazu bei, Haufwerksbrocken zu zerkleinern, wenn diese beim Auftreten von Lastspitzen von den Mitnehmern des Strebfördermittels gegen den Umfang der Zusatzwalze gedrückt werden sollten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 einen Walzenlader im Grundriß mit einer über dem Strebfördermittel liegenden Zusatzwalze;

Fig. 2 einen Abschnitt der Zusatzwalze;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2.

Der Walzenlader (1) ist über dem Strebfördermittel (2) verfahrbar. Letzteres fördert das von der Schneidwalze (3) gelöste Haufwerk in Pfeilrichtung unter dem Körper des Walzenladers (1) hindurch und drückt bei diesem Fördervorgang einen Teil des Haufwerks gegen die Zusatzwalze (4), die vor der Stirnfläche des Maschinenkörpers angeordnet ist und in Pfeilrichtung umläuft.

Sowohl die Schneidwalze (3) als auch die Zusatzwalze (4) werden vom Motor (5) des Walzenladers (1) angetrieben. Einerseits geht die in die Baueinheit (6) des Maschinenkörpers eingeleitete Drehbewegung des Motors (5) den Stirnrädern (7) des höhenverstellbaren Tragarmes (8) zu, der die Schneidwalze (3) trägt, und andererseits wird die Motordrehbewegung an die Stirnräder (9) des Getriebegehäuses (10) weitergeleitet, das sich auf der entgegengesetzten Seite des Maschinenkörpers befindet. Beide Eingangsstirnräder (11, 12) sowohl des Tragarmes (8) als auch des Getriebegehäuses (10) liegen, wie die Fig. 1 zeigt, zentrisch zur Schwenkwelle (13) des Tragarmes (8), durch deren nicht dargestellte Zentralbohrung beide Stirnräder (11, 12) über Wellen mit dem Antriebsmotor (5) des Walzenladers (1) getrieblich verbunden sind.

An ihrem versatzseitigen Ende wird die sich etwa über die Länge eines Mitnehmers (14) des Strebfördermittels (2) erstreckende Zusatzwalze (4) von dem Getriebegehäuse (10) drehbar gehalten, während sich das andere Zusatzwalzenende drehbar in dem Schenkel (15) eines Rahmens (16) abstützt, der gegen die Stirnseite der Baueinheit (6) des Maschinenkörpers geflanscht ist. Um die auf die Zusatzwalze (4) übertragbare Antriebsleistung zu begrenzen und nicht über die Nennleistung des Antriebsmotors (5) hinaus anwachsen zu lassen, sind die Abgangsdrehzahl des Stirnrades (12), aber auch die Abmessungen der Zusatzwalze (4), d. h. Länge und Durchmesser, sowie die radiale Erstreckung ihrer Zerkleinerungswerkzeuge (17) aufeinander abgestimmt. Auch die Anzahl und die Größe der zur Walzenumlaufrichtung rechtwinkligen Projektionen der Brustfläche (18) dieser Werkzeuge (17) und deren Verteilung auf der Zusatzwalze (4) ist so festgelegt, daß das Produkt aus Walzendrehzahl und dem zu erwartenden größten Reaktionsmoment im Hinblick auf das zu zerkleinernde Mineral die Nennleistung des Antriebsmotors (5) nicht überschreiten kann.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, wird die derart bemessene und besetzte Zusatzwalze (4) von einem einzigen kompakten Rotationskörper gebildet, der in nebeneinanderliegenden Umlaufebenen jeweils mit einer Umfangsausnehmung (19) versehen ist, die die Form eines Kreisabschnittes hat. In der Längsmitte dieser Ausnehmung (19), und zwar in deren Auflagerfläche (20), befindet sich eine kreisförmige Eindrehung (21), in die eine Bohrung (22) einmündet, die über den Durchmesser des Walzenkörpers verläuft und am gegenüberliegenden Walzenumfang in einer Vertiefung (23) austritt. Sie dient zur Aufnahme einer Befestigungsschraube (24), die von der in der Vertiefung (23) liegenden Mutter (25) gehalten wird und das Zerkleinerungswerkzeug (17) hält, das sich in der Umfangsausnehmung (19) der Zusatzwalze (4) befindet. Es füllt diese weitgehend aus und greift mit einem entsprechenden Bund (26), von der Befestigungsschraube (24) gehalten, in die Eindrehung (21) der Auflagerfläche (20) ein. Die Brustfläche (18) des Zerkleinerungswerkzeuges (17) steht radial über die Umfangsfläche der Zusatzwalze (4) vor und geht einerseits in die zentrisch zur Walzenachse (27) verlaufende Rückenfläche (28) und andererseits in eine bündig zum Walzenumfang verlaufende Fläche (29) über. Brustfläche (18) und die beiden sie einschließenden Flächen (28, 29) des Zerkleinerungswerkzeuges (17) sind aufgepanzert, d. h. mit einem verschleißfesten Belag versehen.

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, hat das Zerkleinerungswerkzeug (17) einen dreieckigen Querschnitt, der sich nach außen dachförmig verjüngt und hier in einer sich über die ganze Werkzeuglänge erstreckenden Schneidkante (30) ausläuft. Diese Schneidkante (30) und das dachförmige Profil des Zerkleinerungswerkzeuges (17) finden ihre Fortsetzung in der sich anschließenden Umfangsfläche der Zusatzwalze (4), die in der Umlaufebene eines jeden Zerkleinerungswerkzeuges (17) entsprechend profiliert und gleichfalls mit einem verschleißfesten Belag versehen ist.

Claims (5)

1. Walzenlader, dessen Antriebsmotor zumindest mit einer Schneidwalze und mit einer über dem Strebfördermittel liegenden, zur Zerkleinerung des abgehenden Haufwerks dienenden Zusatzwalze getrieblich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl und die Abmessungen der Zusatzwalze (4), aber auch die radiale Erstreckung ihrer Zerkleinerungswerkzeuge (17) und deren Anzahl sowie die Größe der zur Walzenumlaufrichtung rechtwinkligen Projektion der Brustfläche (18) der Zerkleinerungswerkzeuge (17) und deren Verteilung auf der Zusatzwalze (4) derart gewählt sind, daß das Produkt aus Walzendrehzahl und des auf das zu zerkleinernde Mineral bezogenen größten zu erwartenden Reaktionsmomentes die Nennleistung des Antriebsmotors (5) nicht überschreitet.

2. Walzenlader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwalze (4) mit auswechselbar angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen (17) besetzt ist.

3. Walzenlader nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Zusatzwalze (4) Umfangsausnehmungen (19) aufweist, die die Form eines Kreisabschnittes haben und mit je einem ihrer Breite entsprechenden, sie weitgehend ausfüllenden Zerkleinerungswerkzeug (17) besetzt sind, dessen Brustfläche (18) radial aus der Umfangsfläche des Walzenkörpers vorsteht und dessen Rückenfläche (28) zentrisch zur Umfangsfläche des Walzenkörpers und dessen vor der Brustfläche (18) befindlicher Flächenabschnitt (29) bündig zur Umfangshälfte des Walzenkörpers verläuft.

4. Walzenlader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinerungswerkzeug (17) mit einem kreisförmigen Bund (26) seiner Auflagerfläche in einer entsprechenden Eindrehung (21) der Ausnehmung (19) des Walzenkörpers zentriert ist, die zentrisch zur Achse einer diametral durch den Walzenkörper hindurchgeführten Befestigungsschraube (24) des Zerkleinerungswerkzeuges (17) liegt.

5. Walzenlader nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinerungswerkzeug (17) einen dreieckigen Querschnitt hat, der in einer sich über die ganze Werkzeuglänge erstreckenden Schneidkante (30) ausläuft, und daß auch die Umfangsfläche des Zusatzwalzenkörpers in der Umlaufebene eines jeden Zerkleinerungswerkzeuges (17) entsprechend profiliert ist.