DE3705254C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusatzwalze für einen Walzenlader, die zur Zerkleinerung des mit dem Strebfördermittel abgehenden Haufwerks dient und mit dem oder einem der Antriebsmotoren der Schneidwalzen des Walzenladers 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. Er begrenzt die der Brechwalze zugehende Antriebsleistung des antreibenden Motors.

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

Ebenso sind Walzenschrämmaschinen bekannt, deren um horizontale Achsen schwenkbar gelagerte Tragarme abbaustoßeitig eine Schrämwalze und versatzseitig einen Antriebsmotor tragen, der hier mit zur Schrämwalzenachse paralleler Achse angeordnet ist. Auf seiner freien Stirnseite trägt der Antriebsmotor einen schwenkbar gelagerten Ausleger, der mit einem seine Schwenkbewegung erzeugenden Stellantrieb verbunden ist. Am Ende dieses Auslegers befindet sich eine drehbar gelagerte, mit dem versatzseitigen Abtriebswellenstumpf des Antriebsmotors der Schrämwalze getrieblich verbundene Zusatzwalze, die über dem Strebfördermittel liegt und zur Zerkleinerung des grobstückigen Haufwerks dient (DE-PS 35 27 253).

Auch ist es nicht mehr neu, wie aus der DE-OS 19 33 102 hervorgeht, im Untertagebetrieb Durchlauf-Schlagwalzenbrecher für die Zerkleinerung von grobstückig anfallendem Gewinnungsgut in ein Strebfördermittel einzugliedern. Die Schlagwalze selbst ist in radialer Richtung nachgiebig gelagert und mit Zwischengliedern ausgestattet, die ihr in dieser Richtung die erforderlichen Federungseigenschaften geben. Dazu werden entweder Schraubendrehfedern, Blattfedern oder Gummipuffer benutzt. Ferner ist das aus Motor und Getriebe bestehende Antriebsaggregat raumgelenkig mit der Schlagwalze gekuppelt, um deren radiale Beweglichkeit nicht zu beeinträchtigen. Dabei dienen auf dem Umfang dieser Walze angebrachte Schlagnasen zur Zerkleinerung des Haufwerks.

Schließlich gehören auch Walzengrobbrecher zum vorbekannten Stand der Technik, wie aus den Seiten 86 bis 88 des Buches "Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe", Band 1, hervorgeht, das im VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1964, erschienen ist. Diese Literaturstelle zeigt Walzengrobbrecher mit Nockenzähnen, Stacheln oder anderen Organen, die auf dem Umfang von Hartstahlscheiben angebracht sind. Letztere sind auswechselbar auf der Welle des Walzenbrechers aufgeschoben und durch Ankerschrauben miteinander verspannt. Sowohl die Brechschwinge beim Einwalzenbrecher als auch eine der beiden Walzen eines Zweiwalzenbrechers ist verschiebbar gelagert und wird von Federn gehalten, um Brüche beim Eintritt von Fremdkörpern in den Walzenspalt zu vermeiden.

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 Arbeitsleistung 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. Ebenso ist die Verwendung einer starren getrieblichen Verbindung zwischen der Zusatzwalze und dem Antriebsmotor der Schneidwalzen des Walzenladers in derartigen Situationen unbefriedigend. Sie müßte so ausgelegt sein, daß sie in der Lage wäre, das Kippmoment des Antriebsmotors der Schneidwalzen zu übertragen, weil nicht auszuschließen ist, daß die Zusatzwalze in Extremfällen den Antriebsmotor bis zum Stillstand abbremsen wird. Da das Kippmoment dem 2,5fachen Nennmoment des Antriebsmotors entspricht, müßte das Zusatzwalzengetriebe wie das Untersetzungsgetriebe der Schneidwalzen dimensioniert werden, was nicht nur einen erheblichen Bauraum des Walzenladers beanspruchen, sondern den Walzenlader selbst auch wesentlich verteuern würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und die Antriebsleistung der Zusatzwalze eines Walzenladers der eingangs erläuterten Bauart ohne Verwendung einer Überlastkupplung bis auf die Nennleistung des Antriebsmotors der Schneidwalze zu begrenzen.

Gelöst wird dieses Problem mittels Umfangsausnehmungen des Körpers der Zusatzwalze, die die Form eines Kreisabschnittes haben und mit je einem ihrer Breite entsprechenden, sie weitgehend ausfüllenden Zerkleinerungswerkzeug besetzbar sind, dessen Brustfläche radial aus der Umfangsfläche des Walzenkörpers vorsteht und dessen Rückenfläche zentrisch sowie dessen vor der Brustfläche befindlicher Flächenabschnitt bündig zur Umfangsfläche des Walzenkörpers verläuft. Eine Zusatzwalze dieser Bauart zerkleinert einerseits das grobstückige Haufwerk hinreichend, verhindert aber andererseits, daß in den Fällen, in denen Haufwerksbrocken von den Mitnehmern des Strebfördermittels gegen die Umfangsfläche des Walzenkörpers gedrückt werden, die benötigte Antriebsleistung wesentlich ansteigt. In dieser Situation wird der Leistungsbedarf der Zusatzwalze durch die Festigkeit und Härte des zu zerkleinernden Minerals, von den Abmessungen und der Geometrie der Brustfläche des Zerkleinerungswerkzeuges sowie von der zwischen Mineral und Umfangsfläche des Walzenkörpers auftretenden Reibung bestimmt. Bei gegebener Festigkeit und Härte des hereinzugewinnenden Minerals läßt sich daher die Zusatzwalze so auslegen - d. h. ihre Drehzahl und ihre Abmessungen, aber auch die radiale Erstreckung ihrer Zerkleinerungswerkzeuge und deren Anzahl sowie die Größe der zur Walzenumlaufrichtung rechtwinkligen Projektion der Brustfläche der Zerkleinerungswerkzeuge und deren Verteilung auf dem Walzenumfang derart wählen - , daß auch bei vollständigem Eindringen der Brustflächen in das Mineral, die Nennleistung des Antriebsmotors der Schneidwalze nicht überschritten werden kann. Legt man Drehzahl und Abmessungen der Zusatzwalze unter diesem Gesichtspunkt fest und bemißt ihre Zerkleinerungswerkzeuge und deren Anzahl entsprechend, so ist es, wenn Härte und Zähigkeit bzw. Festigkeit des abzubauenden Minerals bekannt sind, praktisch ausgeschlossen, daß die Zusatzwalze durch grobstückige Haufwerksbrocken bis zum Motorstillstand blockiert wird. Infolgedessen treten auch keine unzulässigen Belastungsspitzen auf, die Anlaß sein könnten, das Untersetzungsgetriebe der Zusatzwalze für eine dem Kippmoment des Antriebsmotors entsprechende Belastung auszulegen. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß nicht allein die Abmessungen und die Anordnung und Ausbildung ihrer Werkzeuge die Leistungsaufnahme der Zusatzwalze begrenzen, sondern daß auch die Regelung, die mit wachsender Last des Antriebsmotors die Vorschubgeschwindigkeit des Walzenladers stetig reduziert, zur Lösung des Erfindungsproblems mit beiträgt. Sie verringert die Vorschubgeschwindigkeit der Maschine 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 der Zusatzwalze wegen der dann leer umlaufenden Schneidwalze lediglich ein der Nennleistung des Motors entsprechender Leistungsanteil zur Verfügung, der aber erheblich größer ist als die Antriebsleistung eines die Zusatzwalze allein antreibenden separaten Motors.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Zusatzwalze mit auswechselbar angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen besetzbar sein. Sie läßt sich dann mit einer auf den jeweiligen Bedarfsfall abgestellten Anzahl von Zerkleinerungswerkzeugen besetzen und bei Kenntnis der Eigenschaften des zu zerkleinernden Minerals von ihren Abmessungen und ihrer Geometrie her so auslegen, daß sie nicht in der Lage ist, mehr als die Nennleistung des die Schneidwalze antreibenden Motors aufzunehmen.

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 Walzenumfangs 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 zeigt

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 (4)

1. Zusatzwalze für einen Walzenlader, die zur Zerkleinerung des mit dem Strebfördermittel abgehenden Haufwerks dient und mit dem oder einem der Antriebsmotoren der Schneidwalzen des Walzenladers getrieblich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Körper Umfangsausnehmungen (19) aufweist, die die Form eines Kreisabschnittes haben und mit je einem ihrer Breite entsprechenden, sie weitgehend ausfüllenden Zerkleinerungswerkzeug (17) besetzbar sind, dessen Brustfläche (18) radial aus der Umfangsfläche des Walzenkörpers vorsteht und dessen Rückenfläche (28) zentrisch und dessen vor der Brustfläche (18) befindlicher Flächenabschnitt (29) bündig zur Umfangsfläche des Walzenkörpers verläuft.

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

3. Zusatzwalze nach einem der Ansprüche 1 und 2, 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.

4. Zusatzwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 Körpers der Zusatzwalze (4) in der Umlaufebene eines jeden Zerkleinerungswerkzeuges (17) entsprechend profiliert ist.