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Vorrichtung zum Hinundherbewegen von Schüttelrutschen mittels einer
mit gleichmäßig er Geschwindigkeit sich drehenden Kurbel zur Einleitung einer schnellen
Bewegungsumkehr Die Erfindung bezieht sich auf einen Schüttelförderer und betrifft
im besonderen die Einrichtung, die angeordnet ist, um den Fördertrögen eines Schüttelförderers
die hin und her gehende Bewegung zu erteilen.
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Die Einrichtung, um die Tröge eines Schüttelförderers hin und her
zu bewegen, wurde bisher so gebaut, daß die Bewegung eine einfache geradlinige war,
die unmittelbar von einer gleichförmigen Drehbewegung abgeleitet wurde. Zur Bewegung
der Tröge wurden Rollennockenbahnen benutzt, die mit der Förderrinne zusammenarbeiteten,
derart, daß das Material in der Rinne gefördert wurde. Bei dieser Anordnung ist
der Trog während eines Vorwärtshubes derart angeordnet, daß das Material mit dem
Trog mitgenommen wurde, wählend beim Rückwärtshub das Fördergut infolge seines Beharrungsvermögens
liegenblieb, und zwar im wesentlichen in der vorderen Stellung, derart, daß@ das
Gut längs der Förderrinne schrittweise bewegt wurde.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die geradlinigen Bewegungen
einer Schüttelrutsche, und zwar die Bewegungen sowohl im Vorwärtshub als auch im
Rückwärtshub, gegenüber den einfachen, sich durch gleichmäßige Kurbeldrehung ergebenden
Hinundherbewegungen zwecks Verbesserung der Förderwirkung so zu gestalten,, daß
die Schüttelrutsche am Ende ihres Vorwärtshubes eine relativ viel schnellere Bewegungsumkehr
als am Ende des Rückwärtshubes erfährt.
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Erfindungsgemäß ist eine Konstruktion geschaffen, die einer Schüttelrutsche
Hinundherbewegungen ebenfalls in solch einer Weise erteilen soll, daß die Bewegungsumkehr
der Schüttelrutsche am Ende eines jeden Vorwärtshubes relativ viel schneller vor
sich geht als am Ende eines jeden Rückwärtshubes und sich besonders kennzeichnet
dadurch, daß nach der am Ende des Vorwärtshubes erfolgten schnellen Bewegungsumkehr
die Rückbewegung der Rutsche im wesentlichen einer einfachen geradlinigen Bewegung,
d. h. einer Bewegung entspricht, wie man sie lediglich durch Drehung eines Kurbelzapfens
erhalten würde.
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Gefunden wurde,- daß die einer Schüttelrutsche im Rückwärtshub gemäß
vorliegender Erfindung erteilte Bewegung die Förderwirkung der Rutsche gegenüber
anderen schon bekannten Konstruktionen in ganz erheblichem Maße verbessert und die
Möglichkeit gibt, das Triebwerk der Schüttelrutsche mit relativ viel geringeren
Geschwindigkeiten als sonst arbeiten zu lassen.
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Die Erfindung ist auf den Zeichnungen beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Abb. z einen Längsschnitt der Einrichtung gemäß der Erfindung;
Abb.
z ist eine Draufsicht der Abb. i, wobei die in der Abb. i gezeichnete Abdeckplatte
nicht veranschaulicht ist; Abb. 3 ist ein Schnitt in Linie 3-3 der Abb. z; Abb.4
ist die Draufsicht eines Teiles einer anderen Ausführungsform der Einrichtung, die
in der Abb. 2 veranschaulicht ist; Abb. 5 ist- ein Schnitt in Linie 5-5 der Abb.
4; Abb. 6 ist ein Schnitt in Linie 6-6 der Abb. 4; Abb. 7 und 8 sind Diagramme,
die die geradlinige Bewegung veranschaulichen, welche durch die Einrichtung mit
den Ausführungsformen nach den Abb. i bis 6 bewirkt wird.
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Mit Bezug auf die Abb. i bis 3 ist mit i ein Ge. häuse bezeichnet,
welches eine Abdeckplatte 2 aufweist und auf einem Schlitten 3 in der üblichen Weise
lagert. Die mit 4 bezeichnete Antriebsvorrichtung ist in der Abb. 2 nur in den Umrißlinien
dargestellt und durch Bolzen am Gehäuse = befestigt. Diese Antriebsvorrichtung dient
zur Drehung einer Kurbelwelle 5, welche in Lagern 6 und 7 ruht, die in dem Gehäuse
i vorgesehen sind. Die Welle dreht sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Der
Kurbelzapfen 8 der Kurbelwelle 5 ist durch eine Pleuelstange g mit einem Zapfen
io verbunden, der an dem einen Arm ii eines gegabelten doppelarmigen Hebels 11,
12 sitzt, welcher drehbar mit den Zapfen 13 in Lagern 13a ruht, die am Gehäuse i
sitzen. Die Stange g ist mit einem Ausschnitt 14 versehen (Abb. i), damit die Einzelteile
der Einrichtung die in der Abb. i veranschaulichte Lage einnehmen können, in welcher
der Ausschnitt 14 so liegt, daß der mittlere Teil der Welle, an welcher die Lagerzapfen
13 sitzen, sich frei unterhalb der Stange drehen kann. Der Arm 12 des doppelarmigen
Hebels ist mit einem Zapfen 15 versehen, der durch eine Stange 16 mit einem Zapfen
17 gekuppelt ist, welcher auf einem Schlitten oder Schieber 18 befestigt ist. Der
als Block ausgebildete Schieber 18 gleitet in den Führungen ig in der Längsrichtung.
Ein Zapfen 2o an dem Block 18 ist durch einen Lenker 21 mit einem Kurbelzapfen 22
verbunden, der am Kurbelarm einer Kurbelwelle 23 sitzt, die ihrerseits in Lagern
24 des Gehäuses i ruht. Die Kurbelwelle 23 ist so angeordnet, daß sie über die eine
Seite des Gehäuses i hinausragt. Das freie Ende der Kurbelwelle ruht in einem Lager
25, welches auf einem der Schlittenglieder 3 befestigt ist und mit dem Antriebsmechanismus
4 verbunden wird.
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Ein Paar gegabelte Arme 26, 27 sind auf die Kurbelwelle 23 zwischen
dem Gehäuse.i und dem Lager 25 in der in. den Abb. i und 2 veranschaulichten Weise
aufgekeilt. Die freien Enden der Arme 26 und 27 sind mit Bohrungen 28, 2g versehen,
die in einem solchen radialen Abstand von der Mittelachse liegen, @daß die Mitten
der Bohrungen auf einer gemeinsamen Achse zusammenfallen. Zapfen 30 sitzen
in den Löchern 29 der Arme 26, z7 und dienen zur Verbindung von Schubstangen 31
mit den Armen. Die anderen Enden der Schubstangen3i sind mit waagerecht liegenden
rechteckigen Löchern versehen, in denen ein. Ausleger 32, ebenfalls rechteckigen
Querschnitt aufweisend, lagert. Dieser ragt nach einer Seite über die Lageraugen
der Schubstangen hinaus und wird mit diesen durch Schrauben 33 verbunden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Ausleger 32 über die
Schubstange 31 hinaus, welche mit dem Arm 27 verbunden ist. Am Ende des Auslegers
befindet sich ein Zapfen 34, der zur. Verbindung einer Stange 35 dient, deren anderes
Ende unter Verwendung eines Zapfens 36 mit der Seite des Rinnentroges eines Schüttelförderers
verbunden ist (nicht dargestellt). Der Ausleger 32 kann auch so angeordnet werden,
daß er, wenn notwendig, auf der entgegengesetzten Seite über die Schubstange 31
hinausragt, im Gegensatz zu der auf den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform,
so daß eine Schüttelrinne auch von der anderen Seite der Einrichtung aus angetrieben
werden kann. Es sei ferner erwähnt, daß die Zapfen 3o so angeordnet werden können,
um die Schubstangen 31 mit .Annen 26, 27 zu verbinden unter Verwendung von Bohrungen
28 im Gegensatz zu den Bohrungen 29. Es wird auf diese Weise ein etwas kürzerer
Hub der Schüttelrinne erzielt.
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Bei der Ausführungsform der Vorrichtung, 'die in den Abb. 4 bis 6
dargestellt ist, sind die Arme 27 auf der Welle 23 durch eine Schubstange 31 und
einen Zapfen 37 mit einem Gelenk verbunden, welches aus zwei Gelenkgliedern 38 und
39 besteht, die durch einen Stift 40 miteinander gekuppelt sind. Das Glied
39 ist durch einen Stift 41 mit dem einen Ende 42 eines waagerecht angeordneten
umlegbaren doppelarmigen Hebels 42, 32 verbunden. Der Hebe142, 43 ist schwingbar
auf einem Zapfen 44 gelagert, der eine Schulter 45 aufweist (Abb. 2 und 6), aus
welcher zwei Vorsprünge nach unten ragen und in entsprechende Löcher 47 eines der
Schlittenglieder 3 hineinpassen. Der Hebel 42, 43 wird auf dem Zapfen 44 durch einen
U-förmigen Bügel 48 gehalten, der durch Schraubenbolzen 49 an dem Schlittenglied
3 befestigt ist. Der Bügel 48 hält ebenfalls den Stift 44 in der Stellung fest.
Der Arm 43 des Hebels 42, 43 ist durch- einen Zapfen 50 mit dem einen Ende
eines Lenkers 51 verbunden, dessen anderes Ende durch einen Zapfen 52 mit einer
Stange 53 gekuppelt ist. Die Stange 53 ist so angeordnet, daß sie an die untere
Seite eines Rinnentroges unter Verwendung eines Zapfens 54 angeschlossen werden
kann -(nicht dargestellt).
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Die Anordnung gewährleistet, daß der Trog
von seiner
Mitte aus angetrieben wird, und in manchen Fällen ist diese Ausführungsform dem
Antrieb von der Seite aus vorzuziehen, wie dies oben mit Bezug auf die Ausführungsformen
der Abb. z bis 3 veranschaulicht wurde.
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Wenn der Antrieb der Förderrinne von der anderen Seite der Einrichtung
aus erfolgen soll, dann wird der Zapfen 44 auf der gegenüberliegenden Seite des
Schlittens 3 befestigt, wo ein zweiter Satz Löcher vorgesehen ist, die zur Aufnahme
der Schraubenbolzen 49 dienen, und außerdem Löcher 56 angeordnet sind, in welche
sich die Vorsprünge 46 hineinlegen. Die relativen Lagen des Lenkers 31 und der Glieder
36, 39 sowie des Lenkers 51 und der Verbindungsstange 53 sind dann umgekehrt,
so daß der Lenker 31 mit dem Arm 26 auf der Welle 23 in Verbindung tritt.
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Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen sind besondere
Ankerplatten 57 auf den Schlittengliedern vorgesehen, gegen die sich die unteren
Enden von Grubenhölzern abstützen, damit die gesamte Einrichtung auf dem Boden eines
Bergwerkschachtes verankert werden kann.
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Beim Betrieb der Vorrichtung wird die Kurbelwelle 5 mit gleichförmiger
Geschwindigkeit durch die Antriebsvorrichtung gedreht, und zwar in Richtung des
Pfeiles nach der Abb. z.
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Die Teile der gesamten Einrichtung sind in den Zeichnungen in einer
Stellung veranschaulicht, die dem äußersten Vorwärtshub des Fördertroges entspricht,
wobei an dieser Stelle während des normalen Arbeitens der Einrichtung eine relativ
wesentlich schnellere Umkehr der Förderrinne bewirkt wird als am anderen Ende der
Hubbewegung.
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Die besondere Wirkung der Einrichtung wird mit Bezug auf die in den
Abb.7 und 8 veranschaulichten Diagramme beschrieben.
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Die Koordinate 0X in den beiden Diagrammen bezeichnet die jeweilige
gleichförmige Drehung der Kurbelwelle 5, während die Koordinate 0 Y die geradlinige
Bewegung der Förderrinne darstellt. Die Entfernung A-B nach der Abb. 7 stellt den
Vorwärtshub dar, während die Entfernung B-C den Rückwärtshub veranschaulicht. Die
gerade Linie A-D-E entspricht einer gleichförmigen Geschwindigkeit der Förderrinne
sowohl für den Vorwärts- als auch für den Rückwärtshub. Die gestrichelte Linie F
stellt die Geschwindigkeit der Förderrinne dar, die eintreten würde, wenn die Bewegung
der einfachen geradlinigen Bewegung entsprechen würde, die von 'einer gleichförmigen
Drehbewegung abgeleitet wird. Die ausgezogene Linie G veranschaulicht die' Geschwindigkeit
der Förderrinne, welche durch eine gleichförmige Drehbewegung der Kurbelwelle 5
in der in den Abb, z bis 6 veranschaulichten Einrichtung erzeugt wird. Das Diagramm
nach der Abb.7 veranschaulicht die Geschwindigkeit der Förderrinne während aufeinanderfolgender
Vorwärts-und Rückwärtshübe, während das Diagramm nach der Abb. 8 die Geschwindigkeit
der Förderrinne während aufeinanderfolgender Rückwärts- und Vorwärtshübe darstellt.
Aus den beiden Diagrammen geht hervor, daß die Umkehr der Bewegung zwischen Vorwärts-und
Rückwärtshub, wie es in der Abb. 7 in dem Punkte D dargestellt ist, relativ wesentlich
schneller vor sich geht als die Umkehr der Bewegung zwischen dem Rückwärts- und
dem nächsten Vorwärtshub, wie es in der Abb. 8 im Punkte E veranschaulicht ist.
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Innerhalb einer vollständigen Hinundherbewegung kann an Hand der Diagramme
festgestellt werden, daß während des Vorwärtshubes (also wenn Schüttelrutsche und
das darauf befindliche Gut sich gemeinsam nach vorn bewegen) die Schüttelrutsche
eine Beschleunigung erfährt, die anfänglich viel geringer ist, als sie es sein würde,
wenn die Bewegung eine einfache geradlinige Bewegung, d. h. eine lediglich nur durch
gleichmäßige Kurbeldrehung erzeugte Bewegung, wäre. Die Schüttelrutsche wird alsdann
mit einer im wesentlichen gleichförmigen Geschwindigkeit über einen verhältnismäßig
großen Abschnitt des Vorwärtshubes weiterbewegt. Gegen Ende des Vorwärtshubes wird
die Rutsche in relativ viel stärkerem Maße als bei einer nur einfachen geradlinigen
fnundherbewegung verzögert. Dieser relativ schnelle Geschwindigkeitswechsel wird
noch über den ersten Abschnitt des Rückwärtshubes fortgesetzt. Dann verläuft der
Rückwärtshub in der Hauptsache ungefähr so, wie es einer durch gleichmäßige Kurbeldrehung
erzeugten geradlinigen Bewegung entsprechen würde, zumal dieser Abschnitt des Rückwärtshubes
mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit bewirkt wird. Schließlich
folgt gegen Ende des Rückwärtshubes eine Verzögerung, die mit verlängerter Dauer
relativ bedeutend allmählicher vor sich geht als jene am Ende des Vorwärtshubes.
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Die hin und her gehende Bewegung, welche durch die oben beschriebene
Einrichtung erzeugt wird, löst eine Bewegung der Förderrinne aus, die gewährleistet,
- daß das Fördergut in der Rinne mit dieser vorwärts getragen wird, aber wobei die
schnelle Umkehrbewegung am Ende dieses Vorwärtshubes der Rinne gewährleistet, daß
das Fördergut infolge seines Beharrungsvermögens im wesentlichen in der vorderen
Lage liegenbleibt, während sich die Förderrinne durch ihren Rückwärtshub bewegt.
Am Ende des Rückwärtshubes sind die sich während des Rückwärtshubes der Rutsche
ergebenden Geschwindigkeiten so, daß sie die Förderwirkung der Rutsche in ganz erheblichem
Maße begünstigen. Die allmähliche Bewegungsumkehr
und die verlängerte
Zeitperiode, während welcher diese Umkehr vor sich geht, bewirkt, daß sich das Fördergut
in der Förderrinne festsetzt und nun vorwärts getragen wird während des gesamten
nächsten Vorwärtshubes.
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Die zweckmäßigen Abmessungen für die Teile der hier dargestellten
Ausführungen sind wie folgt: Mit Bezug auf Abb. = ist die Kurbelwelle 5 so eingerichtet,
daß sie einen Hub von 81/," (rd. 21o mm) ergibt. Die Achse der Kurbelwelle 5 ist
auf derselben horizontalen Mittellinie wie die Achse der Drehzapfen 13 angeordnet;
ihr gegenseitiger Abstand beträgt 15" (rd. 381 mm). Die Achsen der Zapfen 1o und
15 sind mit Bezug auf die Achse der Drehzapfen 13 je in einem Abstande von 51/4'
(rd. 133 mm) angeordnet, und zwar auf ein und derselben durch die Achse der Drehzapfen
gehenden Geraden. Die Länge der Verbindungsstange 9 beträgt von Mitte zu Mitte z51/2"
(rd. 394 mm). Die Länge der Verbindungsstange 16 beträgt, zwischen den Mitten gemessen,
83/4" (rd. 222 mm). Die Achse des Zapfens 17 ist unterhalb der Achse der Drehzapfen
13 und der Kurbelwelle 5 in einem Abstande von 4" (rd. zog mm) angeordnet, während
der Zapfen 2o, horizontal gemessen, in einem Abstande von 15" (rd. 355 mm) angeordnet
ist. Die Achse des Zapfens 2o ist unterhalb der Achse der Kurbelwelle 5 in einer
Entfernung von 53/," (rd. 146 mm) angeordnet. Das Glied 21 besitzt, zwischen den
Mitten gemessen, eine Länge von 263/g" (rd. 67o mm). Der Kurbelzapfen 22 ist gegenüber
der Kurbelwelle 23 in einem Abstände von 61/2" (rd. 165 mm) angeordnet. Die Löcher
28 in den Armen 26, 27 haben gegenüber -der Achse der Welle 23, radial gemessen,
einen Abstand von 51/4' (rd. 133 mm), während der radiale Abstand der Löcher 29
= 71/ 2" (rd. 1go mm) beträgt. Zu beachten ist, daß die von der Achse der Welle
3 durch die Mitten der Löcher 28, 29 gehende Radiale der durch den Zapfen 22 gehenden
Radialen im Uhrzeigersinne voranläuft, und zwar, gemessen in der Mitte des Zapfens
22, um 3/g" (rd. 1o mm) bzw. um einen Winkel von 3'. Die durch Zapfen 22
gehende Radiale ist in Abb. 1 mit A bezeichnet, während in der gleichen Abbildung
die durch die Löcher 28, 29 gehende Radiale mit B bezeichnet ist. Die Länge der
Glieder 31 (Abb. 1 und 2) beträgt, zwischen den Mitten gemessen, 2 Fuß (rd. 61o
mm), jedoch ist diese Dimension für die dargestellte spezielle Ausführungsform der
Erfindung nicht von besonderer Bedeutung.
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In der in den Abb. 4 bis 6 dargestellten Ausführung beträgt der Abstand
zwischen den Mitten des im Arm 27 sitzenden Zapfens 30 und des Zapfens 41 2 Fuß
(rd. 61o mm), und zwar für den Fall, daß die Glieder 31, 38 und 39 in ein und derselben
Richtung liegen, d. h. eine vollkommen gestreckte Lage einnehmen. Der Abstand zwischen
den Mitten der Zapfen 41 und 44 sowie 44 und 5o beträgt 23/g" (rd. 517 mm).
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Noch zu bemerken wäre, daß die soeben angegebenen Dimensionen für
die relativen Abmessungen einer Ausführung, die gemäß Erfindung praktisch die besten
Resultate liefert, nur andeutungsweise gegeben wurden.
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Es sei noch erwähnt, daß es mit .den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsformen möglich ist, die Förderrinne selbst relativ sehr dicht an die
entsprechende Seite der Antriebsvorrichtung heranzubringen, so daß für die gesamte
Fördervorrichtung nur wenig Raum gebraucht wird.
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Dadurch, daß die Kurbelwelle 23 eine zwangsläufige Verbindung zwischen
der Antriebsvorrichtung und der Förderrinne darstellt, ist es möglich, das Gehäuse
1 vollkommen abzuschließen und die innerhalb des Gehäuses befindlichen Teile in
einem Ölbad unterzubringen. Dieses ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, wenn
die Fördervorrichtungen in Bergwerken Verwendung finden, da dann das Eindringen
von Staub in die Lager der Einrichtung vermieden wird, wodurch die Betriebsdauer
-wesentlich verlängert wird.
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Aus der Abb. 3 ist ersichtlich, daß ein Schlittenglied 3 vorgesehen
ist, welches eine wesentlich größere Breite aufweist als die in den Abb. 1 bis 3
veranschaulichten Schlittenglieder. Es wird dadurch möglich, eine größere Anzahl
von Ankerplatten 57 auf dem Schlittenglied unterzubringen und die Einrichtung durch
eine größere Anzahl von Grubenhölzern auf dem Boden des Schachtes abzustützen. Auf
diese Weise wird die Verankerung für den Zapfen 44, auf welchem der gesamte Schub
der Förderrinne liegt, äußerst starr und fest.