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Wendelrutsche zum Abwärtsfördern von Fördergut mittels gewölbt ausgebildeter
Rutschflächen Die Erfindung bezieht sich. auf die besondere Ausbildung einer Wendelrutsche,
insbesondere zum Fördern von Kohle über die Rutsche. Bei derartigen Wendelrutschen
muß darauf geachtet werden, daß, das einzelne Kohlenstück bei dem Herabrutschen
nach. Möglichkeit ungefähr denselben Abstand gegenüber der Achse .der Wendelrutsche
behält. Dadurch wird vermieden, daß eine Reibungsärbeit zwischen. den einzelnen
Kohlenstückchen eintritt und durch. diese Reibungsarbeit das Rutschen der Kohle
behindert und die Kohle selbst zerkleinert wird. Ein derartiges Abrutschen der Kohle
bedingt eine besondere Formgebung der Wendelrutsche bzw. Festlegung eines Schnittes
durch die M'endelrutsche, wobei die Schnittebene durch die Achse der Wendelrutsche
hindurchgeht. Auf jedem Massepunkt eines in einer Wendelrutsche abfließenden Fördergutes
wirken zwei Kräfte, und zwar einmal .die Schwerkraft und das andere Mal die Fliehkraft.
Dia Schwerkraft selbst wird zur Abwärtsbewegung dies Gutes benutzt. Diese Kraft
kann daher in zwei
Kräfte zerlegt werden. von denen die eine parallel
zur Gleitbahn und die zweite senkrecht dazu wirkt. Die erste Kraft, die parallel
zur Fließrichtung zur Wirkung kommt, dient dazu, die Reibung zwischen Fördergut
und Wendel zu überwinden. Die dazu senkrechte Kraft erzeugt diese Reibung. Setzt
man als Reibungskoeffizient für Kohle gegen Gußeisen den Wert ,u. = o,2 bis 0,4
ein, so entspricht dies einem Reibungswinkel von i i bis 22°. Die Fliehkraft wirkt
senkrecht zur Sch«#erkraft und versucht das Fördergut aus der Spirale nach außen
zu ziehen. Da sie senkrecht zur Fließrichtung verläuft, hat sie auf die Abwärtsbewegung
des Gutes keinerlei Einfluß. Um daher das Herausschleudern des Fördergutes durch,
die Fliehkraft zu verhindern, muß diese Kraft so abgefangen werden, daß sie restlos
in Form von Reibung aufgebraucht wird. Die Wendelrutsche muß daher so gebaut werden,
daß die Fliehkraft und die Normalkomponente der Schwerkraft unmittelbar an der Stelle,
wo sie entstehen. dadurch vernichtet werden, daß ihre Resultante senkrecht zur Fließebene
zu liegen kommt. Aus der Größe dieser beiden Kräfte läßt sich die mathematische
Gleichung der Schnittkurve für die Wendelrutsche ermitteln.
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Die auf diese Weise ermittelte Kurve ist in Abb. i a dargestellt.
Es ergibt sich. daraus, daß die Kurve asymptotisch zu der Wendelachse io-io verläuft.
Dieser Teil der Kurve wird bei der praktischen Ausführung nicht benutzt werden.
Die Kurve wird entweder nach der gestrichelten Linie ergänzt oder dieser Teil der
Kurve überhaupt nicht benutzt.
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Es kann bei der Ermittlung der Kurve für die Ausbildung der Wendelrutsche
jedoch noch beachtet werden, daß der Reibungskoeffizient (Fördergut - Rutschfläche)
noch eine gewisse Veränderung der Rutschenform zuläßt, da die Resultante aus der
Zentrifugalkraft und Normalkomponente der Schwerkraft auch dadurch vernichtet wird,
daß sie mit der Rutschfläche einen Winkel bildet, der größer als der entsprechende
Reibungswinkel ist. Es ist dabei jedoch zu berücksichtigen, daß die Reibung von
Körpern, die gegeneinander gleiten, stets entgegengesetzt zur relativen. Gleitgeschwindigkeit
gerichtet ist. Wirkt auf diesen Körper eine andere Kraft, die kleiner als die Reibung
ist und die in der Bewegungsebene rechtwinklig zur Gleitrichtung liegt, so erfährt
der Körper eine Ablenkung aus seiner Bewegungsrichtung im Sinne dieser kleinen Kraft.
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Unter der Berücksichtigung der verschiedensten Werte des tang ,u
= K sind die sich daraus verändert ergebenden Schnittbilder für die Werte
K = o,2 in Abb. i b und K = 0,4 in Abb. i c aufgetragen. Sämtliche drei in den Abb.
i a bis i c dargestellten Kurven würden der Forderung auf Vernichtung der Zentrifugalkraft
und der Normalkomponente der Schwerkraft zwar genügen, wobei jedoch für K = 0,2
und K = 0,4 ein geringes Abweichen von dem gleichmäßigen Abfließen des Fördergutes
eintreten wird.
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In Abb.2 ist ein Querschnitt durch die Wendelrutsche unter Benutzung
der durch die Abb. i a bis i c ermittelten Kurven aufgezeichnet, und zwar ist der
Teil b der Abb. i c entnommen, während die Teile a und c durch Abrundungen eingezeichnet
wurden. In Abb. 3 ist der Abschnitt b aus der Abb. i b entnommen. In Abb. 4 ist
der Abschnitt b aus der Abb. i a und der Abschnitt c nur durch Abrundung eingesetzt,
so daß hierdurch die günstigsten Bedingungen geschaffen werden.
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In Abb. 5 ist der Abschnitt c aus der Abb. i c, dar Abschnitt b aus
der Abb. ib und der Abschnitt a aus der Abb. r a entnommen. Es ergibt sich daraus,
daß die verschiedensten Formen der Wendelrutsche gewählt werden können. Voraussetzung
ist dabei jedoch, daß sie ganz oder teilweise einem Kurvenstück der A.bb. i a bis
i c entsprechen.
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In Abb. 6 ist durch mathematische Ermittlung des Kurventeiles d eine
Kurve gefunden, bei der (nicht wie in Abb. 5) Teile der Kurven i a bis i c aneinandergesetzt
werden, sondern der Wert K nimmt hierbei von dem Punkt e nach dem Punkt
f stetig von K = 0,4
nach K = o ab.
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Die für die Werte K > o ermittelten Kurven oder Kurvenabschnitte verschlechtern
zwar den angestrebten Enderfolg gegenüber der Kurvenausbildung K = o. Diese Verschlechterung
scheint jedoch im Hinblick auf den gewünschten Endeffekt noch tragbar. Ein Überschreiten
des Wertes K = o,4 ist jedoch unzulässig.
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Durch die dargestellte Form werden Stauungen vermieden und der Abrieb
auf ein Mindestmaß herabgesetzt, da der aus der Normalen der Schwerkraft und der
Zentrifugalkraft ermittelte Vektor einen Winkel mit der Rutschfläche bildet. dessen
Tangente größer als « = o,4 ist. Da bei der gewählten Form die gesamte Rutschfläche
weitestgehend gleichmäßig belastet ist, wird sich die Reibung auf die Fläche gleichmäßig
verteilen und dadurch die Abnutzung der Rutschfläche gering sein.