DE8337083U1 - Einrichtung zum ueberwachen der vorspannung einer schraubverbindung - Google Patents

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5. Juni 1984

Bernhard Beumer Maschinenfabrik KG, 4720 Beckum

Einrichtung zum überwachen der Vorspannung einer Schraubverbindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum überwachen einer vorgegebenen Vorspannung einer Schraubverbindung einer Arbeitsvorrichtung, insbesondere einer Schraubverbindung zum Verbinden zweier Gurtenden an der Verbindungsstelle eines mittels einer sog* Klemmverbindung endlos gemachten Fördergurtes eines Gurtbecherwerkes.

Schraubverbindungen von Arbeitsvorrichtungen unterschiedlichster Art stehen im montierten Zustand in aller Regel unter einer bestimmten Spannung, die in einer Vielzahl von Anwendungsfällen nicht mehr oder weniger beliebig,

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sondern vorgegeben ist, damit während des Betriebes sichergestellt ist, daß sich die Schraubverbindung nicht löst»

Ein derartiges Lösen von Schraubverbindungen - und zwar auch in Fällen, in denen di<ase bei der Montage unter eine Vorspannung versetzt worden sind - kann unterschiedlichste Ursachen haben. Häufig bestehen diese in einem betrieblichen Auftreten von Vibrationsbeanspruchungen. In anderen Fkllen kann beispielsweise ein sogenanntes "Setzen" des Materials der von der Schraubverbindung zusammengehaltenen Bauteile die Ursache des Lösens einer Schraubverbindung sein. Dieses ist beispielsweise bei sogenannten Klemmverbindungen für Fördergurte der Fall, wie sie insbesondere für Becherwerke Verwendung finden.

Bei einer derartigen sog. Klemmverbindung handelt es sich um eine mechanische Endlosverbindung für einen aus einer Deckplatte, einem Zugträger und einer Laufplatte bestehenden Fördergurt, bei der die beiden miteinander zu verbindenden Endabschnitte des endlos zu machenden Fördergurtabschnittes an der Verbindungsstelle - im allgemeinen nach einem abgerundeten Übergang - im wesentlichen rechtf ; . winklig von der Laufseite des Fördergurtes weg nach außen abgewinkelt werden sowie an ihren Außen- und Innenseiten durch Verbindungselemente wie Schrauben miteinander verbundenen Formstücken anliegen, mit denen der Fördergurtverlauf an der Verbindungsstelle vorzugeben ist.

Eine konkrete Ausgestaltung einer derartigen Klemmverbindung ist beispielsweise aus der DE-PS 23 41 992 bekannt, die über die vorgenannten Merkmale hinaus dadurch gekennzeichnet ist, daß der aus Stahlseilen bestehende Zugträger an den freien Enden der Fördergurtabschnitte aus der Deck-

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platte und der Laufplatte herausgeführt ist, wobei die Drahtseilendabschnitte des einen Fördergurtendabschnxttes mit den Drahtseilendabschnitten des anderem Fördergurt— endabschnittes durch wenigstens ein mechanisches Verbindungsmittel verbunden sind, welches über ein Widerlager gegen den Fördergurt abgestützt ist.

Obwohl sich diese "Klemmverbindung" in praxi ganz . hervorragend bewährt hat, mußte man häufig feststellen, daß sich die bei der Montage aufgebrachte Vorspannung der als Verbindungselemente wirkenden Schrauben während des Betriebes abbaut und es trotz der Konterung der Schraube-Muttern-Verbindungen mit dem Abbau der eingestellten, vorgegebenen Vorspannung zu einem Lösen kommen kann, und zwar insbesondere bei Gurtbecherwerken mit verhältnismäßig großen Achsabständen.

Dieser Abbau der vorgegebenen Vorspannung beruht offenbar zumindest in erster Linie darauf, daß das zwischen den Formstücken vorhandene Gummi der Fördergurtendabschnitte während des Betriebes "nachgibt", sich also"bleibend" setzt. Wird dieses bei der Wartung nicht bemerkt bzw. nicht rechtzeitig eine entsprechende Wartung vorgenommen, so kommt es nach einem Unterschreiten eines vorgebenen Grenzwertes der Vorspannung dann sehr leicht zu Schraubenbrüchen mit dem Ergebnis, daß die Klemmverbindung dann nicht mehr hält und schließlich der Gurt reißt. Ein solches Reißen des Gurtes hat stets, insbesondere aber bei einem Becherwerk mit großem Achsabstand, geradezu verheerende Folgen, weil es nicht nur zu einer im allgemeinen längeren Betriebsunterbrechung führt, sondern der Gurt mit den daran befestigten Bechern in den Becherwerksschacht nach unten fällt,

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wobei es zu ganz erheblichen Beschädigungen des Gurtschachtes, der Becher, der Trommeln etc. kommen kann, die bis zu einem Totalverlust führen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum über- . wachen einer vorgegebenen Vorspannung einer Schraubverbindung einer Arbeitsvorrichtung wie beispielsweise und insbesondere eine Schraubverbindung einer sogenannten Klemmverbindung eines Gurt-Becherwerkes, anzugeber., mit denen mit Sicherheit zu verhindern ist, daß es nicht zu den vorgenannten Schaden kommen kann.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an der Schraubverbindung ein Schalter angeordnet ist, der sich in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn der Istwert der Vorspannung größer oder gleich dem Sollwert der Vorspannung ist, und der bei einem Unterschreiten des minimalen Sollwertes (= Grenzwert) der Vorspannung mittels eines Schaltteils selbsttätig in einen zweiten Schaltzustand zu bringen ist, in welchem der weitere Betrieb der Arbeitsvorrichtung unterbrochen bzw. die Arbeitsleistung der Arbeitsvorrichtung auf einen Wert reduziert wird, bei dem der Istwert der Vorspannung noch für eine ordnungsgemäße Betriebsweise ausreicht.

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Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel ein von der Schraubverbindung reibschlüssig gehaltenes (erstes) Schaltteil aufweist, welches sich bei ordnungsgemäßer Vorspannung der Schraubverbindung in einer ersten Stellung befindet, in welcher es formschlüssig mit einem zweiten Schaltteil zusammenwirkt und dieses außer Eingriff mit einem dritten Schaltteil hält (welches ggf. die Arbeitsvorrichtung abschaltet), und welches sich bei einem Unterschreiten des Grenzwertes der Vorspannung-selbsttätig in eine zweite Stellung bewegt, in welcher es außer Eingriff mit dem zweiten Schaltteil gelangt, so daß dieses mit dem dritten Schaltteil in Eingriff und ggf. die Arbeitsvorrichtung ab- oder auf eine geringere Arbeitsleistung umschaltet.

Bei einer insbesondere für eine Fördergurt-Klemmverbindung eines Becherwerk-Fördergurtes geeignete und bestimmte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung, also einer Einrichtung für eine mechanische Endlosverbindung eines Fördergurtes, bei der die beiden Endabschnitte des Fördergurtes an der Verbindungsstelle - vorzugsweise nach einem abgerundeten übergang - im wesentlichen rechtwinklig von der Laufseite des Fördergurtes weg nach außen abgewinkelt sind sowie an ihren Außen- und Innenseiten an durch Schrauben miteinander verbundenen Formstücken anliegen, mit denen der Fördergurtverlauf an der Verbindungsstelle vorzugeben ist, ist' in bevorzugter Weise gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, daß das erste Schaltteil ein von einer auf Vorspannung zu überwachenden Ver-

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bindungsschraube gehaltenes Bauteil ist, welches einen

nockenartigen Vorsprung aufweist, der im normalen Betriebszustand mit dem unter Vorspannung bzw. Druck stehenden zweiten Schaltteil beaufschlagt ist, wobei das zweite Schaltteil bei Unterschreiten des Grenzwertes das erste Schaltteil aus dessen normaler Betriebsstellung dreht, so daß es frei wird und das dritte Schaltteil betätigen kann.

Das erste Schaltteil kann bevorzugt im wesentlichen

,/■ scheibenförmig ausgebildet sein und eine Durchgangsbohrung

^; für die Verbindungsschraube aufweisen sowie beispielsweise

an seinem Randabschnitt den bereits erwähnten, vorzugsweise integral ausgebildeten nockenartigen Vorsprung aufweisen. Dabei hat es sich insbesondere bei einer derartigen Ausgestaltung herausgestellt, daß das zweite Schaltteil ein von einer Feder beaufschlagter Bolzen sein kann, der an seinem der Feder abgekehrten Endabschnitt eine Schulter aufweist, die im normalen Betriebszustand mit dem ersten Schaltteil im Eingriff steht, wobei es weiterhin zweckmäßig sein kann, wenn der Bolzen und j?ie Feder in einer Buchse geführt sind.

Im Hinblick auf den Umstand, daß sich der Fördergurt während des Betriebes bewegt, hat es sich weiterhin als besonders zweckmäßig herausgestellt, wenn das dritte Schaltteil seitlich zum Gurt angeordnet isx., und wenn das zweite Schaltteil nach Auslösung des Schaltzustandes seitlich so weit über den Gurt vorsteht, daß es mit dem dritten Schaltteil in Eingriff konwnt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbei spiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt»

Fig. 1 eine etwas schematisierte Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen überwachungseinrichtung in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2 gesehen;

Fig. 2 die Überwachungseinrichtung gemäß Fig. in Richtung des Pfeil«s IV in Fig. 1 gesehen; und

Fig. 3 das zweite Schaltteil der überwachungseinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2, wie es auch ausschnittsweise bereits in Fig. 1 ersichtlich ist.

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Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung dient zum überwachen einer Schraubverbindung zum Verbinden zweier Gurtenden an der Verbindungsstelle eines mittels einer sog. Klemmverbindung endlos gemachten Fördergurtes 3 eines Heißgut-Gurtbecherwerkes, wobei der Zugträger des Fördergurtes 3 aus Stahlseilen 4 besteht. Er ist an der Verbindungsstelle nach außen abgewinkelt, wobei die beiden Endabschnitte 1, 2 im wesentlichen rechtwinklig zum übrigen Abschnitt des Fördergurtes 3 nach außen stehen. Die Übergangsstellen der Fördergurtendabschnitte 1> 2 sind sanft abgerundet, damit es nicht zu Knickbeschädigungen kommt. Zur Vorgabe des vorstehend kurz beschriebenen Verlaufes der Fördergurtendabschnitte 1, 2 ist an deren Außenseite jeweils ein Formstück 8 angeordnet. Ein weiteres Formstück befindet sich an der Innenseite der Fördergurtendabschnitte 1, 2, wobei auch dieses Formstück an seinem oberen Bereich entsprechend der vorgegebenen Krümmung der Fördergurtendabschnitte 1,2 an der Verbindungsstelle abgerundet und weiter unten eben ausgebildet ist. An seiner der Antriebstrommel zugekehrten Seite weist das an der Innenseite der Fördergurtendabschnitte befindliche Formstück einen Steg auf, dessen Krümmung dem Radius der Antriebstrommel entspricht. Der Steg stützt den Fördergurt 3 beim umlauf um die Trommeln und verhindert gleichzeitig ein Eindringen vom Fördergut an dieser Stelle, was zu Beschädigungen führen könnte.

Zwischen den Formstücken 8 und dem jeweiligen Fördergurtendabschnitt 1 bzw. 2 ist jeweils eine aus Textilgewebe bestehende Zwischenlage vorgesehen. Eine entsprechende Zwischenlage befindet sich zwischen dem an der Innenseite anliegenden Formstück und jedem der beiden

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FördsrgurtendabBchnitte 1, 2. Die Zwischenlagen verhindern/ daß sich die Stahlseile 4 beim Auftreten hoher Druckkräfte in die Deck- und Laufplatte des Fördergurtes 3 eindrücken.

Die Formstücke mit den dazwischen geklemmten Fördergurtendabschnitten 1, 2 sind mittels gekonterter, hochfester Schrauben 14 miteinander verbunden, die an sich ein späteres Nachziehen entbehrlich machen würden, wenn es nicht im Verlaufe des Betriebes zu Setzerscheinungen des Gummis des Fördergurtes 3 kommen würde. Die Schraubenköpfe 16 der Schrauben 14 und die Muttern 17 liegen jeweils an Verstärkungsplatten 18 der Formstücke 8 an und sind mit diesen verschweißt.

Zum Verbinden der Stahlseile 4 der beiden Fördergurtendabschnitte 1, 2 ist ein Klemmblock 19 vorgesehen, der Bohrungen zur Aufnahme der Endabschßitte dez" Drahtseile 4 sowie quer zu diesen Bohrungen verlaufende Gewindebohrungen zur Aufnahme von gekonterten Klemmschrauben aufweist, mit denen die Drahtseilendabschnitte im Klemmblock festzuklemmen sind. Statt einer derartigen klemmenden Halterung der Endabschnitte der Drahtseile 4 im Klemmblock können die Endabschnitte der Drahtseile 4 auch beispielsweise in dem Klemmblock mit einer Kunststoffmasse vergossen werden, wie dieses bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Wie aus den Fig.1 bis 3 erkennbar ist, ist an der Schraubverbindung 14, 16, 17, 17 ein Schaltmittel angeordnet, welches sich an einem ersten Schaltzustand befindet, wenn der Istwert d^r Vorspannung größer oder

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gleich dem Sollwert der Vorspannung der Schraubverbindung 14, 17 ist, und welches bei einem Unterschreiten des minimalen Sollwertes (= Grenzwertes) der Vorspannung selbsttätig in einen zweiten Schaltzustand gelangt, in welchem der weitere Betrieb des Becherwerkes unterbunden ist.

Das Schaltmittel weist ein von der Schraubverbindung 14, 17 reibschlüssig gehaltenes erstes Schaltteil 28 auf, welches sich bei ordnungsgemäßer Vorspannung der Schraubverbindung 14, 17 in einer ersten Stellung befindet, wie sie aus Fig. 1 erkennbar ist, in welcher es formschlüssig mit dem zweiten Schaltteil 29 zusammenwirkt und dieses außer Eingriff mit einem in Fig. 1 oben links lediglich schematisch angedeuteten dritten Schaltteil 30 hält, und welches sich bei einem Unterschreiten des Grenzwertes der Vorspannung selbsttätig in eine zweite Stellung bringt, in welche es außer Eingriff mit dem zweiten Schaltteil 29 gelangt, so daß dieses mit dem dritten Schaltteil 30 in Eingriff kommt.

Konkret ist die Ausgestaltung so getroffen, daß das erste Schaltteil 28 ein von der betreffenden, auf Vorspannung zu überwachenden Verbindungsschraube 14 gehaltenes Bauteil ist, welches scheibenförmig ausgebildet ist und eine Durchgangsbohrung für die Verbindungsschraube 14 aufweist sowie an seinem Randabschnitt mit einem nockenartigen Vorsprung 31 versehen ist, der (s. Fig. 1} im normalen Betriebszustand mit einem unter Vorspannung stehenden Teil des zweiten Schaltteiles beaufschlagt ist, wobei das zweite Schaltteil 29 bei Unterschreiten des Grenzwertes das erste Schaltteil in

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Richtung des Pfeiles 32 um die Achse M <2er Verbindungsschraube 14 dreht bzw. schwenkt und das dritte Schaltteil 30 betätigt, um den Antriebsmotor des Becherwerkes auszuschalten.

Das zweite Schaltteil 29 weist einen von einer Druckfeder 33 beaufschlagten Bolzen 34 auf, der an seinem der Feder 33 abgekehrten Endabschnitt eine Schulter 36 besitzt, die im normalen Betriebszustand mit dem nockenartigen Vorsprung 30 des ersten Schaltteiles 28 im Eingriff steht, nämlich formschlüssig (haltend) zusammenwirkt. Der Bolzen 34 und die Feder 33 sind in einer Buchse 37 geführt.

Das dritte Schaltteil 30 ist seitlich neben dem Fördergurt 3 angeordnet, und zwar ist die Anordnung so getroffen, daß das zweite Schaltteil 29 - genauer gesagt der Bolzen 34 - nach Auslösung des Schaltzustandes bei Entriegelung der formschlüssigen Verbindung 31/36 bei Unterschreiten des Grenzwertes der Vorspannung seitlich über den Fördergurt 3 so weit vorsteht, daß der Bolzen 34 mit dem dritten Schaltteil 30 in Eingriff kommt und einen Schaltvorgang auslöst, der unverzüglich zu einem Abschalten des Antriebsmotors führt.

Obwohl sich bei zahlreichen Versuchen gezeigt hat, daß bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens beispielsweise mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Sicherheit gewährleistet ist, daß es bei einem Unterschreiten des Grenzwertes der vorgegebenen Vorspannung unverzüglich zu einem Abschalten dee Antriebsmotore kommt und damit mit der gleichen Sicherheit

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Schäden zu vermeiden sind, wie sie weiter oben beschrieben sind, ist die erfindungsgemäße überwachungseinrichtung ersichtlich außerordentlich einfach darstellbar, indem nämlich beispielsweise eine unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebene, bekannte Klemmverbindung nur geringfügig verändert bzw. durch die drei Schaltteile 28, 29 und 30 ergänzt wird.

Selbstverständlich sind zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens zahlreiche andere Ausgestaltungen denkbar. Ebenso selbstverständlich ist es, daß die Erfindung ersichtlich auch bei anderen Ausgestaltungen von Klemmverbindungen Anwendung finden kann, die von der Ausgestaltung gemäß der DE-PS 23 41 992 abweicht, und daß eine Anwendung im übrigen nicht etwa nur bei Becherwerken oder gar nur bei Förderern möglich ist, sondern auch bei allen möglichen anderen Arbeitsvorrichtungen, bei denen die gleiche Problematik besteht, wie sie vorstehend insbesondere unter Bezugnahme auf Gurtbecherwerke beschrieben und dargestellt worden ist.

Claims (1)

Bernhard Beumer Maschinenfabrik KG Neue Ansprüche

1. Einrichtung zum Überwachen einer vorgegebenen Vorspannung einer Schraubverbindung einer Arbeitsvorrichtung, insbesondere einer Schraubverbindung zum Verbinden zweier Gurtenden an der Verbindungsstelle eines mittels einer sogenannten Klemmverbindung endlos gemachten Fördergurtes eines Gurt-Becherwerkes, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schraubverbindung (14, 17) ein Schalter (28, 29, 30) angeordnet ist, der sich in einem ersten Schaltzustand befindet, wenn der Istwert der Vorspannung größer oder gleich dem Sollwert der Vorspannung ist, und der bei einem Unterschreiten des minimalen SoIl-

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wertes (= Grenzwert) der Vorspannung mittels eines Schaltteils (28) selbsttätig in einen zweiten Schaltzustand zu bringen ist, in welchem der weitere Betrieb der Arbeitsvorrichtung unterbrochen bzw.die Arbeitsleistung der Arbeitsvorrichtung auf einen Wert reduziert wird, bei dem der Istwert der Vorspannung noch für eine ordnungsgemäße Betriebsweise ausreicht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (28, 29, 30) <?in von der Schraubverbindung (14, 17) reibschlüssig gehaltenes (erstes) Schaltteil (28) aufweist, welches sich bei ordnungsgemäßer Vorspannung der Schraubverbindung (14, 17) in einer ersten Stellung befindet, in welcher es formschlüssig mit einem zweiten Schaltteil (29) zusammenwirkt und dieses außer Eingriff mit einem dritten Schaltteil (30) hält, und bei Unterschreiten des Grenzwertes der Vorspannung in eine zweite Stellung zu bewegen ist, in welcher es außer Eingriff mit dem zweiten Schaltteil (29) gelangt,, so daß dieses mit dem dritten Schaltteil (30) in Eingriff kommt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für eine Gurt-Klemmverbindung eines Fördergurtes, insbesondere für ein Becherwerk, bei welcher die beiden Endabschnitte des Fördergurtes an der Verbindungsstella im wesentlichen rechtwinklig von der Laufseite des Fördergurtes weg nach außen abgewinkelt sind sowie an ihren Außen- und Innenseiten an durch Verbindungsschrauben miteinander verbundenen Formstücken anliegen, mit denen der Fördergurtverlauf an der Verbindungsstelle vorzugeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltteil (28)

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ein von einer auf Vorspannung zu überwachenden Verbindungsschraube (14) gehaltenes Bauteil ist, welches einen nockenartigen Vorsprung (31) o.dgl. aufweist, der im normalen Betriebszustand mit dem unter Vorspannung bzw. Druck stehenden zweiten Schaltteil (29) beaufschlagt ist, wobei das erste Schaltteil (28) mittels des zweiten Schaltteils (29) bei Unterschreiten des Grenzwertes aus seiner normalen Arbeitsstellung zu drehen und mit dem dritten Schaltteil (30) in Eingriff zu bringen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, rladurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltteil (28) im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist und eine Durchgangsbohrtmg für die Verbindungsschraube (14) aufweist sowie an seinem Randabschnitt - vorzugsweise integral - mit dem nockenartigen Vorsprung (31) od.dgl. versehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltteil (29) einen mit einer Feder (33) beaufschlagten Bolzen (34) aufweist, der an seinem der Feder (33) abgekehrten Endabschnitt eine Schulter (36) aufweist, die im normalen Betriebszustand mit dem ersten Schaltteil (28) in Eingriff steht.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (34) und die Feder (33) in einer Buchse (37) geführt sind.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Schaltteil (3O) seitlich zu dem Fördergurt (3) angeordnet ist; und daß das zweite Schaltteil (29) nach Auslösung

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des Schaltzustandes seitlich über den Fördergurt (3) so weit vorsteht, daß es mit dem dritten Schaltteil (30) in Eingriff kommt.