JP4108936B2 - 鉱山機械の回転可能なたがね装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、多くの場合、スクラッチローラローダ（Ｓｃｈｒａｅｍｍｗａｌｚｅｎｌａｄｅｒ）のコンベヤヘッド若しくはカッタヘッドに使用される、特に鉱山機械のための回転可能なたがね（Ｍｅｉｓｓｅｌ）に関する。回転たがねは、シャフトと、たがねホルダの端面で支えるためのフランジを備えた作業部とを有している。回転たがねのシャフト部の端部にはばね弾性的な摩擦リングが配置されている。摩擦リングは、このために構成された、端部フランジを備えたたがねシャフトの区分に被せ嵌められる。この場合、端部フランジと、摩擦リングを受容するために構成されたシャフト部とが、摩擦リングと共に部分的に、たがねが固定されているたがねホルダの縁部を越えて突き出る。
【０００２】
従来技術によれば、使用された安全装置に関連した、たがねシャフトの構造のための多くの解決策が公知である。ポーランド特許出願第３１６８４８号明細書によれば、広く普及したたがねホルダが公知である。この公知のたがねホルダは、その端部付近に、幅広い扁平な溝を有している。たがねホルダ内にたがねが挿入されると、この溝内に、表面が凹状に構成された面部材を備えた拡開スリーブが係合し、それによって挿入されたたがねが抜け落ちるのを阻止する。この解決策においては、たがねのシャフトは完全にたがねホルダ内に位置する。この解決策の欠点は、拡開スリーブつまりいわゆる「クリップリング“Ｃｌｉｐ−Ｒｉｎｇ”」がたがねホルダ内に挿入された後で緊締され、それによってその内側と溝の表面との間にギャップが形成され、このギャップ内に破壊された岩石の微小粒子が入り込むということである。これによって、一定の時間後に、均一な摩耗を得るために重要である、たがねホルダ内でのたがねの自由回転可能性が困難になる。また微小粒子が貯まることによって拡開スリーブが圧縮され、ひいては摩耗したたがねを交換することが困難になり、一部は不可能となる。これと類似のたがねシャフトの構成は、英国特許第２１４６０５８号明細書及びアメリカ合衆国特許第４４８４７８３号明細書に記載されている。
【０００３】
アメリカ合衆国特許第４６８４１７号明細書によれば、安全装置のための構造部及びシャフトの構造形式のための別の解決策が公知である。１実施例（この公知の明細書の図１）では、シャフトが短く、完全にたがねホルダの孔内に挿入されている。端部フランジから支持フランジまでの全面に、薄い金属薄板より製造された摩擦拡開スリーブが挿入されている。このような形式のスリーブは、ポーランド特許第１７３１４６号明細書又は例えばドイツ連邦共和国特許第３２３３１２３号明細書からも公知である。この解決策は、たがねをたがねホルダ内に挿入することが困難になるという欠点がある。何故ならば、スリーブは緊張解除された状態で、たがねホルダの内孔よりも大きい直径を有しているからである。従って、たがねで打撃する際に、スリーブは、シャフトの上部の円筒形の部分に、フランジの手前までスライドし、たがねが孔内にさらに押し込まれることが阻止されるか、又は逆の場合に、たがねは孔からたたき出されることになる。
【０００４】
同様の問題点は、ヨーロッパ特許公開第０２９５２３２号明細書に開示されたたがねにおいても生じる。この公知のたがねスリーブは同様に、シャフトのほぼ全長に当接し、下側で折れ曲がって溝内に係合し、これに対してスリーブは上側で外方に向かった折り曲げ部を有している。これによって、たがねをたがねホルダの受容部内に挿入する際に、スリーブは上方にスライドする間、再び拡開され、これによって緊締が生じる。
【０００５】
前記アメリカ合衆国特許第４６８４１７号明細書（図３）の別の実施例では、たがねシャフトがたがねホルダ孔よりも長くて、このたがねホルダ孔から突き出している構造について記載されている。この場合、シャフトの端部区分には一般的に狭い溝が対応配置されており、この狭い溝内に安全リング、クランプ又は割ピンの形状のロック部材が挿入される。このような解決策は、シャフトとたがねホルダ孔との間に汚れがたまり、この汚れが内孔における摩擦摩耗によって遊びが次第に大きくなるので困難が生じる。たがねホルダ孔が非常に大きく拡開されると、安全装置は働かなくなるので、たがねはたがねホルダから抜け落ちることになる。
【０００６】
別のアメリカ合衆国特許第４９４４５５９号明細書によれば、たがねのシャフトに溝が設けられており、このシャフトは、たがねホルダの孔から突き出している。このような配置においては、もっぱら２つのゼーゲルリング（Ｓｅｇｅｒｒｉｎｇ）又は１つのゼーゲルリングと１つの錠ロックの形状の２重の安全装置が設けられている。
【０００７】
従って本発明は、以上の従来技術から出発して、冒頭に述べた形式のたがね及び、運転中にたがねが抜け落ちるのを防止する安全装置で、前記公知の解決策の欠点を取り除き、取り扱いが容易で簡単に組み立てることができ、たがねの交換が軽減されたものを提供することである。この解決策は、シャフトが全長に亘って一体的な直径を有しているたがねのためにも、シャフトが段付けされた直径を有するたがねのためにも適用することができものでなければならない。本発明は、たがねをたがねホルダ内に直接固定するためにも、また中間スリーブ内に固定するために適しているものでなければならない。
【０００８】
本発明によればこの課題は、たがねシャフトの端部が、ピンとして構成され、両側が斜めに切り落とされたつまり面取り斜面（Ｆａｓｅ）を備えた突起部を備えていることによって解決された。ピンには摩擦リングが被せ嵌めされており、この摩擦リングの直径は緊張解除された状態でたがねホルダ孔の直径よりも大きい。摩擦リングはその上端部及び下端部で内方に傾斜した、ピンの面取り斜面に合致せしめられた傾斜面を有している。ピンの面取り斜面及び、摩擦リングの、両側が内方に傾斜した傾斜面によって、摩擦リングは、たがねを取り付ける時にもまたたがねを取り出す時にも、ピンの領域内に残り、シャフトの別の部分に被せはめられることはない。このような強制ガイドに基づいて、摩擦リングが不都合に拡開することはない。しかも、シャフトのピン状の受容領域は、スリーブ若しくは摩擦リングのための、幅の広い滑らかな受容溝を備えた従来のシャフト形状と対比して、ピンがその他のシャフトに対して材料が著しく弱い箇所を形成することはなく、たがねの回転時にその他のシャフト領域と並んで同様にたがねの形状安定性のために寄与するという利点を有している。
【０００９】
本発明による解決策においては有利には、固定時に効果的な固定、容易で迅速で確実な取り扱いが得られる。また有利には、別個のロック部材を設ける必要はない。何故ならば摩擦リングは製造者がたがねシャフトに取り付けて、使用されたたがねと共に固定されるからである。たがね安全装置のこのような構成は、高価ではなく、むしろ公知のたがね安全装置よりも安価である。さらに本発明の構成によれば、たがねはたがねホルダ内で妨害されることなく回転し、ひいては確実に一様な摩耗が得られるようになっている。ピンが簡単な延長部としてシャフトに構成されているので、たがねホルダ内に導入されたシャフトの形状安定性はより高められる。短いシャフトを備えたたがねを使用すると、たがねホルダ孔の一般的な拡開及び、場合によっては生じるたがねの破損は避けられる。
【００１０】
本発明のその他の利点は従属請求項、及び以下の有利な実施例の説明に記載されている。
【００１１】
図１は、一様なシャフト及び取り付けられたリングを有する回転たがねを、断面して図示されたたがねホルダ内に挿入した部分断面図、
図２は、たがねホルダを挿入する際の、取り付けられた摩擦リングを有する回転たがねシャフトの部分的な断面図、
図３は、図１及び図２に示した回転たがねシャフトの部分的な断面図、
図４は、摩擦リングに設けられたスリットの方向から見た、図１及び図２に示した摩擦リングの部分的に断面した側面図、
図５は、摩擦リングの平面図、
図６は、図４に示した摩擦リングの端縁部の枠部の拡大図である。
【００１２】
本発明によれば、回転たがねは、作業部４とピン状のシャフト６とを有しており、このシャフト６は、支持フランジ５によって作業部４と結合されている。支持フランジ５は、回転たがねをたがねホルダ１内に挿入した後でたがねホルダ１の端部３に当接する。シャフト６は、端部区分で、ピン７として構成された領域を有しており、この領域は、両側が面取りされていて、上側のシャフト部分６の側で面取り斜面９を有し、端部フランジ８の側で面取り斜面１０を有している。有利にはこれら２つの面取り斜面９，１０は同一に構成されていて、これらの面取り斜面９，１０とピン７の周面２２との間で、１０゜〜３５゜の角度α有利には２５゜を形成している。ピン７の直径Ｄ２は、シャフト６の直径Ｄ１よりも小さく、端部フランジ８の直径Ｄ３よりも小さい。端部フランジ８の直径Ｄ３が、シャフト６の直径Ｄ１よりもやや小さければ有利である。面取り斜面９とシャフト６の内側傾斜面１３との間に、真っ直ぐな又は湾曲した輪郭を有する底部１５を備えた凹部１１が形成されており、面取り斜面１０と端部フランジ８の内側１９との間に、真っ直ぐな輪郭を有する底部１６を備えた溝１２が形成されている。ピン７に摩擦リング２３が取り付けられており、この摩擦リング２３は両側に向かって傾斜面２５を有していて、２つの縁部２８間でスリット２６を形成している。傾斜面２５と摩擦リング２３の外側面２４との間に、角度β（１０゜〜３５゜の間、有利には２５゜）が形成されており、傾斜面２５は可能な限りピン７の面取り斜面９，１０に対応して整列されている。リング２３の直径ｄ１は、緊張解除された状態でたがねホルダ１の孔２の直径よりも大きい。しかしながら摩擦リング２３の傾斜面２５の端縁部３０の直径ｄ２は、シャフト６の直径Ｄ１よりも小さく、端部フランジ８の側面２０の直径Ｄ３よりも小さい。
【００１３】
これによって、摩擦リング２３の傾斜面２５の端縁部３０は一方では凹部１１内に配置され、他方では溝１２内に配置されている。従って、摩擦リング２３がピン７に対してその最も外側の終端位置に位置していても、端縁部３０は緊張解除された状態で凹部１１内に及び溝１２内にスライドさせることはできない。ピン７及び摩擦リング２３の直径、及びたがねホルダ１の孔２の直径は互いに次のように合わせられている。つまり、厚さｇの壁厚を有する摩擦リング２３の外側面２４によって、たがね４が軸方向で摺動してたがねホルダ１から抜け落ちることが確実に避けられる程度に強い圧力が孔２の面に加えられるように、互いに合わせられている。従ってスリット２６は、その縁部２８が摩擦リング２３の緊締された状態においても接触しないように構成されている。それと同時に、たがねホルダ１内におけるたがね４の自由な回転可能性を保証するために、摩擦リング２３の内側２７とピン７の周面２２との間にギャップ２１が形成されている。重要なことは、摩擦リング２３はその外側面２４だけが孔２に当接するということである。従って、摩擦リング２３の傾斜面２５がその、外側面２４に向かっての移行部２９から端縁部３０まで、ピン７の面取り斜面９，１０よりも短く構成されていて、これによって端縁部３０が一方ではシャフト６の内側傾斜面１３と接触せず、他方では端部フランジ８の内側１９と接触しないようになっていれば有利である。内側傾斜面１３は、上側のシャフト部分６の周面１４に対して、有利には９０゜よりも小さい角度で延びている（図３）ので、たがね４をたがねホルダ１内に挿入する際に、上側の端縁部３０は凹部１１の底部１５に向けられる。付加的に製造誤差が大きい場合でも端縁部３０が凹部１１及び溝１２から抜け出るのを避けるために、端縁部３０は、外側に対して約１５゜の角度χを成している。たがね４をたがねホルダ１内に挿入する作業を軽減するために、周面２４と傾斜面２５との間の移行部２９は有利には曲率半径ｒ（図４）を有しており、これによってたがね４をハンマーなしでわずかな力で挿入することができる。これは熱処理によって非常に強く硬化された摩擦リング２３においてあてはまる。ピン７に摩擦リングを取り付け取り外す作業を軽減するために、縁部２８は中央部で切欠３１を有していて、この切欠３１は、操作時にペンチ（Ｚａｎｇｅ）の脚が滑り落ちるのを阻止する。特に困難な坑内作業において、たがね４の取り外し作業を軽減するために、端部フランジ８の端面側１７に小さい切欠１８が設けられており、この切欠１８は、たがね４をたがねホルダ１から取り外すために工具が取り付けられた時に、工具が端面側１７から滑り出るのを阻止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一様なシャフト及び取り付けられたリングを有する回転たがねを、断面して図示されたたがねホルダ内に挿入した部分断面図である。
【図２】 たがねホルダを挿入する際の、取り付けられた摩擦リングを有する回転たがねシャフトの部分的な断面図である。
【図３】 図１及び図２に示した回転たがねシャフトの部分的な断面図である。
【図４】 摩擦リングに設けられたスリットの方向から見た、図１及び図２に示した摩擦リングの部分的に断面した側面図である。
【図５】 摩擦リングの平面図である。
【図６】 図４に示した摩擦リングの端縁部の枠部の拡大図である。
【符号の説明】
１ たがねホルダ
孔
３ 端部
４ 作業部（たがね）
５ 支持フランジ
６ シャフト
７ ピン
８ 端部フランジ
９，１０ 面取り斜面
１１ 凹部
１２ 溝
１３ 内側傾斜面
１４ 周面
１５，１６ 底部
１７ 端面側
１８ 切欠
１９ 内側
２０ 側面
２１ ギャップ
２２ 周面
２３ 摩擦面
２４ 外側面
２５ 傾斜面
２６ スリット
２７ 内側
２８ 縁部
２９ 移行部
３０ 端縁部
３１ 切欠
ｄ１，ｄ２、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 直径
ｇ 厚さ
ｒ 曲率半径
α、β、χ 角度

Claims (15)

1. 特に鉱山機械のための回転たがねであって、シャフト（６）と、フランジ（５）を備えた作業部（４）とを有しており、該フランジ（５）は、回転たがねのシャフト（６）がたがねホルダ（１）の受容孔内に挿入された時にたがねホルダ（１）の端面で支えるために用いられるようになっており、前記回転たがねのシャフト（６）に、たがねホルダ（１）の受容孔内に挿入される摩擦リング（２３）が被せ嵌められるようになっている形式のものにおいて、
   シャフト（６）が、端部フランジ（８）を備えたピン（７）として構成された領域を有しており、該ピン（７）として構成された領域が、上側のシャフト部分（６）の側で上側の面取り斜面（９）を有していて、前記端部フランジ（８）の側で下側の面取り斜面（１０）を有しており、摩擦リング（２３）がその上端部及び下端部で、ピン（７）の面取り斜面（９，１０）に合致した、内方に傾けられた傾斜面（２５）を有していることを特徴とする、回転たがね。
2. ピン（７）の上側の面取り斜面（９）から上側のシャフト部分（６）への移行部に凹部（１１）が形成されていて、ピン（７）の下側の面取り斜面（１０）から端部フランジ（８）への移行部に溝（１２）が形成されている、請求項１記載の回転たがね。
3. ピン（７）の上側の面取り斜面（９）から上側のシャフト部分（６）への移行部がアンダカットを形成している、請求項１又は２記載の回転たがね。
4. アンダカットが円形の内側傾斜面（１３）によって制限されていて、該内側傾斜面（１３）と上側のシャフト部分（６）の周面（１４）との間が鋭角を形成している、請求項３記載の回転たがね。
5. 摩擦リング（２３）が上側及び下側において端縁部（３０）で終わっており、摩擦リング（２３）の傾斜面（２５）の端縁部（３０）が面取りされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の回転たがね。
6. 摩擦リング（２３）の上側の傾斜面（２５）の上側の端縁部（３０）の面取り部が、ピン（７）と上側のシャフト部分（６）との間の移行部におけるアンダカットの内側傾斜面（１３）に合わせられている、請求項５記載の回転たがね。
7. ピン（７）の直径（Ｄ２）が上側のシャフト部分（６）の直径（Ｄ１）よりも小さい、請求項１から６までのいずれか１項記載の回転たがね。
8. ピン（７）の直径（Ｄ２）が、上側のシャフト部分（６）の直径（Ｄ１）よりも、摩擦リング（２３）の厚さ（ｇ）の２倍だけ小さい、請求項５記載の回転たがね。
9. 面取り斜面（９，１０）が、これらの面取り斜面間に延びる、ピン（７）の実質的に円筒形の周面（２２）に対して、１０゜〜３５゜の角度（α）だけ内方に傾いている、請求項１から８までのいずれか１項記載の回転たがね。
10. ピンの直径（Ｄ２）が端部フランジ（８）の直径（Ｄ３）よりも小さい、請求項１から９までのいずれか１項記載の回転たがね。
11. 端部フランジ（８）の端面側（１７）が切欠（１８）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の回転たがね。
12. 回転たがねのシャフト（６）における端部フランジ（８）が、たがねホルダ（１）内に回転たがねが挿入された時に、たがねホルダ（１）の受容孔から突き出るようになっている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の回転たがね。
13. たがねホルダ（１）の受容孔内で回転たがねを固定するための摩擦リングであって、摩擦リング（２３）が、長手方向でスリットを付けられていて互いに向き合う２つの縁部（２８）を備えている形式のものにおいて、
    摩擦リング（２３）が、請求項１から１２までのいずれか１項記載に従って、その上端部及び下端部で内方に傾けられた傾斜面（２５）を備えていることを特徴とする、摩擦リング。
14. スリット（２６）を形成する縁部（２８）が切欠（３１）を有している、請求項１３記載の摩擦リング。
15. 上側の傾斜面と下側の傾斜面（２５）との間に外側面（２４）が設けられており、この外側面と上側及び下側の傾斜面（２５）との間の移行部（２９）が曲率半径（ｒ）で丸みを付けて構成されている、請求項１３又は１４記載の摩擦リング。

Images