DE3044873C2 - Winde für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Winde für Gewinnungsmaschinen des Untertagcbergbaucs. die mit mindestens einem Antriebsrad ausgesteuert ist das mit zwei gleichachsig zueinander liegenden Zahnkränzen in eine sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckende Zahnstange eingreift, die beidseitig mit im gleichen Tei-Iungsabstand voneinander angeordneten Ansätzen versehen ist, zwischen die die beiden Zahnkränze mit ihren Zähnen greifen.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 26 27 S84 ist eine Vorschubeinrichtung für Abbauschrämlader bekanntgeworden, deren Winde mit einem Antriebsrad ausgestattet ist, dessen beide Zahnkränze in eine auf der Versatzseite des Strebfördermittels verlegte, sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckende Zahnstange eingreifen. Diese Zahnstange, die aus einem rohrförmigen Körper besteht, ist beidseitig mit im gleichen Teilungsabstand voneinander angeordneten kaloitenförmigen Ansätzen versehen, zwischen die auf gegenüberliegenden Seiten des Zahnstangenkörpers die beiden Zahnkränze des Antriebsrades einer Gewinnungsmaschine mit ihren Zähnen greifen. Das Antriebsrad ist einteilig ausgebildet und verbindet die beiden Zahnkränze starr miteinander. Bearbeitungsungenauigkeiten bei der Fertigung der Zahnstangenabschnitte, vor allem der zu beiden Seiten des Zahnstangenkörpers befindlichen kalottenförmigen Ansätze, aber auch geringfügige Richtungsü3terschiede einzelner Zahnstangenabschnitte gegenüber der Bewegungsrichtung der Gewinnungsmaschine, wie sie sich untertage nicht vermeiden lassen, führen zu einer einseitigen Belastung des Antriebsrades der Winde, also zur Belastung nur eines der beiden Zahnkränze. Und zwar kommt in diesen Fällen nur der Zahnkranz mit seinen Zähnen zur Anlage, der sich auf der Außenseite eines kurvenförmig verlaufenden Zahnstangenabschnittes befindet. Wegen der in der Regel großen Vorschubkraft der Maschinenwinde treten bei einseitig belastetem Antriebsrad extrem hohe Belastungen an den die Vorschubkraft übertragenden Zähnen des allein tragenden Zahnkranzes auf. Sie verkürzen die Lebensdauer des Antriebsrades erheblich und ziehen auch Beschädigungen der belasteten Zahnstangenabschnitte nach sich.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues eine Winde der eingangs erläuterten Bauart zu schaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß sie ihr Antriebsrad stets mit beiden Zahnkränzen an den zu beiden Seiten des Zahnstangenkörpers befindlichen Ansätzen zur Anlage bringt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, beide Zahnkränze in beiden Drehrichtungen des Antriebsrades gegeneinander verdrehbar zu lagern und sie mit je einem eigenen Antriebsmotor getrieblich zu verbinden. Bei dieser Anordnung besteht zwischen beiden Zahnkränzen des Antriebsrades keine getrieblichc Verbindung. Sie können sich unter dem Drehmoment des sie antreibenden eigenen Motors, beispielsweise eines Elektromotors, unabhängig voneinander verdrehen und finden daher mit ihren Zännen stets eine Anlage an den in ihrer Umlaufebene befindlichen Ansat/cn der Zahnstangenabschnitte. Fertigungsungenauigkciten, die

6ö das Teilungsmaß der Ansätze beeinflussen, werden durch erfindungsgemäß angeordnete Zahnkränze ausgeglichen. Ebenso gleichen diese unabhängig voneinander verdrehbaren Zahnkränze Abweichungen aus. die zwischen der Bewegungsrichtung und der Gcwiiinungs-

o5 maschine und der Zahnstangenlängsrichtung bestehen, aber auch Unterschiede, wie sie in Krümmungsbereichcn des Strcbfördcrmittcls auftreten und durch unter schiedlichc Kurvenradien der kurveninncren und der

kurvenäußeren Ansätze der Zahnstange bedingt sind.

Zweckmäßigerweise sind beide Antriebsmotoren als Flüssigkeitsmotoren ausgebildet und mit einer gemeinsamen Flüssigkeitspumpe hydraulisch sowie über je ein Untersetzungsgetriebe mit je einem der Zahnkränze getrieblich verbunden. Bei einer Winde dieser Bauart kann beispielsweise der einzige Antriebsmotor der Gewinnungsmaschine, der auch das Lösewerkzeug antreibt, die Flüssigkeitspumpe antreiben. Es ist aber auch möglich, den Antrieb der Flüssigkeitspumpe mit Hilfe eines besonderen Windenmotors zu bewerkstelligen, der allein die Flüssigkeitspumpe antreibt

Es gehört zum Stand der Technik, wie die deutsche Offenlegungsschrift 26 23 340 zeigt, den Zahnstangenvorschubantrieb für eine Schrämmaschine mit zwei gleichsinnig angetriebenen, eng benachbarten Antriebszahnrädern auszustatten, die durch gesonderte Motoren angetrieben werden oder die drehelastisch angeordnet sind. Eine derartige Anordnung soll einen zwanglosen Obergang zum nächsten Zahnstangenabschnitt bei abgewinkelter Lage erlauben.

Es ist von Vorteil, wenn eine zwischen den beiden Zahnkränzen befindliche und zu ihnen gleichachsig liegende, sich auf der Zahnstange abstützende Büchse sich unter der Maschinenbewegung auf der Zahnstange abwälzt Mit Hilfe dieser Büchse, die den gegenseitigen Abstand der beiden Zahnkränze sichert und die Eingrifftiefe der Antriebsradverzahnung in die Zahnstange begrenzt, läßt sich ein erheblicher Teil des Maschinengewichtes auf den Zahnstangenkörper übertragen und darüber hinaus auch die Gewinnungsmaschine führen.

Weiterhin kann der versatzseitige Zahnkranz drehfest auf der mit einem der beiden Antriebsmotoren getrieblich verbundenen Antriebswelle befestigt sein und der dem Maschinenkörper benachbarte Zahnkranz auf einer mit dem anderen Antriebsmotor getrieblich verbundenen Büchse liegen, die drehbar auf der Welle gelagert ist In dieser Form lassen sich die beiden unabhängig voneinander verdrehbaren Zahnkränze besonders gedrängt anordnen, was insbesondere bei niedrig bauenden Gewinnungsmaschinen, bei denen die Abtriebswellen der Maschinenwinde unmittelbar mit ihrem zugehörigen Zahnkranz verbunden sind, vorteilhaft ist.

Das Erfindungsproblem läßt sich bei Winden der eingangs erläuterten Bauart aber auch in einer anderen Weise lösen. Und zwar können bei solchen Winden auch beide Zahnkränze in ihrer Umlaufebene elastisch auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sein. Durch die elastische Anordnung der Zahnkränze in beiden Drehrichtungen des Antriebsrades wird eine hinreichende Verdrehbarkeit beider Zahnkränze gegeneinander erreicht, die genügt, um Teilungsungenauigkeiten der auf gegenüberliegenden Seiten des Zahnstangenkörpers befindlich«! Verzahnungen auszugleichen und beide Zahnkränze des Antriebsrades an der Lastaufnahme zu beteiligen.

Dazu können be'^.. Zahnkränze auf je einer bzw. auf einer gemein^c";iien, mit der Antriebswelle drehfest verbundene., Nabe verdrehbar gelagert sein, wobei die Zahnkränze in der Umfangsfläche ihrer die Nabe zen- ω irisch umschließenden Bohrung und die Nabe auf ihrem innerhalb dieser Bohrung befindlichen Umfangsabschnitt mit radialen Ansätzen versehen sind, die ineinandergreifen und zwischen sich Federelemente einschließen. Diese Federelemente geben den Zahnkränzen in 6'> der jeweiligen Umlaufrirhtung des Antriebsrades eine hinreichende Bewegungsmöglichkeit gegeneinander, die sie beide befähigt, an der Kraftübertragung teilzunehmen.

Vorzugsweise sollten die Federelemente aus Druckfedern bestehen, die in Bohrungen der Ansätze zentriert sind. Solche Federn eignen sich zur Übertragung besonders großer Kräfte und geben den von ihnen in Umlaufrichtung elastisch gehaltenen Zahnkränzen eine hinreichende Bewegungsmöglichkeit gegenüber der auf der Antriebswelle befestigten Nabe.

In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden Beschreibungsteil näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Teil der Gewinnungsmaschine in perspektivischer Darstellung;

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Windengetriebes der Gewinnungsmaschine;

Fig.3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise geschnittener Darstellung;

F i g. 4 eine Vorderansicht der Zahnkränze in einem Halbschnitt.·

F i g. 5 eine Seitenansicht der Zahr_v~.ränze gemäß der Fig. 4.

Die Gewinnungsmaschine ist mit 1 bezeichnet Sie besteht aus mehreren untereinander und mit einem nicht dargestellten Maschinenrahmen fest verschraubten Bau /inheiten, die über dem Strebfördermittel 2 angeordnet sind und den Maschinenkörper 3 bilden. An je einer vor Kopf des Maschinenkörpers 3 angeordneten Rippe 4 ist ein Tragarm 5 befestigt, der eine Schrämwalze 6 trägt, die um eine zum Liegenden parallele, rechtwinklig auf den Abbaustoß gerichtete Achse umläuft. Sie ist über ein im Tragarminnern befindliches Untersetzungsgetriebe mit einem Antriebsmotor 7 verbunden, der am Tragarm 5 angeflanscht ist und sie antreibt Tragarm 5 und Antriebsmotor 7 werden von einem gemeinsamen Bolzen 8, der eine entsprechende Bohrung der Rippe 4 des Maschinenkörpers 3 durchgreift und dessen Achse parallel zum Liegenden verläuft, gehalten. Ferner ist, um das Haufwerk besser aus dem Schramtiefsten in das Strebfördermittel 2 austragen zu können, an pinem zweiteiligen Räumschildhalter 9, ein Räumschild 10 um die Schrämwalzenachse schwenkbar befestigt und zusammen mit der Schrämwalze 6 höhenverstellbar angeordnet

Die Gewinnungsmaschine 1 erzeugt ihre Vorschubbewegung mit Hilfe einer Zahnstange 11, die sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckt. Sie ist beidseitig mit im gleichen Teilungsabstand voneinander angeordneten, die Verzahnung bildenden Ansätzen 12 versehen. Zwei Abtriebsräder 13, die auf zwei zueinander parallel liegenden Abtriebswellen 14 der Baueinheit des Maschinenkörpers 3 befestigt sind, greifen in je einen der beiden Zahnkränze 15 des Antriebsrades 16 der Gewinnungsmaschine 1 ein. Diese beiden Zahnkränze 15 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Zahnstangenkörpers 17 und kämmen mit deiv unter ihnen befindlichen Zahnstangenansätzen 12. Das Antriebsrad 16. das die Antriebsbewegung der beiden Abtriebsräder 13 mil Hilfe der Zahnstange 11 in eine Vorschubbewegung umsetzt, besteht aus den beiden Zahnkränzen 15. zwischen denen sieh eine mit einer konkaven Umfangsfläche versehene Büchse 18 befindet. Diese Büchse 18 sowie die beiden sie einschließenden Zahnkränze t5 sind unabhängig voneinander verdrehbar auf einem gemeinsamen Bolzen 19 gelagert. Dabei hat die Büchse 18 im wesentlichen die Aufgabe, den gegenseitigen Abstand der Zahnkränze 15 zu sichern und die Eindringtiefe der Antriebsradverzahnung in die Zahnstangenverzahnung zu begrenzen. Halter 20 verbinden die

auf der Versatzseite neben dem Strebfördermittel 2 angeordnete Zahnstange 11 mit der Seitenwand des Strebfördermittels 2. Darüber hinaus ist eine den Eingriff der Zahnkränze 15 in die Zahnstange 11 sichernde Führungskufe 21 vorgesehen (F i g. 3), die sich im unmittelbaren Bereich des Antriebsrades 16 der Gewinnungsmaschine befindet, wo sie die Zahnstange 11 untergreift und die Gewinnungsmaschine 1 führt.

Wie die F i g. 2 zeigt, sind beide Abtriebsräder 13 über je einen Flüssigkeitsmotor 22, je ein Untersetzungsgetriebe 23 und je eine Kupplung 24 mit je einem Planetengetriebe 25 verbunden, dessen Sonnenrad 26 die Drehbewegung des Flüssigkeitsmotors 22 auf das ihm zugeordnete Abtriebsrad 13 überträgt. Beide Flüssigkeitsmotoren 22 stehen über einen gemeinsamen Flüssigkeitskreislauf mit einer gemeinsamen Flüssigkeitspumpe 27 in Verbindung, die von einem Motor 28 ange tr\f»hi*n u/irH H*»r in pinpr anprpn7PnHpn Raiipinhpit im· --· ---—· ·-- —o- - - - -

tergebracht ist. Dieser Motor 28 treibt über Stirnräder 29 auch eine innerhalb der Baueinheit untergebrachte Spülpumpe 30 an, die ständig einen Teil der Flüssigkeit des Flüssigkeitskreislaufes durch gefilterte und gekühlte Flüssigkeit ersetzt. Da die beiden gegeneinander verdrehbaren Zahnkränze 15 von je einem eigenen Flüssigkeitsmotor 22 angetrieben werden, können sie sich unabhängig voneinander verdrehen und sind daher in der Lage, Teilungsungenauigkeiten, vor allem an den Übergangsstellen von Zahnstangenabschnitt zu Zahnstangenabschnitt, auszubleichen. Beide Zahnkränze 15 liegen daher mit den Zahnflanken ihrer Zähne stets an einem der Ansätze 12 an und nehmen gleichmäßig an der Lastaufnahme teil.

Die Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich insbesondere für niedrigere Maschinen eignet. Der versatzseitige Zahnkranz 31 ist hier drehfest mit einer Welle 32 verbunden, die im Windengehäuse 33 mit einem eigenen Antriebsmotor gekuppelt ist und sich mit ihrem Ende in der Seitenwand 34 der Verkleidung

35 des Antriebsrades abstützt. Auf dieser Welle 32 stützt sich auch die den benachbarten Zahnkranz 36 tragende Büchse 37 ab. Sie ist drehbar auf der Welle 32 gelagert und innerhalb des Windengehäuses 33 mit einem zweiten, eigenen Antriebsmotor verbunden. Auch hier schließen die beiden Zahnkränze 31, 36 zwischen sich eine konkav geformte, drehbar auf der Welle 32 gelagerte Büchse 38 ein, die sich auf der unter ihr angeordneten Zahnstange 11 abwälzt und den Zahneingriff in seiner Tiefe begrenzt Auf der Welle 32 ist außerdem eine Führungskufe 21 angeordnet, die die versatzseitig liegenden zahnarLgen Ansätze 12 der Zahnstange 11 untergreift und so den Zahneingriff der Zahnkränze 3J,

36 sichert. Der Schwenkwinkel der Führungskufe 21 wird durch einen Anschlag 30 begrenzt, der an der Innenkante der Seitenwand 34 der Antriebsradverkleidung 35 angeschweißt ist. Dieser verhindert während des Betriebes ein Verklemmen der Führungskufe 21 an der Zahnstange 11. Die horizontale Verschiebbarkeit der Kufe 21 wird durch eine Distanzscheibe 40 begrenzt, die zwischen dem versatzseitig liegenden Zahnkranz 31 und der Führungskufe 21 angeordnet ist.

Die F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausfühmngsbeispiel der Erfindung. Hier sind beide Zahnkränze 41 des Antriebsrades 42 auf einer gemeinsamen Antriebswelle 43 gelagert und schließen zwischen sich eine zu ihnen gleichachsig liegende Büchse 44 mit konkaver Umfangsfläche ein, die sich auf dem Körper 17 der Zahnstange 11 abwälzt. Die Büchse 44 wird von einer Distanzbüchse 45 getragen, die die Antriebswelle 43 umgibt und die Naben 47, die über Nut und Feder 46 drehfest mit der Antriebswelle 43 verbunden sind, in ihrem gegenseitigen Abstand festlegt. Wie insbesondere die F i g. 5 zeigt, stützen sich die Zahnkränze 41 mit den radialen Vorsprüngen 48 ihres die Nabe 47 umschließenden Bohrungsumfanges auf dem Nabenumfang ab, während die Nabe 47 mit Ansätzen 49 ihres Umfanges zwischen die Ansätze 48 des zugehörigen Zahnkranzes 41 greift. Zwischen den ineinandergreifenden Ansätzen 49 der Nabe 47 und des zugehörigen Zahnkranzes 41 besteht in Umfangsrichtung ein hinreichendes Spiel 50, das eine Verdrehung von etwa 10° zwischen Nabe 47 und Zahnkranz 41 zuläßt. Kegelförmige Druckfedern 51, die in sich gegenüberliegenden Sackbohrungen 52 der Nabenansätze 49 angeordnet sind und sich mit ihrem aus der Sackbohrung 52 vorstehenden Ende an den Seitenflächen 53 der Zahnkranzsätze 48 anliegen, übertragen das Antriehsdrehmoment der Antriebswelle 43 von der Nabe 47 auf den Zahnkranz 41. Sie halten letzteren in Umfangsrichtung so elastisch, daß stets beide Zahnkränze 41 mit ihrer Verzahnung an den Zahnstangenansätzen 12 anliegen und etwa gleichgroße Lastanteile übernehmen. Scheiben 54, die sich auf der Außenseite der Naben 47 bzw. der Zahnkränze 41 befinden, verhindern Axialbewegungen der Zahnkränze 41.

Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, alle vorl-.T beschriebenen Ausführungsbeispiele ohne die Büchse zwischen den Zahnkränzen auszuführen und die beiden Zahnkränze direkt nebeneinander liegend, gegeneinander verdrehbar anzuordnen. Diese Lösung ist besonders bei breiten Zahnstengen von Vorteil, die mit einer zwischen seitlichen Leisten befindlichen Verzahnung ausgestattet sind. An diesen, beispielsweise aus Triebstöcken bestehenden, besonders breiten Zähnen, stützen sich beide Zahnkränze zumindest auf einem Teil ihrer Breite ab und verbessern die Kraftübertragung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Winde für Gewinnungsmaschine des Untertagebergbaues, die mit mindestens einem Antriebsrad ausgestattet ist, das mit zwei gleichachsig zueinander liegenden Zahnkränzen in eine sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckende Zahnstange eingreift, die beidseitig mit im gleichen Tei-Iungsabstand voneinander angeordneten Ansätzen versehen ist, zwischen die die beiden Zahnkränze mit ihren Zähnen greifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (15; 31; 36) in beiden Drehrichtungen des Antriebsrades (16) gegeneinander verdrehbar gelagert und mit je einem eigenen Antriebsmotor (22) getrieblich verbunden sind.

2. Winde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebsmotoren (22) Flüssigkeitsmotoren sind, dif mit einer gemeinsamen Flüssigkeitspumpe (27) hydraulisch und über je ein Untersetzungsgetriebe (23; 25) mit je einem der Zahnkränze (15; 31; 36) getrieblich verbunden sind.

3. Winde nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Zahnkränzen (15;31; 36) befindliche und zu ihnen gleichachsig liegende, sich auf der Zahnstange (11) abwälzende Büchse (18,38).

4. Winde nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der versatzseitige Zahnkranz (31) drehfest auf der mit einem der beiden Antriebsmotoren (22) getrieblich verbundenen Welle (32) befest/t ist und der dem Maschinenkörper (3) benachbarte Zahnkranz (36) auf einer mit dem anderen Antri .bsmotor (22) getrieblich verbundenen Büchse (37) liegt, die drehbar auf der Welle (32) gelagert ist.

5. Winde für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues, die mit mindestens einem Antriebsrad ausgestattet ist, das mit zwei gleichachsig zueinander liegenden Zahnkränzen in eine sich über die Länge des Maschinenfahrweges erstreckende Zahnstange eingreift, die beidseitig mit im gleichen Teilungsabstand voneinander angeordneten Ansätzen versehen ist, zwischen die die beiden Zahnkränze mit ihren Zähnen greifen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zahnkränze (41) in ihrer Umfangsebene elastisch auf einer gemeinsamen Antriebswelle (43) angeordnet sind.

6. Winde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zahnkränze (41) auf je einer bzw. auf einer gemeinsamen, mit der Antriebswelle (43) drehfest verbundenen Nabe (47) verdrehbar gelagert sind, wobei die Zahnkränze (41) in der Umfangsfläche ihrer die Nabe (47) zentrisch umschließenden Bohrung und die Nabe (47) auf ihrem innerhalb dieser Bohrung befindlichen Umfangsabschniu mit radialen Ansätzen (48; 49) versehen sind, die ineinandergreifen und zwischen sich Federelcmente (51) einschließen.

7. Winde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (51) vorzugsweise aus Druckfedern bestehen, die in Bohrungen (52) der Ansätze (49) zentriert sind.