DE3141534C2

DE3141534C2 - Überlastschutzkupplung mit federbelasteten Mitnehmern

Info

Publication number: DE3141534C2
Application number: DE19813141534
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter 4390 Gladbeck Wiechers
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1984-03-22
Also published as: DE3141534A1

Abstract

Überlastkupplungen werden zur Verbindung von Getriebe und Antriebselement, insbesondere von Kohlenhobeln, eingesetzt, um bei auftretenden Störungen das Getriebe und die Hobelkette vor Überlastung zu schützen. Als Überlastelemente (1) sind federnde Mitnehmer (8, 12, 13, 26, 17) vorgesehen, die im mit dem Getriebe verbundenen Nockenführungskranz (3) angeordnet und beidseitig gegen den aus äußerem und innerem Segment (5, 6) bestehenden, korrespondierende Kurven (9, 10, 11) aufweisenden, an den Kettenstern gekoppelten, Antrieb (4) verspannbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung für Hobel- und Förderanlagen des untertägigen Bergbaus, deren drehbare Kupplungsteile über mindestens einen, die Last übertragenden federbelasteten Mitnehmer drehschlüssig kuppelbar Ist, der einen der Kupplungsteile zugeordnet ist und ein Anlageteil aufweist, das mit einem dem anderen Kupplungsteil zugeordneten Mitnehmeranschlag korrespondierend ausgebildet ist. ^b1

Derartige Kupplungen werden zur Verbindung von Getriebe und Antriebselement Insbesondere von Kohlenhobeln eingesetzt, um bei auftretenden Störungen das Getriebe vor Überlastungen zu schützen. Der an der Hobelkette durch den Streb gezogene Kohlenhobel kann sich am Kohlenstoß oder am Liegenden verhaken oder sich dort festsetzen, so daß bei weiterer Verbindung mit dem Getriebe und Motor Beschädigungen am Antrieb bzw. Kettenrisse eintreten würden. Daher erfolgt bei bekannten Überlastkupplungen die Verbindung der Ringflansche durch Scherbolzen, die so geschaffen sind, daß sie bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes abgeschert werden. Diese Scherbolzen sind zylindrische Körper, die materialmäßig beispielsweise auf 401 Drehmoment eingestellt werden können. In Extremfällen treten sehr häufig während der Gewinnung Scherbolzenbrüche auf, die die Gewinnung unterbrechen und durch das Auswechseln der Scherbolzen zu Stillstandszeiten von 5 Minuten und mehr führen. Es sind Fälle bekannt, wo mehr als 200 Scherbolzenbrüche am Tage aufgetreten sind. Das Auswechseln der Scherbolzen ist darüber hinaus nicht ungefährlich, so daß diese Arbeiten besonderer Sorgfalt bedürfen.

Es sind auch Überlastkupplungen bekannt (DE-PS 25 21 315), die im eigentlichen Sinn keinen federbelasteten, sondern vielmehr einen hydraulich belasteten Mitnehmer aufweisen. Letzlich können jedoch die Federbelastung und die hydraulische Belastung als gleichwirkende Lösungen bzw. Wege angesehen werden. Die Druckfedern haben gegenüber den hydraulikbelasteten Kolben den Vorteil eaies wesentlich geringeren mechanischen und regeltechnischen Aufwandes. Sie sind damit in der Regel insbesondere für den untertägigen rauhen Bergwerksbetrieb besser geeignet. Die bekannten Überlastkupplungen weisen einseitig verspannbare Mitnehmer auf, so daß e'ine ungünstige Belastung dieser Teile eintritt. Die Verwendung besonderer Werkstoffe, die hohe Anforderungen erfüllen, ist notwendig. Darüber hinaus kann es beim Lösen zu Schlägen kommen, was für den Gesamtaufbau der Überlastkupplung bzw. der nachgeordneten Teile nachteilig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätig wieder¹ wirksam werdende Kopplung ohne Scherteile und mit leicht anpaßbarem Solldrehmoment sowie geringem Verschleiß zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mitnehmer dem mittleren Kupplungsteil zugeordnet sind, daß in dem zweiteiligen, an beiden Segmenten Mitnehmeranschläge aufweisenden, weiteren Kupplungsteil drehbar geführt ist, wobei jeder Mitnehmer zugleich gegen Mitnehmeranschlage des inneren und des äußeren Segmentes verspannbar ist.

Bei einer derartigen Überlastkupplung kann zunächst das übertragbare Solldrehmoment auf einfache Weise durch dis Dimensionierung der Federelemente Im Mitnehmer bestimmt und eingestellt werden. Außerdem wird es zu einer gleichmäßigeren Belastung und damit zu einem gleichmäßigeren Lauf der Einrichtung kommen, da die' einzelnen Mitnehmer an beiden Enden belastet sind. Zugleich sind auf diese Weise Fehler viel leichter zu verhindern, da die einzelnen Mitnehmer gleichmäßig belastet sind und damit einem wesentlich geringeren Verschleiß unterliegen. Vorteilhaft ist vor allem, daß bei einem Überschreiten des Solldrehmomentes ein Eingreifen des Bedienungspersonals nicht notwendig ist. Vielmehr kommt es zu einem selbsttätigen Wiedereinschalten der Kupplung, sobald die Hobelkette bzw. die Förderer entsprechend entlastet ist. Nach einer Ausbildung der Erfindung Ist vorgesehen, daß das mittlere Kupplungsteil der mit dem Gelriebe verbundene Nockenführungskranz und das zweiteilige Kupplungsteil der an den Kettenstern

gekoppelte Abtrieb ist. Zweckmäßigerweise sind die Mitnehmeranschläge beider Segmente von einer korrespondierenden Kurvenführung gebildet. Eine solche Ausbildung verbessert die schonende Behandlung der Mitnehmer in der Überlastkupplung.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anlagenteile der Mitnehmer von federbelasteten, geführten Wälzlagern gebildet sind. Derartige Einrichtungen können in vorteilhafterweise im Nockenführungskranz untergebracht und über Federelemente gegen das äußere bzw. innere Segment gedrückt werden, wobei durch die Ausbildung des Wälzlagers eine ausreichende Übertragung der notwendigen Reibungskräfte gewährleistet ist.

Eine zweckmäßige Anordnung und Unterbringung der Wälzlager ist erfindungsgemäß gegeben, indem die Wälzlager in ineinanderverschiebbaren Rohrhülsen gelagert sind, wobei die innere Rohrhülse die Feder aufnimmt. Die Feder stützt sich dabei einmal auf den Boden der inneren RohrhQlse und andererseits auf den Boden der äußeren Rohrhülse ab und drückt diese ineinanderverschiebbaren Teile somit auseinander bzw. versucht, diese auseinander zu schieben. Durch die Dimensionirung der Feder kann ohne weiteres gewährleistet werden, daß die Wälzlager jeweils mit dem notwendigen Druck gegen die Wände bzw. Kurven der Segmente gedrückt werden.

Das Abrollen der Wälzlager bzw. deren Festhalten an bestimmten Punkten wird erfindungsgemäß dadurch vereinfacht, daß die Kurven beim inneren Segment gleichmäßig sinusförmig und die Kurven beim äußeren Segment in doppelter Anzahl und mit im Wechsel sich ändernden Radien ausgebildet sind. Damit sind Scheitelpunkte der Kurven geschaffen, die bei Vorgabe entsprechender Federkräfte das Festhalten der Wälzlager an diesen Punkten bis zum Erreichen vorgegebener Drehmomente gewährleistet.

Hierzu ist weiter vorgesehen, daß der äußere Kurvenscheitelpunkt und der innere Kurvenscheitelpunkt und die Scheitelpunkte beim Übergang der Kurve des Süßeren Segmentes einander gegenüberliegend ausgebildet sind.

Um ein Moment in beiden Drehrichtungen übertragen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das äußere Segment gegenüber dem inneren Segment schwenkbar ausgebildet ist. Durch Verschwenken des äußeren Segmentes um einen bestimmten Betrag, wobei dieser sich Ir;! wesentlichen nach der Anzahl der eingesetzten Mitnehmer richtet, kann die Wirkung der Mitnehmer auch für die umgekehrte Drehrichtung erreicht werden.

Der technische Fortschrit: der vorliegenden Erfindung ist Insbesondere darin zu sehen, daß bei einer sicheren Fahrwelse eifia vorteilhafte Variabilität des Systems gegeben ist. Durch die zweiseitige Wirksamkeit der Mitnehmer, Ihrer Ausbildung mit Wälzlagern und die als Kurven ausgebildeten Mitnehmeranschläge ist eine Anpassung an unterschiedliche Solldrehmomentwerte ohne großen Aufwand möglich. Der Aufbau ist dabei so gewählt, daß diese Umstellung bzw. Anpassung des Solldrehmomentes nicht ohne möglich, sondern vielmehr nur mit entsprechenden Umbauarbeiten zu erreichen 1st. Dadurch Ist eine zusätzliche Sicherheit gegen unbefugtes und falsches Ändern des übertragenen bzw. zu übertragenden Drehmomentes geschaffen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer einzigen Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Anschnitt aus einer Überlastschutzkupplung, wobei die Überlastelemente 1 dem Nokkenführungskranz 3 zugeordnet sind, der zwischen dem aus dem inneren Segment und dem äußeren Segment S -, bestehenden Abtrieb 4 drehbar angeordnet ist.

Das als federbeiastete Mitnehmer 8 ausgebildete Überlastelement 1 wird gegen das innere Segment 5 bzw. das äußere Segment 6 gepreßt, um so die Übertragung eines vorbestimmten Drehmomentes, d. h. das Mitnehmen des in Abtriebes 4 zu erreichen. Das übertragbare Drehmoment wird dabei sowohl durch die Dimensionierung der Federn 18 im Mitnehmer 8 als auch durch die Kurvengeometrie vorgegeben. Auf dem äußeren Segement 6 sind Kurven 9, 10 mit unterschiedlichen Radien im jeweiligen r» Wechsel ausgebildet, während auf dem inneren Segment 5 annähernd sinusförmige Kurven 11 ausgebildet sind.

Durch Anordnung mehrerer Mitnehmer 8, 12, 13, 26, 27 verteilt im Nockenführungskranz ? ist eine gleichmäßige Übertragung des Drehmomentes sichergestellt. Die Mitnehmer 8,12,13, 26, 27 weisen endseitig Wälzlager 14, 15 auf, die an bzw. in Pnhrhülsen 16, 17 gehalten und gelagert sind. Die RohriiMlsen 16, 17 sind ineinander verschiebbar ausgebildet, wobei die Federn 18 innerhalb der inneren Rohrhülse 17 angeordnet sind. Die Federn 18 stützen sich einmal auf dem Boden der inneren Rohrhülse 17 und zum anderen auf dem Boden der äußeren Rohrhülse 16 ab und drücken somit die Wälzlager 14, 15 gegen das innere Segment 5 bzw. das äußere Segment 6.

x> Bei Einleitung eines Drehmoments in den Nockenführungskranz 3 wird das Drehmoment auf das innere Segment 5 übertragen. Der Mitnehmer 8, 12, O, 26, 27 bzw. das Wälzlager 15 ruht dabei im inneren Kurvenscheitelpunkt 20 bzw. das Wälzlager 14 stützt sich am Scheitelpunkt 24 ab. Wird das maximal zulässige Drehmoment bei der Drehrichtung 25 überschritten, so läuft der Mitnehmer 8, 12, 13, 26 und 27 über den Kurvenscheitelpunkt 21 bzw. den Scheitelpunkt 23, so daß er durch den Kurvenverlauf am äußeren Segment 6 dann entlastet wird. Die Anzahl der Mitnehmer 8, 12, 13, 26 und 27 die Kurvengeometrie können hinsichtlich der technischen AnfoHerungen variiert werden.

1 Überlastelement
3 Nockenumlaufkranz

4 Abtrieb

5 Segment innen

6 Segment außen
8 Mitnehmer

5" 9 Kurve außen groß

10 Kurve außen klein

11 Kurve innen

12 Mitnehmer

13 Mitnehmer
14 Waizrager

15 Wälzlager

16 Rohrhülse

17 Rohrhülse

18 Feder

20 Kurvenscheltelprnkt innen
21 Kurvenscheitelpunkt außen

23 Scheltelpunkt

24 Scheltelpunkt

25 Drehrichtung
26 Mitnehmer

27 Mitnehmer

(zu 11)

(zu 9, 10)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überlastkupplung für Hobel- und Förderanlagen des untertägigen Bergbaus, deren drehbare Kupplungsteile über mindestens einen, die Last übertragenden, federbelasteten Mitnehmer drehschlüssig kuppelbar sind, der einem der Kupplungsteile zugeordnet ist und ein Anlageteil aufweist, das mit einem dem anderen Kupplungsteil zugeordneten Milnehmeranschlag korrespondierend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (8, 12, 13) dem mittleren Kupplungsteil zugeordent sind, das in dem zweiteiligen, an beiden Segmenten (5, 6) Mitnehmeranschlage aufweisenden, weiteren Kupplungsteil drehbar geführt ist, wobei jeder Mitnehmer zugleich gegen Mitnehmeranschläge des inneren und des äußeren Segmentes verspannbar ist.

2. Oberlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Kupplungsteil der mit dem Getriebe verbundene Nockenführungskranz (3) and das zweiteilige Kupplungsteil der an dem Kettenstern gekoppelte Abtrieb (4) ist.

3. Oberlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmeranschläge beider 2S Segmente (5, 6) von einer korrespondierenden Kurvenführung (9, 10, U) gebildet sind.

4. Überlastkupplung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagenteile der Mitnehmer (8, 12, 13) von federbelaste- w ten, gerührten Wälzlagern (14, 15) gebildet sind.

5. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (14,15) in ineinander verschiebbaren Rohrhülsen (16, 17) gelagert sind, wobei die Innere Rohrhüise (17) die Feder (18) auf- ΐϊ nimmt.

6. Überlastkupplung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven (U) beim inneren Segment (5) gleichmäßig sinusförmig und die Kurven (9, 10) beim äußeren Segment (6) ■"> in doppelter Anzahl und mit im Wechsel sich ändernden Radien ausgebildet sind.

7. Überlastkupplung nach Anspruch I, Anspruch T und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kurvenscheitelpunkt (21) und der Innere Kurvenscheitelpunkt (20) und die Scheitelpunkte (23, 24) beim Übergang der Kurve (9, 10) des äußeren Segmentes (6) einander gegenüberliegend ausgebildet sind.

8. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Segment (6) gegenüber dem inneren Segment (5) schwenkbar ausgebildet ist.