DE3600196C2 - Sicherheitskupplung - Google Patents
SicherheitskupplungInfo
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- E21C—MINING OR QUARRYING
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung, die zwischen Arbeitsmaschine
und Getriebe angeordnet ist und eine Drehmomentübertragungseinheit in Form einer
hydraulischen Kolbenzylindereinheit mit über Druckmitteldruck auseinanderdrückbaren
und gegen gegenseitige Verdrehung gesicherten Kolben und Zylindergehäuse aufweist,
wobei letztere mit zugehörigen axialgerichteten Stirnwandungen des die Kolbenzylinder
einheit umgebenden Gehäuses zusammenwirken und das Drehmoment übertragend
ausgebildet sind.
Aus der US-PS 44 34 883 ist eine Sicherheitskupplung bekannt, die zum Schutz
von Maschinen, insbesondere Hobelanlagen im untertägigen Bergbau zwischen Getriebe
und Arbeitsmaschine dient. Deren Rotoren sind mitnahmefähig verbindend angeordnet,
wobei das Primärteil und das Sekundärteil zur Einhaltung eines vorgegebenen Drehmo
mentes mittels einer Kolbenzylindereinheit druckmittelbetätigt axial verschiebbar und
dabei über Kontaktorgane gegeneinander verspannt sind. Nachteilig ist an derartigen
Sicherheitskupplungen, dass die Kolbenzylindereinheit axial von einer Welle und einer
Nabe durchdrungen ist, so dass eine erhebliche Druckfläche und damit auch Druckkraft
verloren geht. Dies kann für den vorhergesehenen Einsatzzweck nur durch eine Ver
größerung des Aggregates oder durch höheren Druck ausgeglichen werden, wobei bei
des gerade im untertägigen Bergbau nicht zu verwirklichen ist. Einmal sprechen da
gegen die Platzverhältnisse und zum anderen die Probleme des Abdichtens bei einem
entsprechend erhöhten Druck. Nachteilig ist weiter, dass der Leitungsanschluss mit der
Welle rotieren muss, was insbesondere bei hohen Drehzahlen zu nicht beherrschbaren
Komplikationen führen muss. Weiterhin hat es sich als problematisch erwiesen, dass
aufgrund des Ringkolbens der Leitungsanschluss für die Kolbenzylindereinheit außer
halb der Drehachse der Welle angeordnet ist und somit um sie rotiert, was insbesonde
re bei hohen Drehzahlen zu kaum beherrschbaren Komplikationen in Form von Verdril
lungen und Überdehnungen der Schläuche führt. Der Gegenstand der US-PS 34 68 402
entspricht weitgehend dem der US-PS 44 34 883. Er weist die gleichen Nachteile der
gleitenden Reibung und des Ringkolbens auf. Hier erfolgt der Leitungsanschluss für das
Druckmittel durch die Drehachse von einer Seite her. Diese Lösung ist aber äusserst
kostspielig, da der Leitungsweg bis zum Ringkolben mehrere Zusatzabdichtungen und
erhebliche mechanische Mehrarbeit erfordert. Aus der US-PS 38 07 539 ist ein Dreh
momentenbegrenzer mit einer Klauenzahnkupplung bekannt. Nachteilhafterweise rastet
diese unter gleitender Flankenreibung aus. Ferner weist sie einen Schubkolbentrieb mit
einem Ringkolben auf, bei dem der Leitungsanschluss zusätzlich außerhalb der Dreh
achse liegt. Bei diesen Lösungen gemäß Stand der Technik handelt es sich jeweils um
eine Reibscheibenkupplung, es muss also aufgrund der Ringausbildung auf eine vorteil
haft große Druckfläche verzichtet werden. Darüber hinaus erfordert eine solche Ring
kolben-Einheit durch mehr Flächen nicht nur erhebliche mechanische Mehrarbeit, son
dern es entstehen auch weitere Gleitfugen und Spalte, die durch zusätzliche Manschet
ten abgedichtet werden müssen, wodurch sich die Gefahr von Betriebsstörungen durch
die höhere Wahrscheinlichkeit von Leckagen wesentlich erhöht. Verteuernd wirkt wei
ter, dass die Ringkolben-Einheit immer auf einer zusätzlichen Welleneinheit verschieb
lich befestigt werden muss, wozu neben einer Hohlwelle auch Wälzlager, Keil-, Pass
federn und Dichtungen erforderlich sind. Zudem muss der Leitungsweg für das Druck
medium vom Eingang der Drehachse bis zum Ringkolben dreimal um 90° abgelenkt
werden, wodurch neben Druckverlusten wiederum Mehrarbeit entsteht, die die an sich
schon kostspielige Ausführung der Ringkolben-Einheit noch weiter verteuert.
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Sicherheitskupplung zu
schaffen, die in dem vorhandenen Einbauraum herkömmlicher Kupplungsgrößen weit
aus höhere Drehmomente als bisher übertragen kann und die sowohl die Funktion der
Sicherheits- als auch der Ausgleichs- sowie der Anfahrkupplung voll erfüllt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Kolben und Zylinder
gehäuse eine ebene, kreisscheibenförmige Wirkfläche (Druckfläche) aufweisend ausge
bildet sind und dass zwischen den Stirnwandungen des Gehäuses einerseits und Kolben
sowie Zylindergehäuse andererseits Kontaktorgane in Form von Rollkörperkränzen
angeordnet sind, die bei Nennlast das vorgegebene Drehmoment übertragend und bei
Überlast unter rollender Reibung die Mitnahmeverbindung lösend ausgebildet sind.
Somit eröffnet sich ein weites Entwicklungsfeld für Sicherheitskupplungssysteme, da
die getroffenen Maßnahmen die Basis dafür schaffen, dass die Kolbenzylindereinheit
Zylinder-Einheit in koaxialer Lager mit den zu kuppelnden Rotoren für die Einleitung
hoher Axialkräfte eine kreisförmige Schubfläche aufweist, durch die hohen Axialkräfte
weitaus höhere Drehmomente als bisher zu übertragen sind, die Axialkräfte ohne Aus
wirkung auf die zu verbindenden Aggregate innerhalb der Kupplung abgefangen sind,
der Drehmomentenübertragung dienende und axial wirkende Kontaktorgane unter Her
absetzung der spezifischen Belastung verschleissmindernd beiderseitig der Kolbenzylin
dereinheit vorgesehen sind und schließlich um die Kolbenzylindereinheit ein abgedichte
ter Hohl- bzw. Hubraum geschaffen ist, wodurch nicht nur die Kontaktorgane staub
dicht abgekapselt sind, sondern auch, dass anstelle des bei Überlast wirkenden Abwälz-
oder Gleitverfahren der Kupplung mittels Einfahren der Kolbenzylindereinheit ein be
rührungsloses, lastabwerfendes Verfahren gewählt werden kann.
Die Erfindung sieht des Weiteren vor, dass mindestens eine Stirnwandung des
die Kolbenzylindereinheit ummantelnden Gehäuses eine Öffnung für die Rotorverbin
dung und Treibmittelzufuhr der Kolbenzylindereinheit aufweist, deren Kolbenfläche
kreisförmig sowie hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch gesteuert von ei
nem Treibmittel beaufschlagt ist, wobei die Zuführungsleitung mittels eines auf der
Drehachse der zu kuppelnden Rotoren angeordneten Drehanschlusses mit dem Kolben
oder dem Zylinder verdrehungsfrei verbunden ist.
Hierdurch wird erreicht, dass insbesondere bei einem hydraulischen System
anstelle der anfälligen radialen Drehdurchführung eine axiale Kugellager-Hochdruck-
Drehdurchführung zur Verhinderung von axialen Verdrehungen der Zuführungsleitung
vorgesehen ist, die beispielsweise bei einem Betriebsdruck von 250 bar und einer Dreh
zahl von 85 U/min. für eine Lebensdauer von 8.000 Betriebsstunden ausgelegt ist,
wobei mit sinkendem Druck die Drehzahl ansteigen darf und beispielsweise bei 25 bar
bereits 1.500 U/min. beträgt. Von Bedeutung ist des Weiteren, dass mit einem Kolben
einsatz die erforderliche Kraft erreicht ist, die zur Übertragung des Drehmomentes
notwendig ist, wodurch die Funktionssicherheit insbesondere bei der Ausführung als
hydrostatischer Drehmomentbegrenzer erheblich angehoben ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die funktionelle
Anordnung der Sicherheitskupplung vorzugsweise zwischen Antriebsrotor und Getriebe
oder Arbeitsmaschine und/oder zwischen Getriebe und Arbeitsmaschine erfolgt, wobei
diese Aggregate einen auf der Drehachse der zu kuppelnden Rotoren verlaufenden,
durchgehenden Kanal für das Treibmittel oder dessen Zuführungsleitung aufweisen,
wodurch wesentlich an Baulänge eingespart ist, die Leitungsanschlüsse geschützt liegen
und abschirmende Schutzbleche gegen ins Umfeld spritzende Flüssigkeiten entfallen. Es
versteht sich, dass das neue Kupplungssystem jederzeit auch für den Gebrauch einer
radialen Drehdurchführung ausgestaltet werden kann.
Die Erfindung behält sich des Weiteren vor, dass wegen der jetzt sicherheits-,
ausgleichs- und anfahrtechnischen Vorzüge die neue Kupplung in Integration des An
triebsmotors oder Getriebes ein eingegliedertes Bauelement dieser Aggregate ist, so
dass nicht nur an Material eingespart wird und fertigungstechnischer Aufwand entfällt,
sondern auch ein die Wirtschaftlichkeit förderndes Einheitssystem realisierbar ist.
So kann die Sicherheitskupplung beispielsweise als Anfahr- und Ausgleichskupp
lung zwischen Antriebsmotor und Getriebe verwendet werden, deren Verschalungen
durch ein die Kupplung umfassendes, zweiteiliges Gehäuse verbunden sind, das darüber
hinaus für anlagenbedingte Zwecke, z. B. für das Spannen einer Hobelkette oder eines
Förderkettenbandes bei Gewinnungsanlagen des untertägigen Bergbaus, zu einer oder
beiden Seiten des Sekundärteils mit einer Bremse in Form einer Kolbenzylindereinheit
mit einem gegen Verdrehung gesicherten Ringkolben oder mehrere auf dem Umfang
gleichmäßig verteilter Einzelkolben ausgerüstet ist, die bei Bedarf das rotierende Se
kundärteil zum Stillstand bringt und unter Abschaltung des Antriebsmotors das Lastmo
ment mit einer weit größeren Sicherheit als bei den üblichen Scheibenbremsen hält.
Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass der Druck in der Kol
benzylindereinheit regelbar und somit auch die Höhe des zu übertragenden Drehmo
mentes stufenlos einstellbar ist, wobei diese Regelungseinrichtung den Antriebsmotor
bei Überlast durch den Impuls der vorherrschenden Druck- und Bewegungsverhältnisse
abschaltet. Diese Abschaltung ist jedoch bei der Ausführung als Abwälzkupplung mit
rollender Reibung und ohne Lastabwurf nicht unbedingt erforderlich, wodurch die hohe
Reproduzierbarkeit des Abschaltmomentes noch verbessert wird, da in diesem Fall
keine Abhängigkeit von der Schnelligkeit des Drehmomentanstiegs besteht.
Durch den ständigen Druck in der Kupplung, der bei Bergbaumaschinen bei
spielsweise aus der Strebhydraulik ansteht, werden neben der Ketten- und Antriebs
schonung, der schnellen und für die Belegschaft gefahrlosen Wiederinbetriebnahme, der
unproblematischen Versorgung mit HFA-Flüssigkeit und der einfachen, den heutigen
ergonomischen und maschinentechnischen Forderungen gerecht werdenden Handha
bung, auch Leckagen aufgrund schwankender Momente ausgeglichen.
Nach Lehre der Erfindung ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass bei
Überlast durch den Impuls der Relativbewegung zwischen dem Primär- und dem Se
kundärteil der Sicherheitskupplung eine Regelungseinrichtung betätigt ist, die den
Druck des Treibmittels im Hubraum der Kolbenzylindereinheit mindert bzw. eliminiert
und die Zufuhr dieses oder eines anderen Treibmittels in den abgedichteten Innenraum
des die Kolbenzylindereinheit ummantelnden Gehäuses bewirkt, wodurch die Kolben-
Zylindereinheit von außen doppelseitig beaufschlagt ist und unter Lastabwurf die Mit
nahmeverbindung zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil berührungslos ausge
kuppelt ist. Eine derartige Ausgestaltung empfiehlt sich vor allem bei einer Ausführung
der Kupplung als hydrostatischer Drehmomentbegrenzer.
Erfindungsgemäß sind als Kontaktorgane zwischen dem Primär- und dem
Sekundärteil axiale Wälzlager oder Rollkörperkränze in Form von Zylinderrollenlagern,
Pendelrollenlagern, Nadellagern, Kreuzrollenlagern, Rillenkugellagern oder Kegelrol
lenlagern mit radialer oder axialer Anordnung der Kegelrollen vorgesehen, wobei die
Rollkörpergrenze zwischen Lagerringen oder Lagerscheiben eingebettet sind, die mit
dem Primär- bzw. Sekundärteil mitnahmefähig und auswechselbar befestigt sind und
deren gehärtete Laufbahnen entweder eben sind und eine dem Hebelarm der Rollen in
Reibung entsprechende mikroelastische Verformbarkeit aufweisen oder aber in Form
von rhythmischen Unebenheiten durch plastische Verformung den schlüssigen Wider
stand für beide Drehrichtungen bilden.
Aufgrund der hohen Axialkraft der Kolbenzylindereinheit kann die Sicherheits
kupplung somit als Abwälzkupplung mit rollender Reibung ausgebildet werden, wobei
bei Überlast ausführungsmäßig zwischen drei Varianten gewählt werden kann, indem
erstens aufgrund der ausreichenden Lebensdauer der axialen Wälzlager beim Notlauf
der Druck in der Kolbenzylindereinheit auch nach dem Abschaltmoment erhalten bleibt,
wodurch ein Höchstmaß an Reproduzierbarkeit erreicht ist; indem zweitens bei Überlast
durch die Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen eine Druckminderung
im Hubraum der Kolbenzylindereinheit erfolgt, wodurch die Berührung zu den Kontakt
organen mit einer geringeren Axialkraft und einer dem radialen hydrostatischen Dreh
momentbegrenzer ebenfalls noch überlegenen Reproduzierbarkeit stattfindet; und in
dem drittens die Kolbenzylindereinheit bei durch die Relativbewegung der Kupplungs
teile durch ein Überströmungsverfahren oder die Umsetzung der Kräfte und Momente
in hydraulische Drücke und deren Auswirkung auf die hydraulische Schaltung einfährt,
wodurch die Berührung zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil aufgehoben ist
und der Reproduzierungsgrad dem des radialen hydrostatischen Drehmomentbegrenzers
entspricht. Bedenkt man, dass mit vorgenannter Abwälzkupplung aufgrund der großen
Axialkraft bereits mittels Reibungsschluß höhere Drehmomente als bisher zu übertragen
sind, so ist die Folgerung zwingend, dass mittels eines Formschlüssels der Rollkörper
entweder noch höhere Drehmomente zu übertragen sind und aber gleichem Drehmo
ment wie bisher eine Druckminderung und daraus resultierend eine Drehzahlerhöhung
möglich ist.
Von besonderer Bedeutung ist des Weiteren, dass bei dem neuartigen
Sicherheitskupplungssystem in allen Ausführungsformen aufgrund der axialen Ver
schiebbarkeit unter Last das Nachstellproblem entfällt, wodurch besonders in den
beengten örtlichen Verhältnissen des Untertagebergbaus die Belegschaft erheblich entla
stet ist.
Die Erfindung besteht des Weiteren in der Verwendung der neuartigen Sicher
heitskupplung für Triebwerke von Kohlenhobeln in untertägigen Gewinnungsbetrieben,
wie auch die konstruktiven Merkmale der Unteransprüche 7 bis 10 dem Variantenreich
tum dieses neuen Systems förderlich sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von sechs in der Zeichnung dargestell
ten Ausführungsbeispielen, die sich auf die Verwendung der Sicherheitskupplung in
Hobelanlagen des untertägigen Bergbaus beziehen, des Näheren beschrieben.
Die sechs Figuren zeigen die Sicherheitskupplung im Längsschnitt und in fol
gender von links nach rechts gesehen örtlichen Anordnung mit den quer zur Förder-
bzw. Hobelmarschrichtung im Schnitt dargestellten Aggregaten.
Es zeigen:
Fig. 1 Getriebe - Sicherheitskupplung - Hobeltriebwerk -
Fördermaschinenrahmen,
Fig. 2 Getriebe - Sicherheitskupplung - Antriebsmotor,
Fig. 3 Hobeltriebwerk - Fördermaschinenrahmen - Sicher
heitskupplung - Getriebe,
Fig. 4 Sicherheitskupplung - Getriebe - Hobeltriebwerk -
Förderermaschinenrahmen,
Fig. 5 Hobeltriebwerk - Förderermaschinenrahmen - Getriebe -
Sicherheitskupplung und
Fig. 6 Getriebe - Sicherheitskupplung - Hobeltriebwerk -
Förderermaschinenrahmen, (abgewandelte Ausführung
zu Fig. 1).
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Hobeltriebwerk
17 an der Seitenwand eines Förderermaschinenrahmens 31 angeflanscht. Das Hobel
triebwerk besitzt einen Radkasten 32, in dem das Hobelkettenrad 33 auf einer innen-
und außenverzahnten Hohlwelle 34, die zwischen den Stützen über Pendelrollenlager 35
gelagert ist, durch eine keilwellenartige Mitnahmeverbindung verdrehfest arretiert ist.
Jedes Pendelrollenlager 35 ist in sich über Dichtungen in einer Lagerbüchse 36, 37
staubdicht abgekapselt. Zur Seite, die dem Förderer zugewandt ist, weist der Radkasten
32 eine der Kettenradmontage dienende große Öffnung auf, die durch einen Füllring 38
geschlossen ist, der darüber hinaus zur Zentrierung des an dem Radkasten 32 ange
flanschten zweiteiligen Kupplungskastens 39 dient, in dem sich die Sicherheitskupplung
befindet, deren Sekundärteil 2 einen hohlwellenartigen, außen verzahnten Fortsatz 22
für die drehfeste Verbindung der das Hobel-Kettenrad 13, 33 tragenden Hohlwelle 34
aufweist, während das Primärteil 1 einen wellenartigen Fortsatz 22 mit einer Außen
verzahnung besitzt, der drehfest verbindend in die Rotorbüchse 12 der Getrie
beabgangswelle eingreift. Das Primärteil 1 besteht wiederum aus einem als Rotations
körper ausgebildeten und koaxial mit der Rotorbüchse 12 und dem Hobelkettenrad 13,
33 angeordneten Kolbenzylindereinheit 3 mit kreisförmiger Wirkfläche, dessen Kolben
4 für die Drehmomentenübertragung in dem Zylinder 5 durch eine Mitnahmeverbin
dung 6 gegen axiale Verdrehung gesichert ist, während das Sekundärteil 2 aus einem
zweiteiligen, ebenfalls als koaxialer Rotationskörper ausgebildeten Gehäuse 7 besteht,
das das Schubkolbengetriebe 3 umfaßt und zu den Durchtritten an den Stirnseiten mit
Hilfe von Wellenringdichtungen 24 abkapselt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine hydraulisch
betätigte Kolbenzylindereinheit 3, deren Zylinder 5 einen koaxialen, zapfenartigen Fort
satz 25 bildet, der den hohlwellenartigen Fortsatz des Gehäuses 7 durchdringt und an
dessen Ende eine mit der Zuführungsleitung 11 verbundene koaxial verlaufende Kugel
lager-Hochdruckdrehdurchführung 14 befestigt ist. Die mit der Strebhydraulik verbun
dene Zuführung 11 entspringt in diesem Fall auf der anderen Seite des Förderermaschi
nenrahmens 31, der zwischen seinen zur Führung des umlaufenden Kettenbandes 40
dienenden Trummen 41, 42 einen Kanal 43 besitzt, der sich an dem Kanal 18 des Ho
beltriebwerks 17 anschließt und zur Aufnahme der hydraulischen Leitung dient. Auf
grund örtlicher Verhältnisse könnte die hydraulische Leitung aber auch, wie in Fig. 1
in strichpunktierter Form dargestellt, durch einen Kanal 18 des Getriebes 16 zugeführt
werden und mittels einer Kugellager-Hochdruckdrehdurchführung 14 am Kolben 4
befestigt sein.
Die Sicherheitskupplung ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 als Abwälz
kupplung mit rollender Reibung ausgebildet, indem zwischen den Stirnwandungen 8, 9
des Gehäuses 7 und dem Kolben 4 auf der einen Seite sowie dem Zylinder 5 auf der
anderen Seite Kontaktorgane 10 in Form von axialen Wälzlagern eingelagert sind, de
ren Rollkörperkränze 19 zwischen mit den Kupplungsteilen verdrehfest und auswechsel
bar befestigten Lagerscheiben 21 eingebettet sind. Zur Lösung von Zentrierproblemen
besteht neben einer Vielfalt von Ausführungen auch die Möglichkeit, den Zylinder 5
der Kolbenzylindereinheit 3 über Stützrollen 26 radial in dem Gehäuse 7 zu führen.
Bei Aktivierung der Kolbenzylindereinheit 3 wird unter hoher axialer Verspan
nung zwischen dem Primärteil 1 und dem Sekundärteil 2 über die Kontaktorgane 10
eine schlüssige Mitnahmeverbindung hergestellt, die bei Nennlast das vorgegebene
Drehmoment überträgt und sich bei Überlast unter rollender Reibung löst, wobei je
nach Wahl der dem Fachmann geläufigen kinematischen und hydraulischen Schaltungen
entweder der Druck nach dem Abschaltmoment erhalten bleibt oder eine Druckmin
derung im Raum 29 der Kolbenzylindereinheit 3 erfolgt oder durch ein Überströmungs
verfahren des oder eines anderen Treibmittels in den angedichteten Innenraum 30 des
Gehäuses 7 wie auch durch eine Umsetzung der Kräfte und Momente in hydraulische
Drücke und deren Auswirkung auf die hydraulische Schaltung der Kolbenzylinderein
heit 3 lastabwerfend einfährt.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Sicherheitskupplung zwischen
einem Antriebsmotor 15 und einem Getriebe 16 angeordnet, die einen auf der Dreh
achse der zu kuppelnden Rotoren 12, 13 verlaufenden Kanal 18 für die hydraulische
Zuführungsleitung 11 aufweisen, die mittels eines Drehanschlusses 14 zur Getriebeseite
an den Zylinder 5 der Kolbenzylindereinheit 3 befestigt ist, aber auch zur Motorseite
am Kolben 4 angeschlossen sein kann. Für die Rotorbefestigung sind das als Sekundär
teil 2 ausgebildete Gehäuse 7 mit einem hohlwellenartigen Fortsatz 22 und der Kolben
4 der als Primärteil 1 ausgebildeten Kolbenzylindereinheit 3 mit einer Aufnahmeboh
rung 23 ausgerüstet. Der weitere Aufbau und die Wirkungsweise der Kupplung ent
sprechen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
Darüber hinaus sind Motor 15 und Getriebe 16 durch ein die Kupplung umfas
sendes Gehäuse 27 verbunden, das zweiteilig und zu beiden Seiten mit einer Bremse in
Form einer Kolbenzylindereinheit mit einem verdrehfesten Ringkolben 28 ausgerüstet
ist, die bei Aktivierung das rotierende Sekundärteil unter axialer Verspannung abbrem
sen und das Lastmoment halten, so dass anlagenbedingte Notwendigkeiten, wie zum
Beispiel das Spannen einer Hobelkette, gefahrlos durchgeführt werden können.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 da
durch, dass für anlagenbedingte Zwecke, beispielsweise für die Verwendung eines
kohlenstoßseitig gezogenen Gleithobels, das Hobeltriebwerk 17 auf der einen und die
Sicherheitskupplung mit dem Getriebe 16 und dem Antriebsmotor 15 auf der anderen
Seite des Förderermaschinenrahmens 31 befestigt sind, wobei das Primärteil 1 mittels
einer langen, den Rahmen 31 durchgreifenden Hohlwelle 22 die Verbindung mit dem
Hobelkettenrad 13, 33 herstellt. Die Treibmittelzufuhr kann dabei wahlweise von der
einen oder der anderen Seite des Förderers erfolgen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 da
durch, dass die Sicherheitskupplung nur in funktioneller Wirkungsweise zwischen dem
Hobeltriebwerk 17 und dem Getriebe 16 eingeordnet ist. Örtlich ist die Kupplung da
gegen hinter dem Getriebegehäuse angeordnet, indem eine Hohlwelle 22 der Getrie
beabgangsseite mit dem als Gehäuse 7 ausgebildeten Primärteil 1 der Kupplung verbun
den ist, während das als Kolbenzylindereinheit 3 ausgebildete Sekundärteil 2 mittels
eines wellenartigen, die Hohlwelle 22 des Getriebes 16 durchgreifenden Fortsatzes 22a
die drehfeste Verbindung mit dem Hobelkettenrad 13, 33 herstellt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 4 da
durch, dass das Hobeltriebwerk 17 auf der einen und das Getriebe 16 mit der Sicher
heitskupplung und dem Antriebsmotor 15 auf der anderen Seite des Förderermaschinen
rahmens befestigt sind, wobei die Verbindung des Sekundärteils 2 mit dem Hobelket
tenrad 13, 33 mittels einer langen, durchgestreckten Welle 44 erfolgt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 da
durch, dass das Sekundärteil 2 als Teil des Triebwerks und der Sicherheitskupplung
zwischen den Stützen gelagert ist.
Claims (14)
1. Sicherheitskupplung, die zwischen Arbeitsmaschine und Getriebe an
geordnet ist und eine Drehmomentübertragungseinheit in Form einer hydraulischen
Kolbenzylindereinheit mit über Druckmitteldruck auseinanderdrückbaren und gegen
gegenseitige Verdrehung gesicherten Kolben und Zylindergehäuse aufweist, wobei
letztere mit zugehörigen axialgerichteten Stirnwandungen des die Kolbenzylindereinheit
umgebenden Gehäuses zusammenwirken und das Drehmoment übertragend ausgebildet
sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass Kolben (4) und Zylindergehäuse (5) eine ebene, kreisscheibenförmige Wirkfläche
(Druckfläche) aufweisend ausgebildet sind und dass zwischen den Stirnwandungen (8,
9) des Gehäuses (7) einerseits und Kolben (4) sowie Zylindergehäuse (5) andererseits
Kontaktorgane (10) in Form von Rollkörperkränzen (19) angeordnet sind, die bei Nenn
last das vorgegebene Drehmoment übertragend und bei Überlast unter rollender Rei
bung die Mitnahmeverbindung lösend ausgebildet sind.
2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Stirnwandung (8, 9) des Gehäuses (4) eine Öffnung für die Rotor
verbindung und Treibmittelzufuhr der Kolbenzylindereinheit (3) aufweist, deren Wirk-
bzw. Kolbenfläche kreisförmig sowie hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch
gesteuert von einem Treibmittel beaufschlagt ist, wobei die Zuführungsleitung (11)
mittels eines auf der Drehachse der zu kuppelnden Rotoren (12, 13) angeordneten
Drehanschlusses (14) mit dem Kolben (4) oder dem Kolbenzylinder (5) verdrehungsfrei
verbunden ist.
3. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ihre funktionelle Anordnung vorzugsweise zwischen Antriebsrotor (15) und Getrie
be (16) oder Arbeitsmaschine (17) und/oder zwischen Getriebe (16) und Arbeitsmaschi
ne (17) erfolgt, wobei diese Aggregate (15, 16, 17) einen auf der Drehachse der zu
kuppelnden Rotoren (12, 13) verlaufenden, durchgehenden Kanal (18) für das Treib
mittel oder die Zuführungsleitung (11) aufweisen.
4. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Kontaktorgane (10) zwischen dem Primärteil (1) und dem Sekundärteil (2)
axiale Wälzlager oder Rollkörperkränze in Form von Zylinderrollenlagern, Pendel
rollenlagern, Nadellagern, Kreuzrollenlagern, Rillenkugellagern oder Kegelrollenlagern
mit radialer oder axialer Anordnung der Kegelrollen vorgesehen sind.
5. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rollkörperkränze (19) zwischen Lagerringen (20) oder Lagerscheiben (21)
eingebettet sind, die mit dem Primärteil (1) bzw. dem Sekundärteil (2) mitnahmefähig
und auswechselbar befestigt sind und deren gehärtete Laufflächen entweder eben sind
und eine dem Hebelarm der rollenden Reibung entsprechende mikroelastische Verform
barkeit aufweisen oder aber in Form von rhythmischen Unebenheiten durch plastische
Verformung den schlüssigen Widerstand für beide Drehrichtungen bilden.
6. Sicherheitskupplungen nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (7) und die Kolbenzylindereinheit (3) mit den zu kuppelnden Rotoren
(12, 13) als koaxiale Rotationskörper ausgebildet sind, die für die mitnahmefähige Ro
torverbindung zu einer Seite einen Wellen- oder hohlwellenartigen Fortsatz (22) oder
auch eine Aufnahmebohrung (23) aufweisen.
7. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (4) im Durchmesser größer ist als der Fortsatz (22) und die Aufnahme
bohrung (23), wozu das Gehäuse (7), das die Kontaktorgane (10) mit Hilfe von Spalt
abdichtungen (24) in Form von Wellenring- oder Gleitringdichtungen abkapselt, minde
stens zweiteilig ausgebildet ist.
8. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kolbenzylindereinheit (3) einen zapfenartigen Fortsatz (25) für den Anschluss
der Zuführungsleitungen (11) besitzt.
9. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zylinder (5) der Kolbenzylindereinheit (3) über Stützrollen (26) in dem Gebäu
de (7) radial geführt ist.
10. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druck in der Kolbenzylindereinheit (3) regelbar und somit auch die Höhe des
zu übertragenden Drehmomentes stufenlos einstellbar ist, wobei diese Regelungsein
richtung den Antriebsmotor (15) bei Überlast durch den Impuls der vorherrschenden
Druck- und Bewegungsverhältnisse abschaltet.
11. Verwendung der Sicherheitskupplung nach den vorhergehenden
Ansprüchen 1 bis 10 als Anfahr- und Ausgleichskupplung vorzugsweise zwischen An
triebsmotor (15) und Getriebe (16), deren Verschalungen durch ein die Kupplung um
fassendes, zweiteiliges Gehäuse (27) verbunden sind, das für anlagenbedingte Zwecke
zu einer oder beiden Seiten des Sekundärteils (2) mit einer Bremse in Form einer Kol
benzylindereinheit mit einem gegen Verdrehung gesicherten Ringkolben (28) oder meh
rerer auf dem Umfang gleichmäßig verteilter Einzelkolben ausgerüstet ist, die bei Be
darf das rotierende Sekundärteil (2) zum Stillstand bringt und unter Abschaltung des
Antriebsmotors (15) das Lastmoment hält.
12. Verwendung der Sicherheitskupplung nach den vorhergehenden
Ansprüchen 1 bis 11 insbesondere für Triebwerke von Kohlenhobeln in untertägigen
Gewinnungsbetrieben, und zwar in funktioneller Anordnung zwischen Getriebe (16) und
Arbeitsmaschine (17).
13. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie in Integration des Antriebsmotors (15) oder Getriebes (16) ein eingegliedertes
Bauelement dieser Aggregate ist.
14. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Überlast durch den Impuls der Relativbewegung zwischen dem Primär- und
dem Sekundärteil eine Regelungseinrichtung betätigt ist, die den Druck des Treibmittels
im Hubraum (29) der Kolbenzylindereinheit (3) mindert bzw. eliminiert und die Zufuhr
dieses oder eines anderen Treibmittels in den abgedichteten Innenraum (30) des Gehäu
ses (7) bewirkt, wodurch die Kolbenzylindereinheit von außen doppelseitig beaufschlagt
ist und die Mitnahmeverbindung zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil berüh
rungslos ausgekuppelt ist.
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D2 | Grant after examination | ||
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