DE3835049A1 - Mit dem abtriebswellenstumpf eines untersetzungsgetriebes drehfest verbundene schneidwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidwalze, die mit dem Abtriebswellenstumpf eines Untersetzungsgetriebes drehfest verbunden ist, das an der Tragarmseitenwand oder an der Seitenwand des Maschinenkörpers eines Walzenladers befestigt ist und mit seinem rotationssymmetrischen Gehäusemantel zentrisch zur Rotationsachse der Schneidwalze in den Walzenkörper, diesen drehbar abstützend, hineinragt.

Es gehören Schrämwalzen zum vorbekannten Stand der Technik, die sich auf einem sich nicht an der Drehung beteiligenden Gehäuse eines Untersetzungsgetriebes abstützen. Die Bohrung des Schrämwalzenmantels ist mit sich über die Walzenlänge erstreckenden, zur Schrämwalzenachse parallelen Führungsnuten ausgerüstet, in die ein das Gehäuse umschließender, drehbar gelagerter Gleitring mit radialen Nasen eingreift. Er stützt den Walzenmantel in der Nähe des maschinenseitigen Endes ab, während das abbaustoßseitige Ende des Walzenmantels sich auf dem Gehäuseteil des Untersetzungsgetriebes abstützt, der das Drehmoment auf die Schrämwalze überträgt (DE-OS 18 06 791).

Bekannt ist es auch, die Schneidwalze einer als Teilschnittmaschine ausgebildeten Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine einseitig über ein Wälzlager auf dem Werkzeugträger abzustützen. Letzterer umschließt einen Hydromotor, der die Drehbewegung der Schneidwalze erzeugt und der sein Drehmoment auf der Abbaustoßseite des Werkzeugträgers über Spannhülsen in die Schneidwalze einleitet (DE-AS 22 11 271).

Eine ähnliche Lagerung eines Schrämwerkzeuges kennt man auch bei bergmännischen Vortriebs- oder Gewinnungsmaschinen, wie aus der deutschen Patentschrift 22 11 280 hervorgeht. Auch hier wird das aus einer Schneidwalze bestehende Schrämwerkzeug tragarmseitig von einem Wälzlager gehalten, das auf dem Umfang eines topfförmigen, unverdrehbar mit dem Tragarm der Maschine verbundenen Gehäuses angebracht ist. Abbaustoßseitig stützt das Schrämwerkzeug sich auf dem Ring einer Flanschkupplung ab, die durch Spannhülsen mit dem Kupplungsring verbunden und auf der Abtriebswelle eines innerhalb des topfförmigen Gehäuses untergebrachten Untersetzungsgetriebes befestigt ist.

In allen drei genannten Literaturstellen befindet sich das die Schneidwalze tragende Wälzlager bzw. der die Schneidwalze tragende Gleitring in der Nähe des Tragarmes. Infolgedessen überträgt der auf der Abbaustoßseite des Untersetzungsgetriebes befindliche Abtriebswellenstumpf nicht nur das Drehmoment auf die Schneidwalze, sondern er muß außerdem auch den wesentlichen Teil der auf die Schneidwalze einwirkenden Kräfte aufnehmen, die durch die stoßartigen Walzenbelastungen verursacht werden, aber auch von der hohen Windenzugkraft, dem Antriebsdrehmoment der Schneidwalze und dem Walzengewicht herrühren.

Die Erfindung hat eine Schneidwalzenlagerung zum Ziel, die sich nicht nur durch eine vollständige Aufnahme dieser Kräfte auszeichnet und den Abtriebswellenstumpf des Untersetzungsgetriebes von solchen Kräften völlig freihält, sondern auch den hermetischen Abschluß dieser Schneidwalzenlagerung sicherstellt, ohne die Montage und Demontage der Schneidwalze untertage zu erschweren.

Sie geht dazu von einer Schneidwalze aus, wie sie einleitend erläutert wurde, und schlägt vor, den Gehäusemantel des Untersetzungsgetriebes mit zwei die Schneidwalze tragenden Wälzlagern zu besetzen, die innerhalb einer die Schneidwalze zentrierenden und tragenden Büchse liegen. Die Bohrung dieser Büchse ist maschinenseitig durch eine vom Untersetzungsgetriebe gehaltene membranartige Abdichtung abgeschlossen, die mit dem äußeren Rand ihres elastischen Dichtungsringes auf einer zur Rotationsachse der Schneidwalze rechtwinkligen Fläche des Walzenkörpers federnd aufliegt. Dagegen wird die Abbaustoßseite der Büchsenbohrung durch die sich bis vor das Untersetzungsgetriebe erstreckende und mit dessen Abtriebswelle drehfest verbundene Stirnwand des Walzenkörpers verschlossen. Mittels der beiden Wälzlager lassen sich alle auf die Schneidwalze einwirkenden Kräfte aufnehmen und auf das mit dem Körper des Walzenladers oder mit dessen Tragarm verbundene Gehäuse des Untersetzungsgetriebes übertragen. Infolgedessen bleibt der Abtriebswellenstumpf des Untersetzungsgetriebes von solchen Kräften frei und hat nur die Aufgabe, das Drehmoment zu übertragen. Dieser Unterteilung kommt deshalb besondere Bedeutung zu, weil Walzenlader im Untertagebetrieb hoch belastet werden, was durch die bis 520 kN betragende Windenzugkraft, bei Walzengewichten bis zu 3 t und Antriebsleistungen bis zu 500 kW pro Schneidwalze zum Ausdruck kommt. Die Qualität und Betriebssicherheit einer solchen Lagerung wird aber entscheidend durch den dichten Abschluß der Wälzlager, die die Schneidwalze tragen, beeinflußt. Eine solche Abdichtung muß nicht nur den rauhen Untertageverhältnissen gewachsen sein, sondern sie muß auch so ausgebildet sein, daß sie eine Montage und Demontage der Schneidwalze im Untertagebetrieb ohne weiteres zuläßt. Dazu eignet sich aber die maschinen- bzw. tragarmseitige membranartige Abdichtung besonders, weil sie keine exakte axiale Einstellung der ihr gegenüberliegenden Dichtungsfläche des Schneidwalzenkörpers erfordert und auch beim Abziehen und Aufsetzen der Schneidwalze auf die Büchse, die die beiden Wälzlager umschließt, nicht beschädigt oder in ihrer Funktion beeinträchtigt werden kann.

Diese Abdichtung sollte nach einem weiteren Erfindungsmerkmal einen zur Rotationsachse zentrischen Kragen besitzen, der in eine Eindrehung der Büchsenstirnfläche eingreift und mit der Büchse ein Labyrinth bildet. Auf diese Weise wird ein weiterer Schutz der die beiden Wälzlager aufnehmenden Büchsenbohrung erzielt, ohne dadurch die Ein- und Ausbaumöglichkeit der Schneidwalze zu erschweren.

Zweckmäßigerweise trägt das tragarmseitige bzw. das dem Maschinenkörper zugewandte Ende der Büchsenbohrung einen Bund, der den Außenring des hier befindlichen Wälzlagers hintergreift. Weiterhin sollte die Stirnwand des Schneidwalzenkörpers mit der abbaustoßseitigen Stirnfläche der Büchse lösbar verbunden und auf deren Umfang zentriert sein und den Flansch eines zur Rotationsachse der Schneidwalze zentrischen Deckels übergreifen. Letzterer ist zur Übertragung des Drehmomentes formschlüssig mit dem Abtriebswellenstumpf des Untersetzungsgetriebes und mit der Stirnfläche der Schneidwalze verbunden und stützt sich mit seiner Nabe, in das Untersetzungsgetriebe eingreifend, an dessen Planetenradträger ab. Der Körper der Schneidwalze kann daher mit relativ kleinem Verschiebeweg von der ihn tragenden Büchse abgezogen werden, wobei er sich auch von dem Deckel löst, der auf dem Abtriebswellenstumpf des Untersetzungsgetriebes sitzt. Die Demontage und auch die Montage einer Schneidwalze wird dadurch wesentlich erleichtert und die Abdichtung der Büchsenbohrung bei diesem Vorgang nicht beansprucht.

Möglich ist es auch, einen mit Durchgangsbohrungen versehenen Flansch auf dem Büchsenumfang vorzusehen, an dem einerseits der auf dem polygonförmigen Umfangsabschnitt der Büchse zentrierte Schneidwalzenkörper und andererseits ein über seinen Durchmesser geteilter Gewindering anliegt. Befestigungsschrauben greifen in Gewindebohrungen des Gewinderinges ein. Sie sind durch entsprechende Bohrungen des Büchsenflansches und Bohrungen des Schneidwalzenkörpers hindurchgeführt und verbinden den formschlüssig auf dem abbaustoßseitigen polygonförmigen Umfangsabschnitt der Büchse zentrierten Walzenkörper kraftschlüssig mit dem Büchsenflansch. In diesem Ausführungsbeispiel schließt ein Deckel die Büchsenbohrung ab, der bei der Montage und Demontage des Walzenkörpers gleichfalls nicht entfernt werden muß.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und im folgenden Beschreibungsteil näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Teilansicht des Tragarmes mit der in einem Schnitt dargestellten Schneidwalze und deren Lagerung;

Fig. 2 die Lagerung des Schneidwalzenkörpers als Einzelheit in geschnittener Darstellung;

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Schnitt.

Der Tragarm ist mit (1) bezeichnet. Er enthält eine aus einzelnen nicht dargestellten Stirnrädern bestehende Räderkette, die die getriebliche Verbindung zwischen dem Antriebsmotor des nicht dargestellten Walzenladers und der Schneidwalze (2) herstellt.

Letztere befindet sich am Tragarmende und nimmt innerhalb ihres zylindrischen Walzenkörpers (3) das Untersetzungsgetriebe (4) auf, das mit dem Tragarm (1) fest verbunden ist. Ein im Innern des Untersetzungsgetriebes (4) befindliches, nicht dargestelltes Planetengetriebe untersetzt die von der Räderkette des Tragarmes (1) stammende Drehbewegung und leitet sie über den Abtriebswellenstumpf (5) des Untersetzungsgetriebes (4) in den Deckel (6) ein. Über eine Kupplungsverzahnung (7) sind Abtriebswellenstumpf (5) und Deckel (6) formschlüssig miteinander verbunden. Dabei erstreckt sich der Deckel (6) mit seiner Nabe (8) bis in das Innere des Untersetzungsgetriebes (4) hinein und stützt sich hier an dem Planetenradträger (9) ab. Der auf diese Weise formschlüssig mit dem Abtriebswellenstumpf (5) verbundene Deckel (6) überträgt die Drehbewegung auf den Schneidwalzenkörper (3), dessen Stirnfläche (10) den Deckelflansch (11) übergreift und mit diesem verschraubt ist. Die Stirnfläche (10) des Schneidwalzenkörpers (3) ist auf dem zum Abbaustoß hin vorspringenden Bund (12) des Deckels (6) zentriert, der als Polygon ausgebildet ist, und der infolge des Formschlusses zwischen Deckel (6) und Stirnfläche (10) das Antriebsdrehmoment auf die Schneidwalze (2) überträgt.

Das mit dem Tragarm (1) durch Spannschrauben (13) starr verbundene Gehäuse des Untersetzungsgetriebes (4) besitzt eine zylindrische Umfangsfläche, auf der zwei Wälzlager (14, 15) angeordnet sind. Beide befinden sich innerhalb einer Büchsenbohrung (16) (Fig. 1 und 3). Die Büchse (17), die die beiden Wälzlager (14, 15) aufnimmt, ist abbaustoßseitig mit der Stirnfläche (10) des Schneidwalzenkörpers (3) verschraubt und trägt und zentriert den Schneidwalzenkörper (3). Letzterer stützt sich nur auf dem abbaustoßseitigen Büchsenende ab und erstreckt sich mit seiner radialen Stirnfläche (10) bis vor die abbaustoßseitige Stirnfläche des Untersetzungsgetriebes (4), wo er mit dem auf dem Abtriebswellenstumpf (5) des Untersetzungsgetriebes (4) angebrachten Deckel (6) verschraubt ist. Beide Wälzlager (14, 15) werden im Bereich ihrer Innenringe einerseits von dem Bund (18) des Untersetzungsgetriebes (4) und andererseits von einem Getriebedeckel (19) gehalten. Die beiden Wälzlageraußenringe sind dagegen zwischen einem Bund (20) der Büchse (17) und einem in das abbaustoßseitige Bohrungsende der Büchse (17) eingeschobenen Ring (21) verspannt, der drehfest von dem Gewindestift (41) gehalten wird. Dichtringe (22) schließen den Spalt zwischen Getriebedeckel (19) und Ring (21) sowie zwischen Bund (18) und dem Büchsenbund (20) ab. Dabei wird der abbaustoßseitige Dichtring (22) von der Stirnfläche (10) des Schneidwalzenkörpers (3) abgedeckt, während der versatzseitige Dichtring (22) an einem von Schrauben (23) gehaltenen und mit der Büchse (17) verbundenen Ring (24) anliegt.

Der Schneidwalzenkörper (3) umschließt das Untersetzungsgetriebe (4) vollständig und deckt es auf seiner ganzen Breite ab. Seine versatzseitig offene Stirnseite wird von einem elastischen Dichtungsring (25) abgeschlossen, der mit seinem äußeren Rand auf einer zur Rotationsachse (26) der Schneidwalze (2) rechtwinkligen Fläche (27) des Walzenkörpers (3) federnd aufliegt. Über Schrauben (28) ist er fest mit einem Haltering (29) verbunden, der mit dem versatzseitigen Getriebedeckel (30) des Untersetzungsgetriebes (4) verschraubt ist. Ein zur Rotationsachse (26) der Schneidwalze (2) zentrisch angeordneter Kragen (31), der, vom Haltering (29) ausgehend, in Richtung auf den Abbaustoß vorspringt, greift in eine Eindrehung (32) des Büchsenumfanges ein und bildet hier ein Labyrinth, das den radialen Spalt (33) zwischen der Büchse (17) einerseits und dem versatzseitigen Getriebedeckel (30) andererseits abschließt (Fig. 2 und 3).

Während in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 das Drehmoment über den Deckel (6) direkt in die Stirnfläche (10) des Schneidwalzenkörpers (3) eingeleitet wird, erfolgt in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 die Drehmomentenübertragung über die Büchse (17). Sie ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Flansch (34) ausgestattet, der sich über die Umfangsfläche der Büchse (17) erstreckt. Auf dem abbaustoßseitigen Büchsenumfang (40), der polygonartig geformt ist, stützt sich der Walzenkörper (3) ab und ist hier formschlüssig mit der Büchse (17) verbunden. Auf der versatzseitigen Flanschfläche befindet sich ein über seinen Durchmesser geteilter Ring (35), in dessen Gewindebohrung (36) Befestigungsschrauben (37) mit ihren Gewindeenden eingreifen , die von der Stirnfläche (10) des Walzenkörpers (3) aus durch Bohrungen (38) des Büchsenflansches (34) hindurchgeführt sind und Flansch (34), Ring (35) und Walzenkörper (3) lösbar miteinander verbinden. Der das Drehmoment des Abtriebswellenstumpfes (5) übertragende Deckel (6) ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels Schrauben (39) und nicht dargestellter Zylinderstifte mit der Büchse (17) verbunden. Außerdem können sowohl die Büchsenstirnfläche als auch der Deckel (6) mit einer Kupplungsverzahnung ausgestattet sein, die unabhängig von den Schrauben (39) bzw. Zylinderstiften eine formschlüssige Verbindung zwischen Büchse (17) und Deckel (6) herstellt.

Claims (4)

1. Schneidwalze, die mit dem Abtriebswellenstumpf eines Untersetzungsgetriebes drehfest verbunden ist, das an der Tragarmseitenwand oder an der Seitenwand des Maschinenkörpers eines Walzenladers befestigt ist und mit seinem rotationssymmetrischen Gehäusemantel zentrisch zur Rotationsachse der Schneidwalze in den Walzenkörper, diesen drehbar abstützend, hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseumfang mit zwei die Schneidwalze (2) tragenden Wälzlagern (14, 15) besetzt ist, die innerhalb einer die Schneidwalze (2) zentrierenden und tragenden Büchse (17) liegen, deren radialer Spalt (33) zwischen der Büchse (17) und dem versatzseitigen Getriebedeckel (30) maschinenseitig durch eine vom Untersetzungsgetriebe (4) gehaltene membranartige Abdichtung abgeschlossen ist, die mit dem äußeren Rand ihres elastischen Dichtungsringes (25) auf einer zur Rotationsachse (26) der Schneidwalze (2) rechtwinkligen Fläche des Walzenkörpers (3) federnd aufliegt, während auf der Abbaustoßseite die sich bis vor das Untersetzungsgetriebe (4) erstreckende und mit dessen Abtriebswellenstumpf (5) drehfest verbundene Stirnwand (10) des Walzenkörpers (3) die Bohrung (16) der Büchse (17) verschließt.

2. Schneidwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die membranartige Abdichtung (25) einen zur Roatationsachse (26) zentrischen Kragen (31) besitzt, der in eine Eindrehung (32) der Büchsenstirnfläche eingreift und mit der Büchse (17) ein Labyrinth bildet.

3. Schneidwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das tragarmseitige bzw. das dem Maschinenkörper zugewandte Ende der Büchsenbohrung (16) einen Bund (20) trägt, der den Außenring des hier befindlichen Wälzlagers (15) hintergreift, und daß die Stirnwand (10) des Walzenkörpers (3) mit der abbaustoßseitigen Stirnfläche der Büchse (17) lösbar verbunden, auf deren Umfang zentriert ist und den Flansch (11) eines zur Rotationsachse (26) der Schneidwalze (2) zentrischen Deckels (6) übergreift, der zur Übertragung des Drehmomentes formschlüssig mit dem Abtriebswellenstumpf (5) des Untersetzungsgetriebes (4) und mit der Stirnfläche (10) der Schneidwalze (2) verbunden ist und sich mit seiner Nabe (8), in das Untersetzungsgetriebe (4) eingreifend, an dessen Planetenradträger (9) abstützt.

4. Schneidwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen mit Durchgangsbohrungen (38) versehenen Büchsenflansch (34), an den einerseits der auf dem polygonförmigen Umfangsabschnitt (40) der Büchse (17) zentrierte Walzenkörper (3) und andererseits ein über seinen Durchmesser geteilter Ring (35) anliegt, in dessen Gewindebohrungen (36) Befestigungsschrauben (37) eingreifen, die durch Bohrungen (38) des Büchsenflansches (34) und Bohrungen des Walzenkörpers (3) verlaufen.