PL B1. J.D. Theile GmbH & Co.KG., Schwerte, DE , DE, FRANZ ROLING, Nordkirchen, DE

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. B65G 19/20 ( ) F16G 13/12 ( ) E21C 29/04 ( ) (54) Układ koła łańcuchowego i łańcucha ogniwowego (30) Pierwszeństwo: , DE, (73) Uprawniony z patentu: J.D. Theile GmbH & Co.KG., Schwerte, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 11/09 (72) Twórca(y) wynalazku: FRANZ ROLING, Nordkirchen, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/14 (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Karol Bocionek

2 2 PL B1 Opis wynalazku Wynalazek dotyczy układu obejmującego koło łańcuchowe i łańcuch ogniwowy napędzany przez to koło łańcuchowe, zaś łańcuch ogniwowy składa się z ogniw usytuowanych przemiennie w pozycji pionowej i poziomej, przy czym ogniwa pionowe są wykonane jako ogniwa płaskie, w które wyposażone są łańcuchy o zwiększonym wymiarze normowym w stosunku do łańcuchów normowych z ogniwami wykonanymi z prętów okrągłych. Tego rodzaju układy są stosowane zwłaszcza w górnictwie podziemnym przy wydobywaniu i transporcie węgla kamiennego. Łańcuchy ogniwowe są stosowane w tych układach do tras zgrzebłowych. Do napędu tego rodzaju łańcuchów ogniwowych stosowane są jednostki napędowe, przy czym każdemu ciągowi łańcuchowemu przyporządkowane jest jedno koło napędowe. Do łańcuchów ogniwowych stosowanych w przenośnikach transportowych są zamocowane w określonych odstępach powtarzające się zgrzebła. Koła łańcuchowe są wyposażone w określoną ilość zębów z wrębami. Napęd łańcucha ogniwowego w danym przypadku jest tak skonstruowany, że pomiędzy dwa ogniwa łańcuchowe usytuowane poziomo zachodzi jeden ząb. Z kolei każdy wrąb służy do uchwycenia znajdującego się w tym miejscu ogniwa łańcuchowego pionowego. Odstęp kątowy zębów koła łańcuchowego jest dostosowany do podziałki (długość ogniwa łańcuchowego od jednej strony wewnętrznej łuku do drugiej strony wewnętrznej łuku w środkowej płaszczyźnie wzdłużnej) znormalizowanego łańcucha ogniwowego. Ogniwa znormalizowanego łańcucha ogniwowego zawierają jednakową podziałkę. Aby kołem łańcuchowym zaprojektowanym do napędu normowych łańcuchów ogniwowych można było napędzać łańcuchy, które są w wyższej klasie przewidzianej normą, w niemieckim opisie patentowym numer DE C2 przewidziano, że ogniwa pionowe należy wykonać jako ogniwa łańcuchowe płaskie i zaopatrzyć je w mniejszą podziałkę niż mają je ogniwa łańcuchowe poziome. To sprawia, że pojedyncze ogniwa łańcuchowe zawierają powierzchnię przekroju poprzecznego odpowiadającą wyższym wymiarom normowym ogniw, równocześnie zaś koło łańcuchowe jest zaprojektowane dla napędów w niższej klasy normowej. Korzyścią tego rodzaju założenia jest to, że można stosować tradycyjne koła łańcuchowe, gdyż dzięki nim można napędzać łańcuchy o wyższych wymaganiach obciążeniowych. W łańcuchu znanym z opisu patentu niemieckiego DE C1 w stosunku do łańcucha opisanego w patencie niemieckim DE C2 jest przedstawiony jego dalszy rozwój, zgodnie z którym łańcuch ogniwowy może być napędzany kołem łańcuchowym, zaprojektowanym dla niższej klasy łańcuchowej i którego siła nośna jest wyższa niż ta, którą wymieniono w opisie patentowym DE C2. Również łańcuch opisany w patencie DE C1 posiada zróżnicowaną podziałkę ogniw łańcuchowych pionowych względem ogniw łańcuchowych poziomych. Założono przy tym, że ogniwa łańcuchowe pionowe posiadają mniejszą podziałkę niż ogniwa łańcuchowe poziome, a ogniwa łańcuchowe poziome zawierają wyraźnie większą szerokość zewnętrzną niż ogniwa łańcuchowe pionowe. Dla wyżej wymienionych łańcuchów ogniwowych jest to miarodajną cechą do podwyższenia siły nośnej, gdyż ogniwa łańcuchowe pionowe zawierają mniejszą podziałkę niż ogniwa łańcuchowe poziome, ażeby w ten sposób dostosować łańcuch ogniwowy do koła łańcuchowego, przewidzianego normą dla kół łańcuchowych o niższych parametrach. Zadanie jakie postawiono do rozwiązania polega na ulepszeniu łańcucha ogniwowego względnie układu obejmującego koło łańcuchowe oraz łańcuch ogniwowy w stosunku do istniejącego układu, znanego ze stanu techniki. Zadanie to rozwiązano w układzie wymienionym na wstępie, w ten sposób, że ogniwa pionowe i ogniwa poziome mają jednakową podziałkę a ogniwa łańcuchowe w obrębie swych łuków zawierają w przekroju poprzecznym kształt eliptyczny, zaś ich oś wzdłużna zwrócona jest w kierunku wzdłużnym ogniwa łańcuchowego, ponadto podziałka ogniw łańcuchowych oraz długość osi wzdłużnej powierzchni przekrojów poprzecznych łuków są ze sobą tak dobrane, że odstęp stron zewnętrznych łuków dwóch ogniw poziomych, oddzielonych ogniwem pionowym, odpowiada wymiarowi nominalnemu szerokości zęba, a mianowicie zęba koła łańcuchowego. W niniejszym układzie zawierają ogniwa łańcucha ogniwowego jednakową podziałkę. Tym samym łańcuch ten odnośnie swej przegubowości nie ustępuje będącym w użyciu łańcuchom ogniwowym, wykonanym z pręta okrągłego. W celu podniesienia wytrzymałości łańcucha w porównaniu do stosowanych w praktyce łańcuchów ogniwowych okrągłych, zawierają łuki pojedynczych ogniw łańcuchowych w przekroju poprzecznym kształt eliptyczny. Przy czym przyjęto, że oś wzdłużna powierzchni przekroju poprzecznego zwrócona jest w kierunku wzdłużnym ogniwa łańcuchowego. W ten sposób

3 PL B1 3 osiąga się po pierwsze pożądaną powierzchnię przekroju poprzecznego celem uzyskania założonej, wyższej wytrzymałości normowej, a po drugie podziałka koła łańcuchowego w zasadzie do dużego ogniwa łańcuchowego pionowego wskutek zaczepionych w nim łuków sąsiadujących ogniw łańcuchowych poziomych celem wejścia w przypór zęba koła łańcuchowego, zostaje tak dalece zredukowana, że ten ząb wchodzi w przypór pomiędzy obydwa ogniwa łańcuchowe poziome, napędzając tym samym łańcuch. W tym względzie jest więc odstęp pomiędzy stronami zewnętrznymi łuków dwóch ogniw łańcuchowych poziomych, oddzielonych ogniwem łańcuchowym pionowym dopasowany do wymiaru nominalnego szerokości zęba, mianowicie zęba koła łańcuchowego. Odnosząc to do ogniwa łańcuchowego poziomego oznacza wcześniej opisane ukształtowanie łuków, że dzięki eliptycznemu przekrojowi poprzecznemu łuków, długość tego ogniwa łańcuchowego jest zwiększona i dlatego to ogniwo jest dopasowane do otwartego wrębu międzyzębnego, określonego przez dwa usytuowane względem siebie zęby koła łańcuchowego. Łańcuch ogniwowy niniejszego układu dysponuje dlatego powiększoną powierzchnią przekroju poprzecznego w tych obszarach, które nie osłabiają napęd łańcucha, przy zastosowaniu ustalonego koła łańcuchowego w mniejszej klasie normowej, a w szczególności nie podwyższają jego wysokości. W szczególnym przypadku łańcuch ogniwowy może być napędzany kołem łańcuchowym, które wykonane jest w znacznie niższej klasie normowej. Dzięki temu istnieje możliwość napędu wcześniej wymienionego łańcucha ogniwowego na przykład 52 kołem łańcuchowym, które jest przewidziane dla łańcucha ogniwowego o ogniwach 48. Ogniwa łańcuchowe pionowe są wykonane jako ogniwa płaskie, z tym skutkiem, że szerokość ramienia jest większa niż jego wysokość. W następstwie tego znajduje się pomiędzy obszarami łuków, w których oś wzdłużna wskazuje w kierunku wzdłużnym ogniwa łańcuchowego, a te łuki tym samym są węższe w kierunku szerokości niż w obszarze ramion odpowiednio zaprojektowanego obszaru przejściowego. Obszar przejściowy od łuków do ramion jest jego kontynuacją. Dla ogniw łańcuchowych poziomych chodzi natomiast o ogniwa łańcuchowe okrągłe, zaopatrzone w jednolite i identyczne przekroje poprzeczne. Podczas gdy dla ogniw łańcuchowych pionowych chodzi o typowe ogniwa kute, to ogniwa łańcuchowe poziome są wykonane jako ogniwa z pręta okrągłego. Jest zrozumiałe, że istnieje możliwość wykonania również ogniw poziomych jako ogniw kutych, na przykład w ten sposób, że ogniwa poziome i ogniwa pionowe są identyczne. Korzystny jest przykład wykonania łańcucha ogniwowego, w którym stosunek powierzchni przekrojów poprzecznych pomiędzy powierzchniami przekrojów poprzecznych w obszarze ramion i powierzchni przekrojów poprzecznych w obszarze płaszczyzny centralnej wzdłużnej łuków jest większy niż 0,55 i nie mniejszy niż 0,85. Taki łańcuch odznacza się szczególnie wysoką wytrzymałością na pęknięcie, mimo że ramiona zawierają zmniejszoną powierzchnię przekroju poprzecznego a tym samym zmniejszają ciężar ogniwa łańcucha a w konsekwencji całego łańcucha. W celu wyeliminowania zakleszczania się łańcucha ogniwowego opisanego układu zgodnie z przykładem wykonania założono, że wewnętrzna przestrzeń ogniw łańcuchowych pionowych podzielona jest przez co najmniej jedno ramię łączące łuki, wystającym elementem podziałowym, na dwa obszary ruchowe. W każdym obszarze ruchowym jest osadzone sąsiadujące ogniwo łańcuchowe poziome. Element podziałowy nie potrzebuje się więc rozciągać aż do usytuowanego naprzeciw leżącego ramienia. Powstałe w ten sposób zwężenie jest odnośnie swego prześwitu mniejsze od najmniejszej średnicy łuków osadzonych ogniw łańcuchowych poziomych. Ze względów na symetrię ogniwa założono podział przestrzeni wewnętrznej ogniw pionowych tak, by ten element podziałowy wystawał od obu ramion w kierunku do wnętrza, a powstała pomiędzy nimi szczelina była nieznacznie mniejsza od najmniejszej średnicy osadzonego ogniwa poziomego w danym obszarze ruchowym. Pozostawienie więc szczeliny pomiędzy elementami podziałowymi, która jest tylko nieznacznie mniejsza od najmniejszego przekroju sąsiadującego ogniwa poziomego, umożliwia stosowanie ogniw łańcuchowych poziomych o mniejszym ciężarze. Wynalazek jest bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: Fig. 1 przedstawia schematycznie część wycinka układu w widoku z boku, częściowo w przekroju, obejmującego koło łańcuchowe oraz łańcuch ogniwowy, Fig. 2 przekrój łuku ogniwa łańcuchowego pionowego, pokazanego na fig. 1, wzdłuż linii A-B, a Fig. 3 przedstawia przekrój ramienia ogniwa łańcuchowego pionowego, przedstawionego na fig. 1, wzdłuż linii C-D. Układ stosowany w górnictwie na przykład przy wydobywaniu węgla kamiennego obejmuje koło łańcuchowe 1 oraz łańcuch ogniwowy 2. Do łańcucha ogniwowego 2 są zamocowane zgrzebła (nie pokazane na rysunku). Koło łańcuchowe 1 obejmuje w równym odstępie kątowym, względem siebie

4 4 PL B1 zabieraki, wykonane jako zęby 3. Każdy wystający ząb 3 z piasty koła zębatego 1 w kierunku promieniowym jest skonstruowany jako ząb widlasty. Powyżej podstawy zęba 5, wspólnej dla obydwu składowych części zęba 4, znajduje się pomiędzy wrąb 6, w który wchodzi ogniwo łańcuchowe pionowe 7. Prześwit wrębu 6, który znajduje się pomiędzy obydwoma częściami zęba 4 jest tak skonstruowany, aby objąć ogniwo łańcuchowe pionowe 7 (Fig. 1). Wrąb 6 zawiera w obszarze zewnętrznych końcówek części zęba 4 powiększającą się stożkowo szerokość. Ten zewnętrzny odcinek wrębu 6 służy jako prowadnica dla ułatwienia wprowadzenia ogniwa łańcuchowego pionowego 7 do wrębu 6. Części zęba 4 obejmujące z boku wręb 6 są w kierunku promieniowym, pocienione na zewnątrz z wykonanym w niniejszym przypadku wybraniem 8, 8. Wybrania 8, 8 służą do ustalenia względnie usytuowania łuków 11 ogniw łańcuchowych poziomych 9, 9 zawieszonych w ogniwie łańcuchowym pionowym 7. Ze swą główką 10 zachodzi każda część zęba 4 pomiędzy łuki 11 dwóch ogniw łańcuchowych poziomych 9, 9. Przy ogniwach łańcuchowych poziomych 9, 9 chodzi o ogniwa łańcuchowe, których powierzchnie przekroju poprzecznego, pokazane na Fig. 1, wykonane są w obszarze ich łuków w postaci elipsy, przy czym oś wzdłużna 12 wskazuje w kierunku wzdłużnej rozpiętości ogniwa łańcuchowego 9. Szerokość ogniwa łańcuchowego 9 jest określona przez oś poprzeczną 12,1 powierzchni przekroju poprzecznego łuku 11. W przedstawionym przykładzie wykonania są również ogniwa łańcuchowe poziome wykonane jako ogniwa płaskie i zawierają w obszarze swych ramion nieco mniejsze powierzchnie przekroju poprzecznego niż w obszarze ich ramion. Podziałka 13 ogniw łańcuchowych poziomych 9, 9 odpowiada podziałce 14 ogniw łańcuchowych pionowych 7. Ogniwo łańcuchowe pionowe 7 identyczne jak pozostałe ogniwa pionowe łańcucha ogniwowego 2 jest wykonane drogą kucia. W obszarze swych łuków 15 posiada ogniwo łańcuchowe pionowe 7 taką powierzchnię przekroju poprzecznego, która odpowiada odpowiednim przekrojom ogniw łańcuchowych poziomych 9, 9. Porównanie powierzchni przekrojów poprzecznych w obszarze łuków 15 oraz w obszarze ramion 16 wskazuje, że kierunek większej średnicy powierzchni przekroju poprzecznego w obszarze łuków 15 przebiega we wzdłużnej rozpiętości ogniwa łańcuchowego 7. Pomiędzy łukami 15 oraz graniczącymi z nimi ramionami 16 znajduje się obszar przejściowy, przy czym przyjmuje się, że obszar łuków, wychodząc od linii kroju A-B (Fig. 1) w kierunku przyległego ramienia 16 wynosi w przybliżeniu od 40 do 50 i dalej postępując, pozostaje niezmieniony. Tym samym przylega właściwy obszar przejściowy najpierw do niezmienionego albo w przybliżeniu niezmienionego odcinka łuku odnośnie geometrii przekroju poprzecznego. Przedstawione w niniejszym przykładzie wykonania ogniwa łańcuchowe pionowe 7 posiadają element podziałowy 17, 17 wystający z obu ramion 16, dzielący zawartą przestrzeń wewnętrzną na dwa obszary ruchowe 18, 19 tegoż ogniwa łańcuchowego pionowego 7. W każdym obszarze ruchowym 18, 19 jest osadzone ogniwo łańcuchowe poziome 9 względnie 9. Elementy podziałowe 17, 17 nie łączą obydwa ramiona 16. Pozostawiony odstęp pomiędzy elementami podziałowymi 17, 17 stanowi prześwit, który nieznacznie jest mniejszy od najmniejszej średnicy ogniwa łańcuchowego poziomego 9, 9, określonej przez krótszą oś 12,1. Elementy podziałowe 17, 17 służą wyeliminowaniu zakleszczania się łańcucha ogniwowego 2. Koło łańcuchowe 1 według niniejszego przykładu wykonania jest przeznaczone dla tradycyjnych łańcuchów ogniwowych okrągłych o wymiarze normowym 48 mm. Łańcuch ogniwowy 2 wykazuje jednak w stosunku do swej szerokości większą wytrzymałość, a mianowicie taką wytrzymałość jaką ma łańcuch 52 mm. W obrębie łuków 11, 15 ogniw łańcuchowych 7, 9, 9 wynosi długość osi wzdłużnej 52 mm, natomiast prostopadle usytuowana do niej oś krótsza wynosi 48 mm. Łańcuch ten może być napędzany kołem napędowym przeznaczonym dla łańcucha o wymiarze normowym 48 mm. Dzięki zastosowaniu eliptycznych powierzchni przekrojów poprzecznych w obszarze łuków ogniw łańcuchowych 7, 9, 9 których oś wzdłużna wskazuje w kierunku długości niniejszego ogniwa łańcuchowego, nadają się ogniwa łańcuchowe poziome 9, 9 do zwróconych do siebie wybrań 8, 8 dwóch następujących po sobie zębów 3, chociaż ten odstęp między zębami zasadniczo pomyślany jest dla ogniw łańcuchowych okrągłych o większej podziałce. Gdy dochodzi do zajścia w przypór boków główki 10 zęba 3 z łukami 11 ogniw łańcuchowych poziomych 9, 9 ustalonych w wybraniach 8, 8, następuje przemieszczanie łańcucha. Tym samym przyczynia się koncepcja łuków odnośnie geometrii ich przekroju poprzecznego do dostosowania łańcucha ogniwowego 2 do stosowania z wykorzystaniem koła łańcuchowego o niższej klasie normowej. Z tego względu jest odstęp stron zewnętrznych łuków 11 dwóch następujących po sobie ogniw łańcuchowych poziomych 9, 9 dostosowany do widocznej na Fig. 1 szerokości główki 10 zęba 3.

5 PL B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Układ koła łańcuchowego oraz łańcucha ogniwowego napędzanego tymże kołem łańcuchowym z usytuowanymi na przemian łańcuchami ogniwowymi pionowymi i ogniwami poziomymi, przy czym ogniwa pionowe wykonane są jako ogniwa płaskie i który to łańcuch zawiera większy wymiar normowy odnośnie swej wytrzymałości niż koło łańcuchowe ze względu na przewidziany normą łańcuch ogniwowy wykonany z ogniw o przekroju okrągłym, znamienny tym, że ogniwa łańcuchowe pionowe (7) i ogniwa poziome (9, 9 ) zawierają jednakową podziałkę (13, 14) a ogniwa łańcuchowe (7, 9, 9 ) W obszarze swych łuków (11, 15) zawierają eliptyczną powierzchnię przekroju poprzecznego, których oś wzdłużna (12) zwrócona jest w kierunku wzdłużnym ogniwa łańcuchowego (7, 9, 9 ) przy czym podziałka (13, 14) ogniw łańcuchowych (7, 9, 9 ) i długość osi wzdłużnej (12) powierzchni przekroju poprzecznego łuków (11, 15) są tak dobrane, że odstęp stron zewnętrznych łuków (11) dwóch ogniw poziomych (9, 9 ), przedzielonych ogniwem pionowym (7), odpowiada wymiarowi nominalnemu szerokości zęba (3) koła łańcuchowego (1). 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ogniwa łańcuchowe poziome (7) wykonane są jako płaskie ogniwa łańcuchowe kute, których stosunek powierzchni przekrojów poprzecznych pomiędzy powierzchnią przekroju poprzecznego w obszarze ich ramion a powierzchnią przekroju poprzecznego w płaszczyźnie osi wzdłużnej centralnej łuków (15) jest większy niż 0,55 a mniejszy niż 0,85 a korzystnie zawiera się pomiędzy 0,6 a 0,7. 3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że co najmniej jedno ramię (16) łączące łuki (11) ogniw łańcuchowych pionowych (7) zawiera dzielący element podziałowy (17, 17 ), wystający do środka od strony wewnętrznej, zmniejszający prześwit średnicy wewnętrznej w kierunku poprzecznym i dzielący przestrzeń wewnętrzną ogniwa łańcuchowego (7) na dwie oddzielone od siebie przestrzenie ruchowe (18, 19), a w każdej przestrzeni ruchowej (18, 19) osadzone jest ogniwo łańcuchowe poziome (9, 9 ). 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że obydwa ramiona (16) ogniw łańcuchowych pionowych (7) zaopatrzone są w wystający do wnętrza element podziałowy (17, 17 ), które to elementy (17, 17 ) skierowane są do siebie i wykonane symetrycznie względem płaszczyzny centralnej wzdłużnej tegoż ogniwa łańcuchowego (7). 5. Układ według zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że ogniwa łańcuchowe poziome (9, 9 ) wykonane są identycznie jak ogniwa łańcuchowe pionowe (7). 6. Układ według zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że ogniwa łańcuchowe poziome (9, 9 ) są ogniwami kutymi.

6 6 PL B1 Rysunki Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)