ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ЗВЕНО ТЯГОВОЙ ЦЕПИ
HORIZONTAL CHAIN LINK

Изобретение касается горизонтального звена приводной цепи скребкового транспортера с двумя соединяющими колена плечами, которые на своих обращенных наружу сторонах соответственно имеют участок крепления, причем каждый участок крепления исполнен таким образом, что к нему, в продольном направлении звена, с геометрическим замыканием может быть присоединен перемещаемый горизонтальным звеном предмет, в особенности скребок транспортера.
Такого рода горизонтальные звенья являются составной частью стальных звеньевых цепей, которые обычно применяются для привода скребковых транспортеров при подземных разработках угля. Подобные скребковые транспортеры, или же цепные скребковые транспортеры, могут иметь две приводные цепи, приводимые двигателем в движение по замкнутому контуру, на которых закреплены расположенные между цепями и соединяющие цепи между собой скребки. Соответствующее применение подобные приводные цепи могут также найти в качестве срединных цепей, в особенности в качестве двойной приводной цепи у скребкового транспортера, ведомого цепным приводом. При работе транспортировочные цепи протягиваются через транспортировочный лоток, тем самым убирая и перемещая вскрышные породы, например уголь, к погрузочной станции.
Из патента DE 4124788 A1 известна стальная звеньевая цепь с горизонтальными звеньями, к которым может подсоединяться скребок. Такого рода скребки, как правило, подсоединяются между двумя параллельными приводными цепями к двум перемещающимся параллельно горизонтальным звеньям. Транспортируемые приводными цепями скребки преимущественным образом служат, к примеру, для перемещения угля при подземных разработках из очистного забоя к погрузочной станции. Таким образом, установленные между двумя такими приводными цепями скребки перемещаются цепями. Для подсоединения скребка к такому горизонтальному звену цепи, согласно патенту DE 4124788 A1 наружная сторона звена цепи исполнена в виде рамки, чтобы таким способом достичь геометрического замыкания со скребком в продольном направлении звена цепи. Исполнение в виде рамки у этого известного ранее звена цепи достигается за счет того, что колена звена, в горизонтальной проекции, выполнены в виде наконечника стрелы, имеющего прямые участки от вершины звена, указывающие в продольном направлении и выступающие наружу. Для того чтобы прямые участки имели достаточную длину, чтобы обладать достаточной площадью прилегания к зубу зубчатого колеса, граничащие с плечами участки колена выполнены выступающими в виде ступенек за пределы расстояния между наружными сторонами плеч, а следовательно, выступающими за наружную ширину звена цепи в области его плеч. Поскольку наружная ширина этого известного ранее звена цепи в области его плеч соответствует стандартной ширине звена цепи из круглого стального прутка равного номинального диаметра, из-за такого конструктивного решения максимальная наружная ширина этого известного звена цепи увеличивается. Следовательно, у этого звена цепи расстояние от свода колена, обращенного внутрь звена цепи до наружной стороны такой ступеньки больше, чем в области срединной плоскости. В свою очередь, следствием этого является то, что вертикальное звено, зацепленное в это известное горизонтальное звено цепи, в поперечном направлении к горизонтальной срединной плоскости горизонтального звена может надлежащим образом шарнировать только в области срединной плоскости. Это означает, что надлежащее шарнирование возможно только в том случае, если зацепленные друг в друга звенья располагаются на одной линии. Для привода изготовленной с такими горизонтальными звеньями приводной цепи с помощью зубчатого колеса такого шарнирования достаточно. У провисающей цепи, тем не менее, возможны случаи, когда горизонтальные и вертикальные звенья смещаются относительно друг друга из положения соосности в продольном направлении, в результате чего вертикальное звено цепи своей продольной осью отклоняется от срединной плоскости в направлении плеч. В таком положении горизонтального и вертикального звена относительно друг друга, шарнирование звеньев, если и возможно, то только в очень ограниченной степени. Это в свою очередь может привести к нежелательному образованию петель.
Исходя из этого рассматриваемого уровня развития техники, в основу изобретения положена задача, предложить для приводной цепи, для присоединения в частности скребка, горизонтальное звено, которое, несмотря на наличие участка крепления для присоединения скребка с геометрическим замыканием, с точки зрения шарнирования с зацепленным в него вертикальным звеном может быть исполнено таким образом, что это шарнирование не будет нарушаться, или будет только незначительно нарушено по сравнению со звеном цепи из круглого стального прутка.
Согласно изобретению эта задача решается с помощью упомянутого в начале типового горизонтального звена цепи, у которого максимальная наружная ширина в основном соответствует или меньше такой ширины стандартного звена цепи такого же номинального диаметра, и участок крепления плеча имеет как минимум одну выемку, выбранную в плече и таким образом уменьшающую площадь его поперечного сечения по сравнению с прилегающими участками горизонтального звена.
У этого горизонтального звена предусмотрено, что его наружная ширина соответствует наружной ширине стандартного звена цепи того же номинального диаметра. Под определением, что наружная ширина горизонтального звена должна соответствовать наружной ширине стандартного горизонтального звена следует понимать, что она не должна превышать значение ширины стандартного звена более чем на 10%. Предпочтительным является исполнение, у которого превышение относительно наружной ширины стандартного горизонтального звена меньше 5%, или отсутствует. Далее, это горизонтальное звено цепи имеет ни в коем случае не выступающие за наружную ширину стандартного звена соединительные элементы для подсоединения какого-либо предмета, например скребка. В качестве стандарта применяется немецкий стандарт DIN 22252. По сравнению с известными горизонтальными звеньями с участками крепления для присоединения скребка, у этого горизонтального звена участки крепления выполнены в виде выемок, выбранных в наружной стороне плеча. Следовательно, в области этих выемок площадь поперечного сечения плеча этого горизонтального звена будет уменьшена по сравнению с прилегающими к нему участками. Интересным и неожиданным оказался тот факт, что это уменьшение площади поперечного сечения не приводит к ослаблению горизонтального звена цепи, и с помощью этого горизонтального звена все же можно перемещать необходимые грузы. Это было неожиданным, так как известные конструкции основаны на концепции, что площадь поперечного сечения в области плеч ни в коем случае не должна быть уменьшена вследствие подсоединения скребка, и тем более уменьшена по сравнению со стандартной площадью поперечного сечения. Как минимум одна выемка плеча выбрана в плече и поэтому дает возможность установить в эту выемку соответствующий ей по форме элемент скребка, благодаря чему скребок в продольном направлении горизонтального звена, и таким образом в направлении основной нагрузки подсоединенного к горизонтальному звену цепи скребка, будет соединен с этим звеном с геометрическим замыканием.
В предпочтительном исполнении такая выемка выполнена зеркально симметрично относительно середины плеча. Длина выемки относительно длины плеча обычно составляет больше 50%, предпочтительнее, больше 80% и, в частности, примерно равна всей длине плеча.
Согласно одному предпочтительному примеру исполнения такой участок крепления плеча образован двумя выемками, разделенными одна от другой перемычкой, проходящей в продольном направлении горизонтального звена.
Горизонтальное звено цепи, согласно изобретению, может представлять собой звено из круглого стального прутка, в плече которого выбрана как минимум одна выемка в качестве участка крепления. В случае такого исполнения подразумевается, что зацепленное в это горизонтальное звено вертикальное звено цепи может в одинаковой степени шарнировать в пределах всей области колен.
Описанное решение может быть также реализовано у горизонтальных звеньев цепи, которые выполнены как звенья в виде наконечника стрелы.
Другие преимущества и разновидности воплощения изобретения вытекают из последующего описания примеров исполнения со ссылкой на прилагаемые фигуры. На рисунках показано:
Фиг.1: Перспективное изображение горизонтального звена цепи с участком крепления в его плечах для подсоединения скребка.
Фиг.2: Вид сверху на горизонтальное звено фигуры 1.
Фиг.3: Горизонтальное звено согласно фиг.2, с изображениями в разрезе, выполненными на одной половине колена звена.
Фиг.4: Фотореалистичное перспективное изображение горизонтального звена согласно предыдущим фигурам, в первой проекции.
Фиг.5: Фотореалистичное перспективное изображение описанного горизонтального звена во второй проекции, и
Фиг.6: Участок звена цепи в фотореалистичном изображении, показывающий участок крепления на плече.
Фигура 1 показывает перспективное изображение горизонтального звена цепи для применения в качестве звена приводной цепи, например, для подземных разработок угля. Горизонтальное звено 1 представляет собой кованое звено цепи. Горизонтальное звено 1 имеет участки крепления 2, 2.1 на наружных сторонах своих плеч 3, 3.1. Участки крепления 2, 2.1 предназначены для присоединения с геометрическим замыканием предмета, в особенности скребка, который установлен между двумя подобными горизонтальными звеньями, размещенными в движущихся параллельно цепях. Далее описан участок крепления 2. Участок крепления 2.1 имеет идентичное устройство. Участок крепления 2 характеризуется двумя проходящими параллельно друг другу присоединительными выемками 4, 4.1, выбранными в наружной стороне плеча 3. Присоединительные выемки 4, 4.1 разделены одна от другой перемычкой 5, следующей продольному направлению горизонтального звена 1. Для присоединения скребка в каждую выемку 4, 4.1 с геометрическим замыканием устанавливается и крепится на плече 3 поводковый элемент. На фиг.1 отчетливо видно, что присоединительные выемки 4, 4.1 выбраны в плече 3, вследствие чего площадь поперечного сечения плеча 3 в области его участка крепления 2 меньше, чем в примыкающих к нему участках звена. Перемычка 5, разделяющая обе присоединительные выемки 4, 4.1, следует своей наружной стороной контуру, задаваемому коленами 6, 6.1 на переходном участке к плечу 3.
Показанная на фиг.2 горизонтальная проекция горизонтального звена 1 поясняет функцию перемычки 5 с точки зрения наружного контура горизонтального звена 1. Этот вид горизонтального звена 1 определен как горизонтальная проекция, поскольку горизонтальная проекция (вид сверху) приводной цепи, собранной с такими горизонтальными звеньями, демонстрирует горизонтальное звено в таком виде. В показанном примере исполнения наружный контур горизонтального звена 1, за исключением едва различимого отклонения в области колен, соответствует такому контуру обычного горизонтального звена цепи, изготовленного из круглого стального прутка, как известно, к примеру, из стандарта DIN 22252. Тем самым, максимальная наружная ширина горизонтального звена 1 соответствует наружной ширине такого стандартного звена из круглого стального прутка равного номинального диаметра. Кроме того, горизонтальная проекция на фиг.2 поясняет, что зацепленное в горизонтальное звено 1 вертикальное звено может надлежащим образом шарнировать, прежде всего, в области колен 6, 6.1. Следует подчеркнуть, что такая способность к шарнированию обеспечивается, а горизонтальное звено 1, тем не менее, имеет участок крепления, к которому с геометрическим замыканием может быть присоединен, к примеру, скребок, и при этом на наружную сторону плеча 7, 7.1 горизонтального звена 1 не оказывают негативного влияния никакие выступающие структуры. Таким образом максимальная наружная ширина определяется наружными сторонами 7, 7.1, следующими продольной стороне горизонтального звена 1.
Из фигур 1 и 2 следует, что внутренняя сторона горизонтального звена 1 имеет кривизну в направлении внутреннего пространства звена 8.
Выемки 4, 4.1 имеют глубину Т, которая соответствует примерно одной трети высоты Н плеча 3. Глубина Т этих выбранных в плече 3 выемок 4, 4.1 показывает отнюдь не незначительное уменьшение площади поперечного сечения относительно участков горизонтального звена 1, непосредственно граничащих с участком крепления 2.
Горизонтальное звено 1 показанного примера исполнения выполнено в виде так называемого звена с коленами в виде наконечника стрелы. Поэтому горизонтальное звено 1 в области своих колен 6 или 6.1 имеет поверхности прилегания 9, 9.1, расположенные напротив друг друга относительно горизонтальной срединной плоскости горизонтального звена 1. На фигурах 1 и 2, вследствие выбранной перспективы, видна только поверхность прилегания 9 одной стороны звена. Поверхность прилегания 9.1 расположена на противоположной и не видимой на фигурах тыльной стороне горизонтального звена 1. Однако обе поверхности прилегания 9, 9.1 видны на поперечных сечениях фигур 3a-3g.
На каждой носовой части каждое колено 6 или 6.1, в каждой из половин колена имеет две стреловидно смыкающиеся друг с другом носовые поверхности 11 или 11.1, формирующие ребро 10. Дальнейшее описание выполнения носовых поверхностей осуществляется с помощью фигуры 3 и поперечных сечений, показанных на фигурах 3a-3g.
Горизонтальное звено 1 зеркально-симметрично относительно срединной плоскости 12. Поэтому для описания колена 6 достаточно описания одной из его половин. Далее более подробно описана нижняя половина колена 6, показанная на фиг.3. Колено 6.1 устроено идентично колену 6. Колено 6, как следует из проекций фиг.3, в направлении срединной плоскости 12 выполнено стреловидным. Это достигается тем, что указывающая от внутренней области 8 звена цепи в продольном направлении горизонтального звена 1 наружная сторона колена 6, или его половин, соответственно имеет прямой участок 13, 13.1.
Горизонтальное звено 1 на вершине своего колена, как показано на продольном сечении фиг.3a имеет такую форму поперечного сечения, что определяющая номинальный диаметр N горизонтального звена 1 ширина, измеренная в срединной плоскости 12 в поперечном отношении к продольному диаметру колена, меньше, чем этот продольный диаметр.
Обращенная к внутреннему пространству звена 8 сторона контура поперечного сечения на фиг.3a имеет радиус кривизны, который больше радиуса, определяющего номинальный диаметр (в данном случае: 26 мм). Номинальный диаметр горизонтального звена цепи составляет 52 мм; диаметр показанного на фиг.3a примера выполнения изобретения в поперечном к номинальному диаметру N направлении составляет 54 мм.
Горизонтальное звено цепи 1 имеет в рассматриваемой половине колена две носовые поверхности 11, 11.1, зеркально симметричные друг другу относительно проходящей параллельно боковым поверхностям звена цепи горизонтальной срединной плоскости (см. фигуры 3a, 3c). Носовые поверхности 11, 11.1, через переходный радиус, под углом примыкают к поверхностям прилегания 9, 9.1, расположенным на наружных сторонах половины колена. Носовые поверхности 11, 11.1 формируют функциональные зоны в пределах колен 6, 6.1 горизонтального звена 1. Эти функциональные зоны расположены в пределах огибающей высоты и ширины звена цепи 3 в такой функциональной зоне. Огибающая представляет собой такую огибающую кривую, обычно эллипс, которая соединяет друг с другом конечные точки высоты и ширины горизонтального звена цепи в такой функциональной зоне, причем высота и ширина примыкают к огибающей под прямым углом.
Обе поверхности прилегания 9, 9.1 плоские и параллельны друг другу. В области срединной плоскости 12, показанной на сечении на фиг. 3a, носовая поверхность 11 образует с поверхностью прилегания 9 угол 60 градусов. Таким образом, образованное носовыми поверхностями 11, 11.1 ребро 10 охватывает угол 120 градусов. В важных для передачи усилия в горизонтальное звено носовых поверхностях 11, 11.1 в пределах соответствующего прямого участка 13 или 13.1 обе расположенные относительно горизонтальной срединной плоскости напротив друг друга носовые поверхности 11, 11.1 также образуют с плоскостью угол в 60 градусов.
Рабочие носовые поверхности 11, 11.1, передающие усилие от зуба зубчатого колеса в горизонтальное звено 1, находятся на отрезке каждой половины колена, который расположен на продольно-осевом продолжении каждого плеча 3, 3.1, а именно на смежном с внутренним пространством 8 отрезке, который распространяется примерно на две трети высоты Н каждого плеча 3, 3.1. Для передачи тягового усилия смыкающиеся в области вершины колена стреловидно носовые поверхности 11, 11.1 не имеют значения, поскольку в этой области размещено вертикальное звено цепи, и поэтому в этой области зацепление зуба зубчатого колеса невозможно. К предназначенным непосредственно для передачи усилия носовым поверхностям 11, 11.1 по направлению плеч 3, 3.1 примыкает переходный дугообразный участок, выполненный для того, чтобы зацепленное в горизонтальное звено 1 вертикальное звено и на этом участке колена 6, 6.1 могло свободно шарнировать. Это достигается за счет того, что поперечная к номинальному диаметру высота колена, на протяжении всего колена, практически постоянна.
Носовые поверхности 11, 11.1 в каждом поперечном сечении являются прямыми и поэтому образуют в этом направлении прямой участок прилегания для ведущей боковой поверхности зуба зубчатого колеса.
На фотореалистичном перспективном изображении горизонтального звена 1 на фигурах 4 и 5 описанная выше геометрическая форма показана особенно наглядно. Прежде всего, изображение на фиг.4 наглядно демонстрирует образованное смыкающимися под углом друг с другом носовыми поверхностями 11, 11.1 ребро 10, которое одновременно определяет положение горизонтальной срединной плоскости горизонтального звена 1.
Геометрия участка крепления 2.1, с обеими идущими параллельно друг другу выемками 4, 4.1 и разделяющей выемки 4, 4.1 перемычкой 5, показана на фотореалистичном изображении на фиг.6. На этом изображении отчетливо видно, что ребро 10 колен 6, 6.1 распространяется на перемычку. Таким образом, наружные стороны плеч 7, 7.1 образованы двумя смыкающимися под небольшим углом поверхностями.
Изобретение описано с помощью примеров выполнения. Для специалиста очевидны другие, не выходящие за рамки действительных пунктов формулы изобретения многочисленные разновидности воплощения изобретения, позволяющие реализовать изобретение, без обязательной необходимости их отдельного описания в рамках этих примеров выполнения. Подобные разновидности воплощения также относятся к объему раскрытия изобретения этими примерами выполнения.
Список использованных обозначений
1 - Горизонтальное звено цепи
2,2.1 - Участок крепления
3,3.1 - Плечо
4,4.1 - Выемка
5 - Перемычка
6,6.1 - колено звена
7, 7.1 - Наружная сторона
8 - Внутреннее пространство
9, 9.1 - Поверхность прилегания
10 - Ребро
11, 11.1 - Носовая поверхность
12 - Срединная плоскость
13,13.1 - Прямой участок
Н - Высота плеча
Т - Глубина выемки