Schmiedeteile im Bergbau spielen eine Schlüsselrolle

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Der Kettenkratzerförderer bildet die Maschinenfahrbahn für den Walzenlader mit seiner Antriebseinheit. Er ist auf der Versatzseite auf dem Triebstock-Vorschubsystem und auf der Kohlenstoßseite mit Gleit- oder Rollenkufen gelagert. Entsprechend der geologischen Ablagerung eines Flözes kann die Lage des Förderers horizontal kurvenförmig sein. Ein Kettenkratzerförderer besteht aus 1,5 bis 1,75 m langen Segmentstücken, den Fördererrinnen, die über Knebelverbindungen miteinander verbunden sind. Die einzelnen Fördererrinnen untereinander erlauben horizontale Abwicklungen von bis zu +/- 5° und vertikale von bis zu +/- 1,5°. Diesen Abwinkelungen muß ein Walzenlader über das Triebstocksystem folgen können. Die Triebstockelemente, die das Triebstock-Vorschubsystem bilden, haben eine komplizierte Form mit 6 innenliegenden Zähnen (siehe Bild oben). Dazu Gerhard Merten: „Ein Triebstockelement ist dem Element Förderrinne jeweils fest zugeordnet, während das andere den Rinnenstoß überbrückt. Dadurch ist die Abwinkelung der Triebstockelemente untereinander nur halb so groß wie die Abwinkelung der Fördererrinnen, so daß bei vertretbarem Teilungsfehler im Übergang von einem Element zum anderen eine größtmögliche horizontale und vertikale Beweglichkeit des Förderers erhalten bleibt. Das den Rinnenstoßüberbrückende Triebstockelement ist in Langlöchern gelagert, so daß auch eine Längsverschiebung der Fördererrinnen möglich ist. Die Triebstöcke sind höchstbelastete Maschinenelemente, REPORT CAD-Bild des Triebstocks Bild: Ruhrtaler Gesenkschmiede einzelne Zähne werden bis zu 500 kN belastet; in Längsrichtung müssen Triebstöcke ca. 3 000 kN in ihren Verbindungselementen aufnehmen. Hohe Anforderungen werden an die Maßgenauigkeit, an die Toleranz der Zähne untereinander und an die Festigkeit gestellt. Wurden die ersten Triebstöcke aufwendig aus Schweißkonstruktionen mit hohem mechanischen Fertigungsaufwand hergestellt, ist man später aus Kostengründen dazu übergegangen, diese Triebstöcke zu gießen. Erforderliche Toleranzmaße, gute Oberflächenbeschaffen- Toleranzen und Zahnauslauf Bild: Ruhrtaler Gesenkschmiede heit an den Zahnflanken und an Führungen konnten durch den Guß nicht immer eingehalten werden. Die drei wesentlichen Aspekte: Qualität, Festigkeit und Kosten veranlaßten uns, Überlegungen anzustellen, diese Teile schmieden zu lassen. Gemeinsam mit der Ruhrtaler Gesenkschmiede, die, wie auch DBT, mit dem dreidimensionalen Zeichnungssystem Pro Engineer arbeitet, wurden funktionstechnische Untertage- Erfordernisse mit den schmiedetechnischen Möglichkeiten verglichen und in Rekordzeit das neue Triebstocksystem „Jumbotrac“ – wie wir es nennen – aus Schmiedeteilen entwickelt.“ Dipl.-Ing. Volkhard Schnitzler, Technischer Leiter der Ruhrtaler Gesenkschmiede, Witten: „Der Triebstock mit einem Fertigteilgewicht von 110 kg ist eines der größten Teile, welches bei der Ruhrtaler Gesenkschmiede derzeit hergestellt wird. Die Fertigung der Triebstöcke beginnt mit der Massenverteilung. Über ein 3 stufiges Vorstauchwerkzeug wird jene Querschnittsveränderungherbeigeführt, die für die Schmiedung benötigt wird. Aufgrund der komplizierten Massenverteilung an den Enden des Triebstocks müssen die 3 Stufen sehr genau aufeinander abgestimmt sein. Danach werden die Teile nochmals speziell entzundert, da an die Oberflächenbeschaffenheit wegen dem Eingriff des Antriebsrads in den Triebstock im Hinblick auf das Gleiten des Walzenladers spezielle Anforderungen gestellt werden. Die nachfolgendeFertigschmiedung geschieht auf einem 200 kJ-Bêché- Gegenschlaghammer. 13 SCHMIEDE-JOURNAL SEPTEMBER 2000
Eine spezielle Konstruktion der Gesenke wird benötigt, um Versatz und Fließverhalten des Materials so zu beeinflussen, daß die Verzahnung des Antriebsrads ohne Probleme über eine längere Strecke in die Zähne des Triebstocksystems eingreifen kann. Wichtig ist hierbei, daß beim Schmiedeprozeß die Gratbahn so gelegt wird, daß auch die Dickenunterschiede durch das austretende Material nicht übermäßig groß werden. Es wird eine Toleranz von +/- 2 mm prozeßsicher eingehalten. Ein komplizierter Abgrat-, Loch- und Kalibriervorgang beendet die Warmformgebung. Wichtig hierbei ist die Zahnteilung, die sehr eng toleriert ist, und der Auslauf der Zähne in die Seitenwand. Aus der Zahnskizze (siehe Bild Seite 13 unten) ist zu ersehen, daß hier für ein solch großes Schmiedeteil eine sehr geringe Toleranz gefordert wird. Einhaltbar ist diese Toleranz erst durch die genaue Anfertigung der Schmiedewerkzeuge in der Verkettung CAD – CNC“. Bei dem verwendeten Werkstoff handelt es sich um eine Sonderlegierung ähnlich 33 NiCrMo 6, Werkstoff Nr. 1.6567. Die Triebstöcke werden vergütet auf eine Festigkeit von 1 100 bis 1 250 N/mm 2 . Die Qualitätssicherungsmaßnahmen umfassen, da es sich um einen gesicherten Prozeß handelt, eine 10 %ige Rißprüfung, eine 10 %ige Überprüfung der Zahnkontur und eine 100 %ige Prüfung der Geradheit des Triebstocks in 2 Ebenen. Ein besonders wichtiger Punkt bei der Herstellung der einbaufertigen Triebstöcke ist die Oberflächenhärtung der Zahnprofile. Hier hat die Ruhrtaler Gesenkschmiede in der Härterei VTN Witten GmbH einen kompetenten Partner gefunden, der in der Lage ist, wirtschaftlich eine Zahnhärtung vorzunehmen, die bei einer Eindringtiefe von ca. 6 bis 8 mm einen weichen Übergang gewährleistet und REPORT Einbaufertig bearbeiteter Triebstock (110 kg) aus 33NiCrMo6 Bild: Ruhrtaler Gesenkschmiede SCHMIEDE-JOURNAL SEPTEMBER 2000 Verlauf der oberflächengehärteten Kontur an dem Zahnprofil Bild: Ruhrtaler Gesenkschmiede 14 eine Endhärte an der Oberfläche der Zähne von 52 + 4 HRC erreicht. Die Teile werden danach bei der Ruhrtaler Gesenkschmiede partiell mechanisch bearbeitet, wobei die genaue Lage der Löcher zur Zahnteilung wichtig ist, und einbaufertig an DBT geliefert (siehe Bild links). Die Leistungsfähigkeit der Bergbautechnologie wird weiter zunehmen Heute kann die untertägige Kohleproduktion aus einem Strebausbau bis zu 50 000 t pro Tag betragen. Den aktuellen Weltrekord mit einer verwertbaren Förderung bis zu 850 000 t Steinkohle pro Monat hält derzeit das Bergwerk Twentymile, USA, welches mit DBT-Technik arbeitet. In Deutschland wurde 1998 in dem Bergwerk Friedrich Heinrich im Rheinland mit 430 m der zur Zeit längste Streb der Welt angefahren, der eine verwertbare Förderung von über 20 000 t pro Tag aus immerhin 1 000 m Tiefe ergibt. Die Trends in den Strebausrüstungen gehen zu noch stärkeren Antrieben, schnelleren Gewinnungs- und Fördermaschinen und einer weiteren Erhöhung der Betriebspunktfördermengen. Gerhard Merten: „Viel Wert wird nach wie vor auf die Erhöhung des Ausnutzungsgrads der Gewinnungsbetriebe gelegt. Und das bedeutet: Wir benötigen absolut zuverlässige Schmiedeteile an den Schlüsselpositionen unserer Ausrüstungen: Für hochwertige Triebstöcke, wie hier erläutert, aber auch für Knebel und Knebeltaschen sowie für Kratzer unserer Fördererrinnen oder für Stempeltöpfe für den Strebausbau, um nur einige wichtige Beispiele zu nennen, jedenfalls für die Sicherheitsteile aller Art in unseren Produkten!“ n 430 m langer Streb mit Walzenlader und Kettenkratzerförderer Bild: DBT
Seite 1: Ing. Werner W. Adlof, Hagen Dort, w

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