DE60002924T2 - Abstreifer für Förderbänder bei unterschiedlichem Verschleiss - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung ist auf eine Förderband-Schaberklinge zur Verwendung in einer primären Förderbandreinigungseinrichtung und insbesondere auf eine Schaberklinge, die ein Trägerelement und ein Schabelement, beabstandet von dem Trägerelement und damit verbunden durch ein elastisch- bzw. federnd flexibles Verbinderelement und durch ein Gelenkelement, besitzt, so dass sich das Schabelement federnd in Bezug auf das Trägerelement dreht.
• Förderelemente, die hoch abrassive Schüttgut-Materialien tragen, wie beispielsweise Eisenerz, nutzen schneller in der Mitte des Förderbands als an den Kanten des Förderbands ab. Dieser Unterschied in der Förderbandabnutzung erfolgt aufgrund einer größeren Beladung des abrassiven, massigen Materials an der Mitte des Bands als an den Kanten des Band, so dass die Mitte des Bands einen größeren Teil des Gewichts des beförderten Schüttguts trägt, als dies die Kanten des Bands tun. Schaberklingen einer Förderbandreinigungseinrichtung, die an der Mitte des Förderbands angeordnet sind, nutzen sich auch schneller ab als Schaberklingen, die an den Kanten des Förderbands angeordnet sind. Feines, rückführendes Material verbleibt oft an dem Förderband anhaftend, nachdem das beförderte Material von dem Band abgegeben worden ist. Das feine, zurückbleibende Material ist stärker an der Mitte des Bands als an den Kanten des Bands konzentriert. Dies bewirkt einen Unterschied in der Abnutzung zwischen Schaberklingen einer Förderbandreinigungseinrichtung, die an der Mitte des Bands angeordnet sind, und Schaberklingen, die an den Kanten des Förderbands angeordnet sind. Die Kombination dieser zwei Zustände, eine erhöhte Belastung und eine größere Menge eines zurückgeführten Materials an der Mitte des Bands, verursacht eine beschleunigte Abnutzung der Mitte des Förderbands und der Schaberklingen einer herkömmlichen Förderbandreinigungseinrichtung, die an der Mitte des Bands angeordnet sind. Der Unterschied in der Abnutzung des Förderbands und in der Abnutzung der Schaberklingen einer Förderbandreinigungseinrichtung führt zu einem im Wesentlichen langgestreckten, elliptisch geformten Hohlraum, der zwischen dem Förderband und den Schaberklingen an der Mitte des Bands gebildet wird, der in der Größe schnell anwächst und der zulässt, dass nicht akzeptierbare Mengen an zurückgeführtem Material unter der Förderbandreinigungseinrichtung hindurchführen.
• Herkömmliche, primäre Förderband-Reinigungseinrichtungs-Schaberklingen sind an einer Querwelle befestigt, die um die Längsachse der Welle gedreht wird, um die Schaberklingen gegen das Band zu spannen. Irgendeine Kompensation für unterschiedliche Abnutzungsraten zwischen der Mitte des Bands und den Kanten des Bands wird durch die Elastizität des Materials, aus dem die Schaberklingen gebildet sind, erzielt. Typischerweise können sich herkömmliche Schaberklingen nur ein paar Grad biegen oder auslenken, um eine unterschiedliche Abnutzung in dem Förderband und eine Ungleichmäßigkeit in der Oberfläche der Walze, um die sich das Förderband dreht, auszugleichen. Für Bänder, die normalerweise abrassives Schüttgut tragen, wie beispielsweise Kohle, sind diese paar Grad einer Kompensation hinsichtlich einer unterschiedlichen Abnutzung nicht ausreichend. Allerdings ist, wenn hoch abrassive Materialien, wie beispielsweise Eisenerz, befördert werden, diese begrenzte Menge einer Kompensation nicht ausreichend.
• Elastomere Materialien nehmen alle eine gewisse Kompression an, die so eingestellt ist, dass dann, wenn eine elastomere Schaberklinge unter einer Last gebogen oder abgelenkt wird, sie sich über die Zeit nicht vollständig zu deren ursprünglichen Position zurückstellt. Zusätzlich tendieren die elastomeren Materialien, die am besten für eine Abnutzungsbeständigkeit geeignet sind, nicht dazu, dass sie elastomere Materialien sind, die optimale Kompressionseinstelleigenschaften haben. Dies führt zu einem nicht akzeptierbaren Design-Nachteil. Materialien mit optimalen Eigenschaften zum Beibehalten eines konstanten Betrags einer elastischen Rückstellung nach einer Auslenkung umfassen Konstruktionsmaterialien, wie beispielsweise Federstahl und Composit-Materialien. Diese Materialien können als Federn wirken, wenn sie innerhalb deren elastischen Grenzen deformiert werden. Allerdings sind solche Materialien nicht geeignete Materialien, aus denen primäre Schaberklingen hergestellt werden, und zwar aufgrund der hohen Kosten des Materials und der Möglichkeit, dass das Material eine Beschädigung an dem Förderband hervorruft. Eine Schaberklinge nach dem Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff der beigefügten Ansprüche ist in dem US-Patent Nr. 5,797,477 offenbart. Die Klinge nach dem Stand der Technik weist ein Schabelement, befestigt an einem Trägerelement mittels eines Haltearmelements und eines angrenzenden Tragearmelements, auf. Das Tragearmelement ist mit einer Spiralfeder versehen.
• Die Schaberklinge der vorliegenden Erfindung kann leicht bis zu fünfzehn Grad einer Drehung oder einer Schwenkbewegung des Schabelements der Schaberklinge in Bezug auf das Tragelement der Schaberklinge aufnehmen, ohne einen übermäßigen Reinigungsdruck zwischen der Schaberklinge und dem Förderband, was ansonsten dazu führen würde, dass sich die Schaberspitze einer herkömmlichen, elastomeren Schaberklinge um die fünfzehn Grad schwenken würde, oder sogar zehn Grad, in Bezug auf das Trägerelement. Eine Kompensation von fünfzehn Grad für eine differentielle Abnutzung des Förderbands und der Schaberklingen auf der Förderbandreinigungseinrichtung ist ausreichend, um effizient ein Förderband zu reinigen, das hoch abrassive Materialien trägt.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine Schaberklinge gemäß dem beigefügen, unabhängigen Anspruch 1. Eine Schaberklinge weist weiterhin vorteilhafte Merkmale auf, wie sie in den beigefügten Ansprüchen 2 bis 14 definiert sind.
• Eine Schaberklinge wird nachfolgend offenbart, die dazu geeignet ist, an einer Querwelle des Förderbandreinigers angebracht zu werden, wobei die Querwelle selektiv bewegbar ist, entweder durch Drehung um eine Drehachse oder durch eine lineare Bewegung. Die Schaberklinge umfasst ein Schabelement, das einen unteren Fußbereich und eine Spitze, die eine Schabkante besitzt, umfasst. Der Fuß und die Spitze sind aus einem elastomeren Material gebildet. Die Schaberklinge umfasst auch ein Trägerelement, gebildet aus einem elastomeren Material, das so angepasst ist, um an der Querwelle des Förderbandreinigers befestigt zu werden. Das Trägerelement ist von dem Fuß des Schabelements beabstandet, allerdings ist es in relativ enger Nähe dazu angeordnet. Ein oder mehrere, elastische, flexible Verbinderelement(e), wie beispielsweise Metallfedern, erstrecken sich zwischen dem Trägerelement und dem Fuß des Schabelements. Jedes Verbinderelement besitzt ein erstes Ende, verbunden mit dem Fuß des Schabelements und darin eingebettet, und ein zweites Ende, befestigt innerhalb des Trägerelements und darin eingebettet. Ein Gelenkelement erstreckt sich zwischen einer oberen Oberfläche des Trägerelements und einer Bodenfläche des Fußes des Schabelements und bettet die Abschnitte der Verbinderelemente ein, die zwischen dem Trägerelement und dem Schabelement angeordnet sind. Das Gelenkelement kann aus einem elastomeren Material gebildet sein, das im Wesentlichen weicher als das elastomere Material ist, das das Schabelement und das Trägerelement bildet, oder aus demselben, elastomeren Material, das das Schabelement bildet. Das Gelenkelement umfasst eine im Wesentlichen konkave Vorderseite und eine im Wesentlichen konkave Rückseite, die eine Gelenkebene bilden. Die elastischen, flexiblen Verbinderelemente und das Gelenkelement ermöglichen, dass sich das Schabelement elastisch in Bezug auf das Trägerelement um eine Schwenkachse schwenkt, die zwischen dem Trägerelement und dem Schabelement angeordnet ist, und zwar ohne irgendeine Bewegung des Trägerelements.
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Mehrzahl von Schaberklingen der vorliegenden Erfindung, installiert in einer Förderbandreinigungseinrichtung und in Verwendung in Verbindung mit einem Fördereinrichtungsmechanismus dargestellt;
• Fig. 2A-D stellen die Schwenkbewegung des Schabelements der Schaberklinge in Bezug auf das Basiselement der Schaberklinge dar, um eine differentielle Abnutzung anzupassen;
• Fig. 3 zeigt eine Seitenaufrissansicht der Schaberklinge; und
• Fig. 4 zeigt eine Vorderaufrissansicht der Schaberklinge, vorgenommen entlang der Linien 4-4 der Fig. 3.
• Die Schaberklinge 10 für die Förderbandreinigungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist so angepasst, dass sie in Verbindung mit einer Förderband-Reinigungs- Einrichtungsanordnung 12, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet werden kann. Die Förderband-Reinigungs-Einrichtung 12 umfasst eine langgestreckte Querwelle 14, die so angepasst ist, um drehbar an einem Halteelement an jedem Ende befestigt zu werden, und die so angepasst ist, um selektiv um deren Längsachse 16 gedreht zu werden, wie beispielsweise durch eine standardmäßige Spannvorrichtung (nicht dargestellt) für eine Reinigungseinrichtung eines Förderbands, die von dem Typ sein kann, der in dem US- Patent Nr. 4,925,434 oder der US-Patentanmeldung Serial Nr. 09/428,956, angemeldet am 04. November 1999, beide dem vorliegenden Anmelder gehörend, dargestellt ist. Ein Befestigungselement 18 ist an der Querwelle 14 befestigt. Das Befestigungselement 18, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein Paar von voneinander beabstandeten, langgestreckten und im Wesentlichen ebenen Stabelementen 20 und 21 auf, die sich längs entlang der Querwelle 14 erstrecken. Jedes Stabelement 20 und 21 umfasst eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Öffnungen 22. Jede Öffnung 22 in dem ersten Stabelement 20 ist zu einer Öffnung 22 in dem zweiten Stabelement 21 so ausgerichtet, um einen Stift oder eine andere Befestigungseinrichtung, die sich dort hindurch erstreckt, aufzunehmen. Verschiedene andere Typen von Befestigungselementen können verwendet werden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Förderband-Reinigungs- Einrichtungsanordnung 12 kann alternativ eine Querwelle umfassen, die linear bewegbar ist, im Gegensatz dazu, dass sie drehmäßig bewegbar ist.
• Die Förderband-Reinigungs-Einrichtungsanordnung 12 umfasst eine Mehrzahl von Schaberklingen 10, die jeweils mit den Bezugszeichen 10A bis 10F in Fig. 1 bezeichnet sind. Die Schaberklingen 10A-F sind entfernbar an dem Befestigungselement 18 und der Querwelle 14 befestigt. Die Schaberklingen 10A-F sind in einer horizontalen Ausrichtung zueinander und angrenzend aneinander längs entlang der Querwelle 14 angeordnet. Die Schaberklingen 10A-F sind miteinander verbunden bewegbar mit der Welle 14 um die Achse 16.
• Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Förderband-Reinigungseinrichtung 12 zur Verwendung in Verbindung mit einem Fördereinrichtungsmechanismus 28 angepasst. Der Fördereinrichtungsmechanismus 28 umfasst ein Förderband 30, das um eine Kopfscheibe 32 an dem Auslassende des Fördereinrichtungsmechanismus 28 drehbar ist. Die Kopfwalze 32 umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Fläche 36, die in das Förderband 30 eingreift. Die Fläche 36 der Kopfscheibe 32 kann so ausgebaucht sein, dass die Oberfläche 36 einen größeren Durchmesser an deren Mitte als an deren Kante besitzt. Das Fördereinrichtungsband 30 umfasst eine äußere Oberfläche 38. Die äußere Oberfläche 38 erstreckt sich zwischen einer ersten Kante 40 und einer zweiten Kante 42 des Förderbands 30.
• Wie am besten in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, umfasst die Schaberklinge 10 ein Schabelement 50, das eine vordere Fläche 52 und eine beabstandete, hintere Fläche 54 besitzt. Das Schabelement 50 umfasst auch eine Bodenfläche 56, die sich zwischen der Bodenkante der vorderen Fläche 52 und der Bodenkante der hinteren Fläche 54 erstreckt, und eine Schabfläche 58, die sich zwischen der oberen Kante der vorderen Fläche 52 und der oberen Kante der hinteren Fläche 54 erstreckt. Die vordere Fläche 52 umfasst eine Schabkante 60 an der Schnittstelle der vorderen Fläche 52 und der Schabfläche 58. Die Schabkante 60 und die Schabfläche 58 sind so angepasst, um die äußere Oberfläche 38 des Förderbands 30 zu schaben. Das Schabelement 50 umfasst auch eine erste Seitenfläche 62 und eine davon beabstandete zweite Seitenfläche 64.
• Das Schabelement 50 umfasst eine Abnutzungsspitze 66 und einen Fuß 68. Die Abnutzungsspitze 66 erstreckt sich von den Schabflächen 58 zu dem Fuß 68. Der Fuß 68 erstreckt sich von der Bodenfläche zu der Abnutzungsspitze 66. Die Abnutzungsspitze 66 ist integral mit dem Fuß 68 gebildet und mit diesem verbunden. Die Abnutzungsspitze 66 ist so angepasst, um sich, über einen kratzenden Eingriff mit dem Förderband 30, zu einer Position abzunutzen, wo die Schabkante 68 an einer Abnutzungslinie 70 angeordnet liegt, wobei zu diesem Zeitpunkt dann die Schaberklinge 10 ersetzt werden sollte. Der Fuß 68 ist nicht dazu vorgesehen, in das Förderband 30 einzugreifen.
• Die vordere Fläche 52 des Schabelements 50 ist vorzugsweise so konfiguriert, um einen ungefähr konstanten Schabwinkel zwischen der Fläche 38 des Förderbands 30 und der vorderen Fläche 52 an der Schabkante 60 beizubehalten, wenn sich die Abnutzungsspitze 66 abnutzt, und wird in einen kontinuierlichen Eingriff mit dem Förderband 30 geschwenkt. Die hintere Fläche 54 des Schabelements 50 ist vorzugsweise so konfiguriert und ist so von der vorderen Fläche 52 beabstandet, so dass dann, wenn sich die Abnutzungsspitze 66 abnutzt, der Schabdruck, mit dem die Schabfläche 58 in Eingriff mit der äußeren Oberfläche 38 des Förderbands 30 gedrückt wird, im Wesentlichen konstant verbleibt. Die vordere Fläche 52 und die hintere Fläche 54 können so konfiguriert sein, wie dies in dem US-Patent Nr. 4,917,231 und der US-Patent-Anmeldung Serial Nr. 09/428,956, angemeldet am 04. November 1999 für die Martin Engineering Company, offenbart ist, die hier unter Bezugnahme darauf eingeschlossen werden. Allerdings können die vordere Fläche 52 und die hintere Fläche 54 des Schabelements 50 in Bezug auf eine andere, von unterschiedlichen Arten und Weisen, konfiguriert und angeordnet werden, wie dies erwünscht ist.
• Das Schabelement 50 umfasst auch ein Trägerelement 80. Das Trägerelement 80 ist im Wesentlichen rechteckig und umfasst eine vordere Oberfläche 82 und eine im Wesentlichen parallele und beabstandete, hintere Fläche 84. Das Trägerelement 80 umfasst auch eine im Wesentlichen ebene obere Fläche 86 und eine beabstandete und im Wesentlichen parallele, ebene Bodenfläche 88. Das Trägerelement 80 erstreckt sich zwischen einer ersten Seitenfläche 90 und einer zweiten Seitenfläche 92. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Bodenfläche 56 des Schabelements 50 von der oberen Fläche 86 des Basiselements 80 beabstandet. Eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung 94 erstreckt sich durch das Basiselement 80 von der vorderen Fläche 82 zu der hinteren Fläche 84. Die Bohrung 94 ist im Wesentlichen zentral angeordnet innerhalb der vorderen und der hinteren Fläche 82 und 84 dargestellt, allerdings können zwei oder mehr voneinander beabstandete Bohrungen verwendet werden, um eine Drehung der Schaberklinge 10 um die zentrale Achse einer einzelnen Bohrung 94 zu verhindern. Die Bohrung 94 ist so positioniert, um sich zu dem Paar gegenüberliegender Öffnungen 22 in den Stabelementen 20 und 21 des Befestigungselements 18 auszurichten. Eine Befestigungseinrichtung (nicht dargestellt), wie beispielsweise eine Schraube oder ein Stift, ist so angepasst, um sich durch die gegenüberliegenden Öffnungen 22 in dem Befestigungselement 18 und durch die Bohrung 94 zu erstrecken, um fest und lösbar das Trägerelement 80 an der Querwelle 14 für eine gemeinsam verbundene Bewegung mit der Querwelle 14 zu verbinden. Als eine Alternative dazu, eine Bohrung 94 vorzusehen, oder zusätzlich dazu, kann die Bodenfläche 88 des Trägerelements 80 als ein umgekehrtes, im Wesentlichen T-förmiges Element gebildet sein, wie dies beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4,953,689 des Anmelders hier offenbart ist, angepasst so, um gleitend innerhalb einer komplementär geformten Spur auf der Trägerwelle zu passen.
• Das Schabelement 50 und das Trägerelement 80 sind beide vorzugsweise auf einem elastomeren Material hergestellt, und vorzugsweise aus einem elastomeren Urethanmaterial, wie beispielsweise Polyester oder ein auf Polyester basierendes Urethan. Ein bevorzugtes, gießbares Polyesterurethanmaterial wird durch Air Products und Chemicals, Inc., in Allentown, Pennsylvania, unter der Produktbezeichnung "A-9" vertrieben. Das Urethanmaterial A-9 besitzt eine typische Härte von ungefähr 90 Shore A. Allerdings sind die Härte des elastomeren Materials, von dem das Schabelement 50 und das Basiselement 80 hergestellt sind, so gestaltet, dass sie von ungefähr 80 Shore A bis ungefähr 70 Shore D reicht. Ein Urethanmaterial A-9 besitzt ein Zugmodul (Tensile Modulus) von ungefähr 7,58 MPa (1,100 psi) bei einer hundertprozentigen Dehnung. Allerdings kann der Bereich von Moduli von Urethanmaterialien, die verwendet werden können, um das Schabelement 50 und das Trägerelement 80 zu bilden, von ungefähr 3,45 MPa (500 psi) bis ungefähr 53,78 MPa (7.000 psi), bei einer hunderprozentigen Dehnung, reichen. Falls es erwünscht ist, kann das Basiselement 80 aus verschiedenen anderen Materialien hergestellt werden.
• Die Schaberklinge 10 umfasst ein oder mehrere elastisch flexible Verbinderelemente 100, die angedeutet in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Jedes Verbinderelement 100 ist vorzugsweise ein elastisches Federelement, wie beispielsweise eine Schraubenfeder, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, eine Blattfeder oder ein flexibler Stab oder eine Platte. Das Verbinderelement 100 ist vorzugsweise aus einem Material gebildet, das ein Elastizititätsmodul von ungefähr 537 MPa (78.000 psi) oder größer besitzt, wie dies innerhalb der elastischen Grenze des Materials gemessen ist, wie beispielsweise ein Federstahlmaterial oder ein Glasfaser- und Epoxidharzkomposit-Material. Die Schaberklinge 10, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Verbinderelementen 100. Jedes Verbinderelement 100 erstreckt sich zwischen einem bodenseitigen Ende 102 und einem oberen Ende 104. Ein bevorzugtes Verbinderelement 100, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist ein nicht-elastomeres Spiralfederelement 101, wie beispielsweise eine Stanzfeder (die spring), hergestellt von Danly Spring unter der Produkt-Nr. 9-2010-26. Die Schraubenfeder 101, dargestellt in den Fig. 3 und 4, ist ungefähr 6,35 cm (2,5 Inch) lang und besitzt einen äußeren Durchmesser von 3,175 cm (1,25 Inch) und einen inneren Durchmesser von 1,59 cm (5/8 Inch). Das Federelement 101 besitzt eine Lastbeanspruchung von ungefähr 223 N (50,1 Pound) pro 25 mm (0,1 Inch) einer Kompression, allerdings können andere Federcharakteristika in Abhängigkeit von den bestimmten Anwendungen des Bands, das gereinigt werden soll, und dem Material, das durch das Band getragen werden soll, verwendet werden. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist das obere Ende 104 des Federelements 101 innerhalb des Fußes 68 des Schabelements 50 eingebettet und damit verbunden, und das bodenseitige Ende 102 ist innerhalb des Trägerelements 80 eingebettet und damit verbunden. Die zentralen Längsachsen der Federelemente 101 sind im Wesentlichen senkrecht zu den ebenen Flächen 56, 86 und 88 des Schabelements 50 und des Trägerelements 80 angeordnet, wenn sich die Federelemente 101 in einem entspannten Zustand befinden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Das Federelement 101 ist aus Federstahl hergestellt; könnte allerdings aus anderen Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise Glasfaser- und Epoxydharz-Composit-Material. Ein Verbinderelement 100, gebildet aus Federstahl, kann ein Elastizitätsmodul von ungefähr 193 Gpa (28.000.000 psi) oder größer haben, gemessen innerhalb der elastischen Grenze des Stahlmaterials.
• Die Schaberklinge 10 umfasst ein Gelenkelement 110, das sich zwischen der Bodenfläche 56 des Schabelements 50 und der oberen Fläche 86 des Trägerelements 80 erstreckt. Das Gelenkelements 110 umfasst eine obere Fläche 112, die an der Bodenfläche 56 des Trägerelements 80 befestigt ist. Das Gelenkelement 110 umfasst vorzugsweise eine im Wesentlichen kreisförmige und konkave vordere Fläche 116, die eine im Wesentlichen langgestreckte und lineare Nut zwischen der Bodenkante und der vorderen Fläche 52 des Schabelements 50 und der oberen Kante der vorderen Fläche 82 des Basiselements 80 bildet. Das Gelenkelement 110 umfasst auch vorzugsweise eine im Wesentlichen kreisförmige und konkave, hintere Fläche 118, die eine im Wesentlichen langgestreckte und lineare Nut zwischen der Bodenkante der hinteren Fläche 54 des Schabelements 50 und der oberen Kante der hinteren Fläche 84 des Basiselements 88 erzeugt. Die konkaven Flächen 116 und 118 bilden eine Gelenkebene und unterstützen dabei, dem Schabelement 50 zu ermöglichen, sich in Bezug auf das Basiselement 80 zu schwenken. Das Gelenkelement 110 ist vorzugsweise aus einem elastomeren Material, wie beispielsweise Urethan, hergestellt, und kann aus demselben Typ eines Materials hergestellt werden, das dazu verwendet wird, das Schabelement 50 und das Trägerelement 80 zu bilden. Alternativ kann das elastomere Material, aus dem das Gelenkelement 110 gebildet ist, zusätzlich Plastifizierer enthalten, um das Gelenkelement 110 sehr weich und einfach kompressibel zu gestalten, so dass das Gelenkelement 110 eine Härte von ungefähr 30 bis 40 Shore A besitzt.
• Das Geleenkelement 110 lenkt sich ab und komprimiert sich leicht, während der Raum zwischen dem Schabelement 50 und dem Trägerelement 80 gefüllt wird, und schließt die Bereiche der Verbinderelemente 100, die sich zwischen dem Schabelement 50 und dem Basiselement 80 erstrecken, um eine Korrosion der Verbinderelemente 100 zu verhindern und um irgendeinen Aufbau des beförderten Materials in dem Raum zwischen dem Schabelement 50 und dem Trägerelement 80 zu verhindern, was eine Schwenkbewegung des Schabelements 50 in Bezug auf das Trägerelement 80 verhindern könnte. Das Gelenkelement 110 dämpft auch irgendeine Tendenz der Verbinderelemente 100, zu vibrieren. Das Gelenkelement 110 und die Verbinderelemente 100 erzeugen eine Barriere hinsichtlich einer Geräuschübertragung, was manchmal auftritt, wenn feste, elastomere Schaberklingen in Verbindung mit Förderbändern, mit mechanischen Splice- Teilen, verwendet werden. Die Verbinderelemente 100 und das Gelenkelement 110 der Schaberklinge 10 ermöglichen, dass sich das Schabelement 50 und seine Schaberkante 60 um eine Schwenkachse 120, angeordnet in dem Gelenkelement 110 zwischen der Bodenfläche 56 des Schabelements 50 und der oberen Fläche 86 des Trägerelements 80, schwenken. Das Schabelement 50 kann zu anfang ungefähr fünfzehn Grad um die Schwenkachse von einer entspannten Position, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist, zu einer Position, wie sie in Fig. 2D dargestellt ist, in Bezug auf irgendeine Bewegung des Basiselememts 80 und ohne eine solche Bewegung, geschwenkt werden. Wenn sich der Teil des Förderbands 30, der in das Schabelement 50 eingreift, abnutzt, und wenn sich die Abnutzungsspitze 66 des Schabelements 50 abnutzt, schwenken die Verbinderelemente 100 und das Gelenkelement 110 das Schabelement 50 in Bezug auf das Trägerelement 80 um die Schwenkachse in einem fortführenden, vorgespannten, schabenden Eingriff mit dem Förderband 30, bis das Schabelement 50 zu seiner ursprünglichen, entspannten Position zurückkehrt, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist.
• Als ein Beispiel wird sich das Schabelement 50 von der Position, wie sie in Fig. 2D dargestellt ist, wo das Schabelement 50 ungefähr fünfzehn Grad von seiner entspannten Position aus geschwenkt ist, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist, zu einer Position schwenkt, wie sie in Fig. 2C dargestellt ist, wo das Schabelement 50 ungefähr 12,5º von der entspannten Position aus geschwenkt ist, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist. Wenn sich das Förderband 30 und die Abnutzungsspitze 66 weiter abnutzen, dann wird sich das Schabelement 50 von der Position, wie sie in Fig. 2C dargestellt ist, zu der Position, wie sie in Fig. 2B dargestellt ist, schwenken, wo das Schabelement 50 ungefähr zehn Grad von der entspannten Position aus schwenken wird, wie sie in Fig. 2A dargestellt ist, und wird letztendlich zu der entspannten Position der Fig. 2A geschwenkt. Die Schwenkbewegung des Schabelements 50, bewirkt durch die Verbinderelemente 100 und das Gelenkelement 110, findet ohne irgendeine Bewegung oder Drehung des Trägerelements 80 und der Querwelle 14 statt.
• Die Schaberklinge 10 wird durch zunächst Gießen eines Urethanmaterials, das relativ weich sein kann, falls dies erwünscht ist, in eine erste Form hinein, gebildet, um das Gelenkelement 110 zu bilden, wobei die Verbinderelemente 100 zentral in dem Gelenkelement 110 so eingebettet sind, dass die Enden 102 und 104 der Verbinderelemente 100 nach außen von dem Gelenkelement 110 vorstehen. Das Gelenkelement 110 wird dann bei einer Temperatur von ungefähr 93ºC (200ºF) für ungefähr sechzehn Stunden gehärtet. Danach werden die obere Fläche 112 und die Bodenfläche 114 des Gelenkelements 110 mit einem Bonding-Mittel behandelt, wie dies nach dem Stand der Technik bekannt ist. Das Gelenkelement 110 und die Verbinderelemente 100 werden dann innerhalb einer zweiten Form platziert. Das Schabelement 50 und das Trägerelement 80 werden dann gegossen unter Verwendung eines relativ harten Urethanmaterials, sodass das Schabelement 50 von dem Basiselement 80 beabstandet ist, so dass das Gelenkelement 110 integral das Schabelement 50 mit dem Basiselement 80 verbindet, und so, dass die oberen Enden 104 der Verbinderelemente 100 in den Fuß 68 des Schabelements 50 eingebettet sind und die bodenseitigen Enden 102 der Verbinderelemente 100 in das Trägerelement 80 eingebettet sind.
• Im Betrieb ist eine Mehrzahl von Schaberklingen 10A-F entfernbar an der Querwelle 14 befestigt. Die Querwelle 14 wird dann um die Achse 16 so gedreht, dass mindestens eine der Schabkanten 60 der Schaberklingen 10A-F in das Förderband 30 eingreift. Die Querwelle 14 wird dann weiter ungefähr zusätzlich fünfzehn Grad durch die Spanneinrichtung der Förderbandreinigungseinrichtung gedreht, so dass mindestens eines der Schabelemente 50 der Schaberklingen 10A-F in Bezug auf dessen Trägerelement 30 um einen Winkel von ungefähr fünfzehn Grad von seiner entspannten Position aus geschwenkt oder gedreht ist. Die Spanneinrichtung bringt eine torsionsmäßige Vorspannkraft auf die Schaberklingen 10 von einem Zeitpunkt an auf, zu der sich die Schaberklingen 10 in einem neuen Zustand befinden, bis die Schaberklingen 10 vollständig abgenutzt sind, und gleichzeitig eine ausreichende, torsionsmäßige Vorspannkraft erzielen, um das Schabelement 50 um die Schwenkachse 120 in Bezug auf das Trägerelement 80 zu schwenken.
• Es wird erwartet, dass sich alle Schaberklingen 10A-F abnutzen, allerdings nicht unter derselben Rate. Jede Schaberklinge 10 ist so ausgelegt, dass deren Schabelement 50 nicht vollständig nur durch Schwenken über die fünfzehn Grad einer Schwenkbewegung, die durch die Verbinderelemente 100 erzielt wird, abgenutzt werden wird. Die Spanneinrichtung behält eine torsionsmäßige Kraft auf die Querwelle bei und erzielt ungefähr 37,5º einer Drehung der Querwelle und der Schaberklingen 10A-F, wenn sich die Schaberklingen 10A-F abnutzen. Zusätzlich zu einer Drehung von 37,5º der Schaberklingen 10A-F, die durch die Drehung der Querwelle erzielt wird, erzielen die Verbinderelemente 100 eine Schwenkbewegung des Schabelements 50 von zusätzlichen fünfzehn Grad. Das Schabelement 50 ist deshalb so ausgelegt, um vollständig nach 37,5º einer Drehung der Querwelle, plus fünfzehn Grad einer Schwenkbewegung des Schabelements 50 um die Schwenkachse 120 in Bezug auf das Trägerelement 80, abgenutzt zu sein.
• Als ein Beispiel werden, wenn sich der Mittenbereich des Verbands 30 sehr schnell im Vergleich zu den Kanten des Bands 30 abnutzt, die Schabelemente 50 der Schaberklingen 10C und 10D, die in den Mittenbereich des Bands 30 eingreifen, durch die Verbinderelemente 100 und die Gelenkelemente 110 der Schaberklingen 10C und 10D beim Fortfahren mit einem schabenden Eingriff in das Förderband 30 ohne irgendeine Drehung oder eine Schwenkbewegung der Trägerelemente 80 der Schaberklingen 10C und 10D oder der Querwelle 14 um die Achse 16 geschwenkt werden, und während die Schabelemente 50 der Schaberklingen 10A und 10F in deren Ursprungspositionen verbleiben. Zusätzlich werden sich, wenn sich das Schabelement 50 einer bestimmten Schaberklinge 10A-F, wie beispielsweise der Schaberklinge 10C, unter einer schnelleren Rate als eines oder mehrere der anderen Schaberklingen abnutzt, wie beispielsweise der Schaberklinge 10A, das Schabelement 50 der Schaberklinge 1ºC in einen fortführenden, schabenden Eingriff mit dem Förderband 30 durch die Verbinderelemente 100 und das Gelenkelement 110 der Schaberklinge 10C ohne irgendeine entsprechende Drehung oder Schwenkbewegung des Trägerelements 80 der Schaberklinge 10C oder der Querwelle 14 um die Achse 16, während das Schabelement 50 der Schaberklinge 10A in seiner Ursprungsposition verbleibt, geschwenkt werden. Demzufolge wird sich das Schabelement 50 jeder Schaberklinge 10A-F, eingestellt in Bezug auf sein zugeordnetes Basiselement 80, schwenkbar einstellen, um die Abnutzung des Teils des Förderbands 30 zu kompensieren, den die Schaberklinge jeweils abschabt, und wird die Abnutzung der Abnutzungsspitze 66 des Schabelements 50 kompensieren, unabhängig der anderen Schaberklingen, die ein Teil der Förderbandreinigungseinrichtung 12 bilden, und unabhängig irgendeiner Drehung oder Schwenkbewegung der Querwelle 14.
• Die Schaberklinge 10 verwendet die erwünschten Eigenschaften von elastomeren Materialien und die erwünschten Eigenschaften elastischer Funktionsmaterialien, wie beispielsweise Federstahl oder Composit-Materialien. Die Schaberklinge 10 ermöglicht dem Schabelement 50 und seiner Abnutzungsspitze 66, aus einem geeigneten Abnutzungsmaterial unabhängig der Elastizität des Schabelements 50 gebildet zu werden, die ansonsten erforderlich sein würde, um eine differentielle Abnutzung des Förderbands 30 oder von benachbarten Schaberklingen zu kompensieren. Das Trägerelement 80 kann aus irgendeinem geeigneten Material zum Befestigen der Verbinderelemente 100 und zum Verbinden der Querwelle 14 hergestellt werden und kann aus einem unterschiedlichen Material zu dem Schabelement 50 hergestellt werden.
• Die Verbinderelemente 100 dienen nicht nur für eine schwenkbare Einstellung des Schabelements 50, um eine differentielle Abnutzung zu kompensieren, sondern sie kompensieren auch eine ungleichmäßige Belastung, erzeugt durch Aufschläge auf die Schaberklinge, oder eine Fehlausrichtung, verursacht durch Herstellungstoleranzen und auch Biegen der Querwelle 14 unter Last. Die Schaberklingen 10 passen auch gewölbte bzw. ausgebauchte Walzen 32 und unrunde Scheiben bzw. Walzen 32 über die Grenzen herkömmlicher, primärer Schaberklingen an.
• Der schabende Druck zwischen dem Schabelement 50 und dem Förderband 30, der durch die Verbinderelemente 100 erzeugt wird, ist von einer Größe, die für eine effiziente Reinigung erforderlich ist. Dieser Druck liegt vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr zwei bis vier Pound pro Quadratinch. Dieser optimale Schabdruck kann annähernd während der Lebensdauer der Schaberklingen 10 durch erneutes Spannen der Querwelle entsprechend den Wartungsinstruktionen für den Typ einer Spanneinrichtung, die verwendet wird, beibehalten werden.
• In einer alternativen Ausführungsform werden das Schabelement 50 und das Trägerelement 80 separat voneinander gegossen, oder das Basiselement kann aus einem Material, ein anderes als ein Elastomer, hergestellt werden. Die Federelemente 101 werden als mechanische Befestigungseinrichtungen verwendet, um das Schabelement 50 an dem Trägerelement 80 mit und ohne die Verwendung des Gelenkelements 110 zu verbinden. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, sind eine oder mehrere mit Gewinde versehene Bohrung(en) 130 in und durch das Basiselement 80 hindurch eingegossen. Die Gewindebohrungen 130 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht durch die obere Fläche 86 und die Bodenfläche 88 des Basiselements 80. Ein Paar Gewindebohrungen 132 ist auch in dem Fluß 68 des Schabelements 50 eingegossen. Die Gewindebohrungen 132 erstrecken sich nach innen in den Fuß 68 von der Bodenfläche 56 aus. Das Gelenkelement 110 kann auch ein Paar von Bohrungen, jeweils ausgerichtet zu den Bohrungen 130 und 132, umfassen. Die Gewinde in den Bohrungen 130 und 132 des Basiselements 80 und dem Fuß 68 des Federelements 50 sind so konfiguriert, um passend in die Schraubenfedern der Federelemente 101 einzugreifen.
• Jedes Federelement 101 wird um seine zentrale Längsachse gedreht, um dadurch das obere Ende 104 des Federelements 101 von der Bodenfläche 88 des Basiselements 80 durch die Bohrung 130 in dem Basiselement 80 und in die Bohrung 132 des Fußes 68 des Schabelements 50 hineinzuschrauben. Die Federelemente 101 verbinden dadurch elastisch und schwenkbar das Schabelement 50 mit dem Basiselement 80. Die Federelemente 101 können drehend durch eine mechanische Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einen Schlagschrauber, angetrieben werden. Die Federelemente 101 können in einer entgegengesetzten Richtung gedreht werden, um die Federelemente 101 von dem Fuß 68 des Schabelements 50 abzuschrauben. Auf diese Art und Weise kann ein Schabelement 50, das eine abgenutzte Abnutzungsspitze 66 besitzt, von dem Trägerelement 80 entfernt werden und durch ein neues Schabelement 50 ersetzt werden, während das Trägerelement 80 und die Federelemente 101 erneut verwendet werden.
• Verschiedene Merkmale der Erfindung sind insbesondere dargestellt und beschrieben worden, allerdings sollte verständlich werden, dass diese bestimmten Ausführungsformen nur erläuternd sind und dass die Erfindung in deren vollständigster Interpretation durch die beigefügten Ansprüche angegeben wird.

Claims (14)

1. Schaberklinge (10), die so eingerichtet ist, dass sie an einer Querwelle (14) eines Förderbandreinigers (12) angebracht wird, wobei die Schaberklinge (10) umfasst: ein Schabelement (50), das einen Fuß (68) und eine Spitze (66) mit einer Schabkante (60) enthält;

ein Trägerelement (80), das so eingerichtet ist, dass es an der Querwelle (14) des Förderbandreinigers (12) angebracht ist, sowie ein federnd flexibles Verbinderelement (100), das sich zwischen dem Trägerelement (80) und dem Schabelement (50) erstreckt, wobei das Verbinderelement (100) ein erstes Ende, das an dem Schabelement (50) angebracht ist und sich darin befindet, sowie ein zweites Ende aufweist, das an dem Trägerelement (80) angebracht ist, wobei das flexible Verbinderelement (100) das Schabelement (50) in die Versetzt, sich in Bezug auf das Trägerelement (80) federnd zudrehen, wobei die Schaberklinge (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verbinderelement (100) von dem ersten Ende des Verbinderelementes (100) bis zu dem Trägerelement (80) in der Schaberklinge (10) eingeschlossen ist.

2. Schaberklinge (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des Verbinderelementes (100) in dem Fuß (68) des Schabelementes (50) eingebettet ist und/oder das zweite Ende des Verbinderelementes (100) in dem Trägerelement (80) eingebettet ist.

3. Schaberklinge (10) nach Anspruch 1 oder 2, die ein Gelenkelement (110) enthält, das sich zwischen dem Schabelement (50) und dem Trägerelement (80) befindet, wobei das Gelenkelement (110) vorzugsweise einen Teil des Verbinderelementes (100) einschließt.

4. Schaberklinge (10) nach Anspruch 3, wobei das Gelenkelement (110) eine im Allgemeinen konkave Vorderseite (116) und einen im Allgemeinen konkave Rückseite (118) enthält.

5. Schaberklinge (10) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die Spitze (66) des Schabelementes (50) aus einem ersten Elastomermaterial besteht und das Gelenkelement (110) aus einem zweiten Elastomermaterial besteht, wobei das erste Elastomermaterial härter ist als das zweite Elastomermaterial.

6. Schaberklinge (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein Abschnitt des Verbinderelementes (110), der sich zwischen dem Trägerelement (80) und dem Schabelement (50) befindet, in dem Gelenkelement (110) eingebettet ist.

7. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Material, das das Verbinderelement (100) bildet, Metall umfasst.

8. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verbinderelement (100) ein Federelement (101) umfasst.

9. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement (80) aus einem Elastomermaterial besteht.

10. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das federnd flexible Verbinderelement (10) aus einem Nicht-Elastomermaterial besteht.

11. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Fuß (68) des Schabelementes (50) eine erste Gewindebohrung (132) enthält und das Trägerelement (80) eine zweite Gewindebohrung (130) enthält, wobei das erste Ende des Verbinderelementes (100) sich in der ersten Bohrung (132) befindet und durch Gewinde daran angebracht ist und sich das zweite Ende des Verbinderelementes (100) in der zweiten Bohrung (130) befindet und durch Gewinde daran angebracht ist.

12. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schabelement (50) eine Vorderseite, eine Rückseite und eine Unterseite enthält und sich das Verbinderelement von der Unterseite nach außen auf das Trägerelement (80) zu erstreckt.

13. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement (80) eine Oberseite in gegenüberliegender Beziehung zu der Unterseite des Schabelementes (50) enthält und sich das Verbinderelement (100) von der Oberseite des Trägerelementes (80) auf die Unterseite des Schabelementes (50) zu erstreckt.

14. Schaberklinge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Vielzahl von federnd flexiblen Verbinderelementen (100) enthält, die sich zwischen dem Trägerelement (80) und dem Schabelement (50) erstrecken.