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Die
Erfindung betrifft einen Schachtförderantrieb mit einer elektrischen
Maschine.
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Schachtförderantriebe
dienen im Bergbau zum Antrieb einer Seiltrommel. Diese Seiltrommel nimmt
das Förderseil
auf, das wiederum über
eine Seilscheibe den Förderkorb
in einem Schacht bewegt. Damit werden Bergarbeiter und oder Material
in den Schächten
befördert.
Der Schachtförderantrieb ist
entweder neben dem Fördergerüst in einem
Maschinenhaus oder bei einer Turmfördermaschine im Kopf des Förderturms
eingebaut.
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Dabei
wird der Antrieb, insbesondere die elektrische Maschine, an die
Welle des Seilträgers ohne
Motorlager fliegend angebaut, oder die elektrische Maschine weist
eine eigene Welle und eigene Lager auf.
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Ebenso
ist es bekannt, die Welle der elektrischen Maschine mit der Seilträgerwelle über geeignete
Kupplungen zu verbinden.
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Des
Weiteren ist eine so genannte integrierte Fördermaschine bekannt, dabei
ist der Rotor als Außenläufermotor
ausgebildet, der gleichzeitig an seinem Außenumfang die Funktion eines
Seilträgers übernimmt.
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Nachteilig
bei den bisher bekannten Schachtförderantrieben, ist der aufwändige konstruktive
Aufbau entweder an der elektrischen Maschine oder der Drehmomentübertragung über Wellen
von Maschine bzw. Seilträger
und/oder Kupplungen an den Seilträger.
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Ausgehend
davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv
einfachen Schachtförderantrieb
zu schaffen, der in zuverlässiger
Art und Weise den Anforderungen eines Schachtantriebs, wie z.B.
geringe Wartungszyklen, Zuverlässigkeit,
Regelbarkeit genügt.
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Die
Lösung
der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Schachtförderantrieb
mit einer elektrischen Maschine als Direktantrieb mit einem Stator und
einem Rotor, wobei der Rotor direkt mit einem Seilträger verbunden
ist oder zumindest ein Teil des Rotors als Seilträger ausgebildet
ist.
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Dabei
wird nunmehr der Rotor direkt mit der Arbeitsmaschine also dem Seilträger direkt
ohne eine drehmomentübertragende
Welle verbunden. Damit ist auch kein Getriebe oder eine Kupplung
zwischen die Wellen von der elektrischen Maschine und dem Seilträger vorhanden.
Durch die Reduktion der Maschinenelemente reduzieren sich auch die
Wartungszyklen, die Störanfälligkeit
und nicht zuletzt die konstruktiven Abmessungen des gesamten Schachtabtriebs
bei vergleichbarer Leistung.
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Diese
Vorteile ergeben sich auch, wenn ein Teil des Rotors als Seiltrommel
ausgebildet ist. Dabei dient ein Teil des Rotors zur elektromagnetischen Wechselwirkung
mit dem Stator, und damit der Drehmomentbildung, während der
andere Teil als Seilträgers
ausgebildet ist und damit der der Seilaufnahme und Seilführung dient.
Der Rotor weist auf der dem Stator gegenüber liegende Seiten, also der
Luftspalt zugewandten Seite dementsprechende Vorrichtungen auf,
um die Wechselwirkung mit dem Stator zu gewährleisten.
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Es
handelt sich dabei um elektrische oder magnetische Vorrichtungen
wie z.B. Wicklungssysteme oder Permanentmagnete.
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Um
die Herstellung und Montage eines derartigen Schachtantriebs zu
vereinfachen sind Stator und/oder Rotor aus einzelnen Segmenten
aufgebaut, die einen oder mehrere Pole aufweisen. Diese Segmente
sind dabei am Gehäuse
des Stators bzw. am Rotor positioniert und fixiert.
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Je
nach Anwendungsfall und Betriebsart sind die elektrischen Maschinen
beispielsweise als Synchronmaschinen oder Asynchronmotoren ausgebildet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist die Fördertrommel
einen an ihrer Stirnseite angeordneten Flansch auf, an dem Polsegmente
mit einem oder mehreren Polen angeflanscht werden. Damit ist vorteilhafterweise
wieder keine Welle von Seilträger oder
elektrischen Maschine vorhanden, die Drehmomente übertragen
müsste.
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Damit
ist auch diese Ausführungsform
unkritisch gegenüber
Wellentorsionen. Des Weiteren wird das Motormoment, wie bei einer
integrierten Fördermaschine
in der Nähe
des Seils erzeugt.
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Es
liegt damit ein Direktantrieb für
Schachtförderanlagen
vor.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in der Zeichnung näher
erläutert;
darin zeigen
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1 eine
prinzipielle Darstellung eines Schachförderantriebs,
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2 eine
prinzipielle Darstellung eines weiteren Schachtförderantriebs.
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1 zeigt
in prinzipieller Darstellung einen Schachtförderantrieb, deren Lager 2 auf
zwei Fundamentpunkten 1 ruhen. Zwischen den beiden Lagern 2 befindet
sich ein Seilträger 5,
der als Seiltrommel ausgebildet ist. Der Seilträger weist einen vorgegebenen
Durchmesser und Seilführungselemente 7 auf.
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Der
Schachtförderantrieb
wird durch eine elektrische Maschine mit einem Stator 3 und
einem Rotor 4 gebildet. Um u.a. eine Verschmutzung zu vermeiden,
die zu Betriebsbeeinträchtigungen
der elektrischen Maschine führt,
weist die elektrische Maschine ein Gehäuse 8 auf.
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Im
Betrieb der Schachtförderanlage übernehmen
nunmehr die Lagerfüße die Seillast
und bilden daher ein statisch bestimmtes System. Zwei davon unabhängige Fundamentpunkte,
nämlich
die Statorfüße der elektrischen
Maschine übernehmen das
Drehmoment und bilden daher ebenfalls ein statisch bestimmtes System.
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Des
Weiteren ist in diesem Fall an der Stirnseite des Seilträgers ein
Flansch 6 vorhanden, an dem der Rotor 4 befestigt
ist. Der Stator 3 mit seinem nicht näher dargestellten Wicklungssystem
und der Rotor 4 mit seinem Wicklungssystem oder seinen Permanentmagneten
erzeugen über
den dazwischen gebildeten Luftspalt eine elektromagnetische Wechselwirkung
und damit die Schachtförderanlage
antreibt.
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Seilträger 5 und
Flansch 6 sind aus Vollmaterial oder weisen Mittel z.B.
Verstrebungen auf, die das Trägheitsmoment
von Seilträger 5 und/oder Flansch 6 reduzieren.
Der Rotor 4 ist aus Gründen der
Flussführung
im Wesentlichen aus Dynamoblechen aufgebaut. Vorteilhafterweise
insbesondere in den Bereichen der Pole ist der Rotor 4 geblecht
ausgeführt
und das Innere des Rotors 4 weist trägheitsmomentreduzierende Mittel,
wie z.B. sternförmig
angeordnete Verstrebungen, auf.
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Vorteilhafterweise
ist der Flansch 6 topfförmig
ausgebildet, so dass an seinem in Umfangsrichtung verlaufenden axial
erstreckenden Rand die Pole oder die Polsegmente des Rotors 4 gegenüber dem Stator 3 angeordnet
sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
gemäß 2 ist
der Seilträger 5 als
axialer Teil eines Hohlzylinders 9 direkt, d.h. ohne Flansch 6 mit
dem elektromagnetisch aktiven Teil des Rotors 4 verbunden ist.
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Idealerweise
befinden sich auf einem Hohlzylinder 9 ein axialer Abschnitt
mit der Funktion eines Seilträgers 5 und
ein weiterer Abschnitt mit der Funktion eines Rotors 4 einer
elektrischen Maschine. Die Seilführungselemente 7 und/oder
die Pole bzw. Polsegmente des Rotors 4 sind auf dem Hohlzylinder 9 angebracht
und betriebsfest positioniert.
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Bei
hohen mechanischen Belastungen der Schachtförderanlage sind im Hohlzylinder 9 Verstrebungen
vorgesehen.
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Demzufolge
entspricht die Ausführung
nach 2 einem Direktantrieb, wobei die funktionellen Elemente
zusammengefasst sich auf einem Hohlzylinder 9 befinden.
Neben den oben genannten Vorteilen ist dieser Aufbau besonders raumökonomisch.
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Der
erfindungsgemäße Direktantrieb
als Schachtförderantrieb
wird demnach mit funktionellen Elementen auf einem Hohlzylinder 9,
oder axial hintereinander angeordneten scheibenförmigen Elementen, wie Seilträger 5,
Flansch 6 und Rotor 4 gebildet, die miteinander
mechanisch derart verbunden sind, dass das in der elektrischen Maschine
erzeugte Drehmoment direkt in die Seiltrommel übertragen wird.