DE102007006839A1

DE102007006839A1 - Antrieb für eine fördertechnische Anlage

Info

Publication number: DE102007006839A1
Application number: DE200710006839
Authority: DE
Inventors: Thomas Helgert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: DE102007006839B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für aus einzelnen Förderern (F1 bis Fm) zu einer gemeinsamen fördertechnischen Anlage zusammengestellte Förderstrecke, deren Förderer aus mehreren Förderabschnitten (Fa bis Fn) bestehen und vorzugsweise von ungeregelten Asynchronmotoren (2a bis 2n) antreibbar sind. Um zu verhindern, dass bei hohem Belegungsgrad nachteilige Geschwindigkeitsunterschiede und Rückstaueffekte auftreten, wird vorgeschlagen, dass jeder einzelne Förderer (F1 bis Fm) aus mehreren Förderabschnitten (Fa bis Fd) besteht und mit mehreren Antriebsmotoren (2a bis 2d) ausgestattet ist, von denen mindestens einzelne Antriebsmotoren (2a bis 2d) zu- und abschaltbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft den Antrieb für eine aus einzelnen Förderern zu einer gemeinsamen fördertechnischen Anlage, insbesondere Fluggepäckförderanlage, zusammengestellte Förderstrecke, deren Förder jeweils von Drehstrommotoren, vorzugsweise ungeregelten Asynchronmotoren antreibbar sind.
Bei der Verwendung ungeregelter Asynchronmotoren besteht grundsätzlich das Problem, dass die Drehzahl dieser Antriebe lastabhängig ist. Somit ergibt sich bei der Anwendung von Asynchronmotoren in einer vorstehend beschriebenen fördertechnischen Anlage der Nachteil, dass die Fördergeschwindigkeit abhängig ist von dem Gewicht der zu befördernden Fördergüter. Hieraus wiederum resultiert, dass sich unterschiedlich schwere Fördergüter beim Übergang von einem Fördererabschnitt auf den nächsten in ihrem gegenseitigen Abstand zueinander verändern. Da die Verschiebung der Fördergüter zueinander aufgrund des in der Regel nicht bekannten Gewichtes nicht vorhersagbar ist, sind die Verschiebungen Unsicherheiten, die bei der Ansteuerung der Datenverfolgung berücksichtigt werden müssen. Diese Unsicherheiten beeinflussen die Größen wie den Materialdurchsatz, die Förderzeit über eine geplante Strecke und die Datensicherheit negativ. Schlimmstenfalls kann es zum Aufschieben eines Fördergutes auf ein auf dem stromabwärts benachbarten Förderabschnitt liegendes Fördergut kommen.
Die einfachste, aber nicht wirtschaftlichste Lösung besteht darin, bei einem Förderer mit Drehstromantrieb den zum Einsatz kommenden Motor für den jeweiligen Förderabschnitt entsprechend der höchsten zu erwartenden Belastung unter Volllast und auch beim Anlauf aus dem Stillstand dieses Förderabschnitts auszuwählen, also entsprechend groß zu dimensionieren. Das hat aber den Nachteil, dass, unabhängig von der tatsächlich benötigten Förderleistung, immer große Antriebe für die maximal benötigte Leistung angebaut werden müssen. Die Lösung ist als energietechnisch unwirtschaftlich anzusehen.
Andere aufwändige Lösungen sind beispielsweise in der EP 1 388 508 A1 beschrieben. Dort werden beispielsweise Drehzahlrückführungen eingesetzt, bei denen die Motordrehzahl oder die Förderbandgeschwindigkeit messtechnisch erfasst und Abweichungen von einer Sollgröße ausgeregelt werden. Diese Lösung ist aufwändig in Bezug auf die zu verwendende Mess- oder Regeltechnik. Es ist auch bekannt, Servomaschinen zu verwenden, also Antriebe, bei denen die Kennlinie so steil ist, dass Drehzahldifferenzen vernachlässigbar sind. Nachteilig bei diesen Lösungen ist der erhöhte Kostenaufwand. Bei der Verwendung von Synchronmaschinen muss für die Ansteuerung der Polradwinkel, d. h. die Läuferposition, bekannt sein. Zwar ist die Synchronmaschine vorteilhaft, weil die Drehzahl synchron zum Vorgabewert ist. Der Nachteil liegt aber in der Rückführung der Läuferposition, was dem oben erwähnten Aufwand einer Drehzahlrückführung ähnelt. Bei der bekannten Verwendung elektronisch kommutierter Gleichstrommaschinen gilt das zur Synchronmaschinen Gesagte analog. Zur Kommutierung muss die Läuferposition bekannt sein.
Schließlich ist es aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 202 15 627 U1 bekannt, benachbarte Förderabschnitte mechanisch miteinander zukoppeln und als antriebsmäßige mechanische Einheit jeweils unmittelbar und mittelbar anzutreiben. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, beispielsweise nur jeden dritten Fördererabschnitt direkt über Asynchronmotoren anzutreiben und die jeweils verbleibenden Fördererabschnitte mit dem angetriebenen Fördererabschnitt mechanisch ohne eigenen Motor zu koppeln. Diese Lösung ist nicht geeignet, das beschrieben Problem zu lösen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem beschriebenen Problemen und Nachteilen des Standes der Technik einen Antrieb für fördertechnische Anlagen der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der mit geringem Aufwand kostengünstig, funktionssicher und energiesparend stark streuende Geschwindigkeiten und den dadurch entstehende Effekt ausschließt.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass jeder einzelne Förderer aus mehreren Förderabschnitten besitzt und mit mehreren Antriebsmotoren ausgestattet ist, von denen mindestens einzelne Antriebsmotoren zu- und abschaltbar sind. Die vorgeschlagene Lösung macht die Verwendung mehrerer kleinerer Motoren zum Antrieb eines Förderers möglich, wobei diese im jeweiligen Bedarfsfall einzeln zugeschaltet oder abgeschaltet werden. Werden nicht alle Motoren zum Transport der Last benötigt, weil beispielsweise nur geringe Lasten transportiert werden müssen, so werden diese Antriebsmotoren abgeschaltet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass einer der mehreren vorgesehenen Antriebsmotoren ein von einem Frequenzumrichter angesteuerter Asynchronmotor ist, der als Master in Abhängigkeit von einem oder mehreren vordefinierten Sollwerten einen oder mehrere als Slave definierte Antriebsmotoren selbstständig zu- oder abschaltet. In Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Motors gibt der Frequenzumrichter ein Signal an einen oder mehrere der zusätzlichen Antriebmotoren und schaltet diese, je nach Bedarf, zu oder ab. Stellt beispielsweise der Frequenzumrichter einen Lasteinbruch beim Antriebsmotor fest, der durch ein schweres Fördergutteil veranlasst ist, so wird unmittelbar ein oder werden mehrere weitere Antriebsmotoren zugeschaltet, um einen Drehzahleinbruch des Fördererabschnittes auszuschließen.
Vorzugsweise ist als vordefinierter Sollwert eine festgelegte Stromaufnahme des als Master definierten Antriebsmotors vorgesehen. Es können auch mehrere Stromaufnahmewerte festgelegt werden, die nacheinander die Antriebsmotoren zu- oder abschalten.
Die Erfindung schlägt vor, dass, von dem Lastverhalten des als Master definierten Antriebsmotors abgeleitet, einzelne oder alle weiteren Antriebsmotoren bei nicht benötigter Antriebsleistung kurzzeitig außer Eingriff bringbar oder bei zusätzlich benötigter Antriebsleistung zuschaltbar sind. Um das zu erreichen, steht die Erfindung in einem weiteren Merkmal vor, dass das Zu- und Abschalten der jeweils einzelnen Antriebsmotoren über im Antriebsstrang zwischen den Antriebsrollen und den Antriebsmotoren vorgesehene elektrische Kupplungen erfolgt. Diese Kupplungen werden bei Bedarf geschaltet und ermöglichen im getrennten Zustand einen Leerlauf der Antriebsmotoren.
Es ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung auch möglich, im Antriebsstrang zwischen den Antriebsrollen und den Motoren jeweils eine Überholkupplung vorzusehen, die im nicht geschalteten Zustand der zusätzlichen Antriebsmotoren diese aus dem Antriebsstrang wirkmäßig herausnimmt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Antriebsmotoren als Rollenmotoren auszubilden.
Schließlich wird in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass jeweils das Gewicht des auf einem der Fördererabschnitte aufliegenden Fördergutes bestimmt und eine Anzahl zum jeweiligen Förderer gehörender Antriebsmotoren in Abhängigkeit von dem Gewicht der auf dem Förderer liegenden Güter gesteuert zu- und abschaltbar sind. Aus dieser Lösung wird praktisch das ermittelte Gewicht als Sollgröße für die Steuerung der zusätzlichen Antriebsmotoren verwendet. Da das Gewicht ein unmittelbarer Faktor ist, der zum Abfallen der Drehzahl der Antriebsmotoren führen kann, kann das Gewicht selbst dazu dienen, zusätzliche Antriebsmotoren zur Vermeidung des Drehzahlabfalls zuzuschalten.
Die vorliegende Erfindung hat eine günstige Energiebilanz und darüber hinaus den Vorteil, dass durch das Vorsehen mehrerer Antriebsmotoren eine Redundanz geschaffen wird, die es einem Anlagenbetreiber ermöglicht, die Anlage auch bei einem Ausfall von einem oder mehreren Motoren im Notbetrieb weiter zu betreiben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt
1 schematische Darstellung einer Förderstrecke mit Antriebssystem gemäß der Erfindung und
2 ebenfalls schematisch Förderstrecke nach dem Stand der Technik.
In 2 ist ein Förderer F1 nach dem Stand der Technik, bestehend aus vier Fördererabschnitten Fa, Fb, Fc und Fd dargestellt, an die sich ein weiterer Förderer F2 anschließt, von dem nur die ersten beiden benachbarten Fördererabschnitte Fd und Fc dargestellt sind. Erkennbar ist der gesamte Förderer F1 von einem Antriebsmotor M1 getrieben, der als Asynchronmotor ausgeführt ist. Wie bei 1 erkennbar, sind die Fördererabschnitte Fa und Fb, Fb und Fc sowie Fc und Fd jeweils mechanisch miteinander gekoppelt, beispielsweise durch einen Kettentrieb, so dass der Motor M1 alle vier Fördererabschnitte Fa bis Fd antreibt. In gleicher Weise ist der benachbarte Förderer F2 (nicht komplett dargestellt). Die Motoren M1 der Förderer F1 bis Fm sind entsprechend groß und stark dimensioniert, um einen möglichst geringen Drehzahleinbruch zu erhalten, der beim Transport besonderes schwerer Lasten auftritt. Außerdem muss mit dem Motor M1 ein anfahren der maximal erlaubten Last aus dem Stillstand möglich sein. Die Aussteuerung der lastabhängigen Belastungsfälle erfolgt über Frequenzumrichter in bekannter Weise.
Die Erfindung ist in 1 schematisch dargestellt, in Abkehr von der Verwendung kräftiger und großdimensionierter Motoren sieht die Erfindung vor, die einzelnen Fördererabschnitte Fa bis Fd mit mehreren Antriebsmotoren, im vorliegenden Fall vier Stück anzutreiben, die mit 2A, 2B, 2C und 2D bezeichnet sind. Diese Motoren sind insgesamt kleiner und schwächer, jedoch in ihrer Gesamtleistung entsprechen sie mindestens dem großdimensionierten Antriebsmotor M1 gemäß dem Stand der Technik. Der Motor 2a ist, wie die weiteren Antriebsmotoren 2b bis 2d als Asynchronmotor mit Frequenzumrichter ausgeführt und dient als Master der Führung der als Slave ausgeführten Antriebsmotoren 2b, 2c und 2d. Im Fall eines drohenden Drehzahleinbruchs in Folge einer erhöhten Lastaufnahme, beispielsweise wenn besonders schwere Gepäckstücke auf dem Förderer F1 aufliegen, gibt der die Drehzahl ausregelnde Frequenzumrichter ein Signal an einen oder alle zusätzlichen als Slave geschalteten Antriebsmotoren 2b bis 2d und schaltet diese zur Unterstützung der Förderleistung zu. Dies kann beispielsweise über elektromagnetische Kupplungen (Kb bis Kd) geschehen, die in den Antriebsstrang zwischen der angetriebenen Förderrolle und dem Antriebsmotor 2b, 2c oder 2d geschaltet ist. Sobald die zusätzliche Kraft nicht mehr benötigt wird, beispielsweise weil leichte Gepäckstücke den Förderer F1 erreichen, werden die Antriebsmotoren 2b und/oder 2c und/oder 2d aus dem Eingriff genommen, also entkoppelt; die Antriebsleistung wird dann lediglich von dem als Master M dienenden Antriebsmotor 2a erbracht. Statt der elektromagnetischen Kupplung kann auch ein Freilauf im Antriebsstrang zwischen den Antriebsrollen und den Motoren 2a bis 2d vorgesehen sein; Überholkupplungen ermöglichen den freien Lauf der zugeordneten Fördererabschnitte, getrieben vom Antriebsmotor 2a.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1388508 A1 [0004]
- DE 20215627 U1 [0005]

Claims

Antrieb für eine aus einzelnen Förderern zu einer gemeinsamen fördertechnischen Anlage, insbesondere Fluggepäckförderanlage, zusammengestellten Förderstrecke, deren Förderer jeweils von Drehstrommotoren, vorzugsweise ungeregelten Asynchronmotoren, antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne Förderer (F1 bis Fm) aus mehreren Fördererabschnitten (Fa bis Fd) besteht und mit mehreren Antriebsmotoren (2a bis 2d) ausgestattet ist, von denen mindestens einzelne Antriebsmotoren (2a bis 2d) zu- und abschaltbar sind.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer (2a) der mehreren vorgesehenen Antriebsmotoren (2a bis 2d) ein von einem Frequenzumrichter angesteuerter Asynchronmotor ist, der als Master (M) in Abhängigkeit von einem oder mehreren vordefinierten Sollwerten einen oder mehrere als Slave (2b bis 2d) definierte Asynchronmotoren selbstständig zu- oder abschaltet.
Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als vordefinierter Sollwert eine festgelegte Stromaufnahme des als Master (M) definierten Antriebsmotors (2a) vorgesehen ist.
Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Lastverhalten des als Master (M) definierten Antriebsmotor (2a) abgeleitet einzelne oder alle weiteren Antriebsmotoren (2b bis 2d) bei nicht benötigter Antriebsleistung kurzzeitig außer Eingriff bringbar und bei zusätzlich benötigter Antriebsleistung zuschaltbar sind.
Antrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu- und Abschalten der jeweils angesteuerten einzelnen Antriebsmotoren (2b bis 2d) über im Antriebsstrang zwischen den Antriebsrollen und den Antriebsmotoren (2b bis 2d) vorgesehene elektromagnetische Kupplungen (Kb bis Kd) erfolgt.
Antrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebsstrang zwischen den Antriebsrollen und den Motoren (2b bis 2d) jeweils eine Überholkupplung vorgesehen ist.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (2a bis 2d) als Rollenmotoren ausgebildet sind.
Antriebsmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das Gewicht des auf einem der Förderabschnitte (Fb bis Fd) aufliegenden Fördergutes bestimmt und eine Anzahl zum jeweiligen Förderer (F1) gehörender Antriebsmotoren (2b bis 2d) in Abhängigkeit vom Gewicht der auf dem Förderer (F1) liegenden Güter gesteuert zu- oder abschaltbar ist.