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Die
Erfindung betrifft einen Gurtbandförderer mit optimierten
Merkmalen einer Förderanlage, die die Herstellung, die
Montage, den Betrieb und die Wartung des Gurtbandförderers
verbessern.
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Gurtbandförderer
sind seit langem bekannt, werden in verschiedenen Industriezweigen
eingesetzt, und im Rahmen der technischen Weiterentwicklungen von
Gurtbandförderern ist eine Vielzahl Lösungen bekannt
geworden, die sich auf einzelne Baugruppen von Gurtbandförderern
beziehen, dies mit der Zielstellung, die Effektivität derartiger
Gurtbandförderer zu verbessern.
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So
beschreibt die
DE
197 56 328 C2 eine im Untertrum einer Bandschleife angeordnete,
selbsttätig wirkende hydraulische Spanneinrichtung für
Gurtbandförderer, bei der mit mindestens einem hydraulischen
Spannelement entweder eine konstante oder eine der jeweiligen Belastung
des Gurtbandförderers entsprechend gestufte Spannkraft
erreicht werden kann und bei einer sich verändernden Gurtspannung infolge
innerer und äußerer Einflüsse eine sichere und
schnelle Korrektur bzw. Veränderung möglich ist.
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Es
wird dann ausgeführt, dass die hydraulische Spanneinrichtung
aus einer im Untertrum des Gurtbandförderers vorgesehenen
Spanntrommel, einem gelenkig zwischen dem Bandgerüst und
der Spanntrommel angeordneten hydraulischen Spannzylinder, einer
Pumpe mit einem Druckschalter, ferner aus zwei Strombegrenzungsventilen
sowie einer Pumpe besteht und die einzelnen Elemente über
Hydraulikleitungen verbunden sind.
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Eine
weitere Lösung einer selbsttätigen Spannvorrichtung
für endlose Förderbänder ist mit der
DE 12 16 190 B2 bekannt
geworden, welche mit zwei hintereinander geschalteten Antriebstrommeln ausgerüstete
endlose Förderbänder, bei der die Gurtspannung
in Abhängigkeit von den durch die Antriebstrommeln auf
das Förderband zu übertragenden Umfangskräften
geregelt wird, welche aus einer in spiegelbildlicher Anordnung liegend
auf den Achsstümpfen der beiden Antriebstrommeln gelagerten Antriebseinheiten
besteht. Ferner sind Kraftübertragungseinrichtungen vorgesehen,
die paarweise miteinander verbunden und gegenüber der in
Längsrichtung des Förderbandes beweglichen Spanntrommel derart
abgestützt sind, dass sie ihre im Verhältnis der auftretenden
Belastungen ergebenden Lageänderungen unmittelbar auf die
Stellung der Spanntrommel auswirken.
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Eine
Metallförderbandanlage für den Transport von Material
in Form von Schüttgütern ist in der
DE 199 22 245 A1 beschrieben.
Durch die Ausbildung dieser Metallförderbandanlage soll
eine höhere Lebensdauer derartiger Förderanlagen
erreicht werden, wobei – wie in dieser Druckschrift ausgeführt – auf
der Grundlage von durchgeführten Untersuchungen die Führungen
des Gurtbandes verändert wurden, insbesondere die seitlichen
Führungen, um den Seitendruck von dem jeweiligen Gurtband
umzulenken in Richtung der Mitte des Förderbandes, wodurch
die Lebensdauer des Förderbandes erhöht bzw. verlängert
werden soll.
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Ferner
sei auf die
DE 199
00 134 A1 verwiesen, die eine Förderanlage mit
Rahmen, einem Paar von auf dem Rahmen montierten Wellen und einem über
die Wellen geführten Förderband beschreibt, welche
auf Stützelementen aufliegt und eine passende Eingreifstruktur
besitzen, um eine laterale Bewegung des Bandes relativ zu den Wellen
und relativ zum Rahmen der Förderanlage zwischen den Wellen zu
verhindern.
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Diese
Lösungen beziehen sich immer auf einzelne Baugruppen, so
dass es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Gurtbandförderer
derart weiterzuentwickeln, dass die Effektivität eines
Gurtbandförderers in seiner Gesamtheit erhöht
wird, dies unter Optimierung einzelner Baugruppen des Gurtbandförderers.
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Diese
Aufgabe für einen Gurtbandförderer wird durch
die Kombination bekannter Merkmale nach dem Anspruch 1 gelöst
und vorteilhafte Lösungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
in den letzten Jahren stattgefundenen Entwicklungen von hoch mechanisierten
Einzelaggregaten und kompletten Anlagen, mit denen eine höhere
Produktivität zur Herstellung und Erzeugung von Einzelprodukten
als auch wiederum von Anlagen erreicht werden soll, führte
zwangsläufig auch dazu, dass entsprechende Transportsysteme
entwickelt und in Betrieb genommen wurden, um die erforderlichen
Rohstoffe oder Halbfabrikate für derartige Industrieanlagen
bereitzustellen, dies sowohl im Rahmen der Zuförderung
als auch des Abtransportes oder Abförderung von Fertig-
oder Zwischenprodukten.
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Für
diese Prozesse kommen Förderanlagen zum Einsatz, deren
Ausbildung unter Beachtung der zu transportierenden Güter
ausgebildet sind. Dabei wurde bei der Entwicklung und Herstellung
derartiger Förderanlagen insbesondere das Augenmerk auf
die Leistungssteigerung der Förderanlagen gerichtet, um diese
in Systemen einsetzen zu können, deren Anlagen oder einzelne
Aggregate Leistungsparameter besitzen, die in kontinuierlicher Folge
mit Rohstoffen oder Halbfabrikaten bestückt werden müssen.
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So
sind Förderanlagen im Braunkohlentagebau bekannt, welche
Gurtgeschwindigkeiten von 5 bis 7 m/s besitzen, dies bei Gurtbreiten
bis zu 3 m und Stundenleistungen von 40.000 Tonnen. Derartige Förderanlagen
in diesen Dimensionen sind notwendig, um beispielsweise den Abbau
von Böden oder auch Mineralien von leistungsfähigen
Schaufelradbaggern mit bis über 200.000 m3 Tagesleistungen abfördern
zu können.
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Derartige
Förderanlagen sind nur betreibbar mit einem hohen energetischen
Aufwand und sind auch auf Grund ihrer konstruktiven Ausbildung nur
für bestimmte Einsatzgebiete geeignet.
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Sowohl
unter Beachtung der konstruktiven Ausbildung derartiger Förderanlagen
aber insbesondere unter Beachtung des hohen Energiebedarfes zum
Betreiben dieser Anlagen wurde mit der vorgestellten Lösung
ein Energie optimierter Gurtbandförderer geschaffen, welcher
in fahrbaren und ortsfesten Förderanlagen einsetzbar ist
und unter Beachtung der geforderten technischen und ökonomischen Parameter
sowie der Einsatzbedingungen des Gurtbandförderers ausgeführt
werden kann, dies unter Beachtung eines Dauer- oder auch eines zeitlich
begrenzten Teilbetriebes, aber insbesondere unter Beachtung einer
energetischen Optimierung und damit verbunden einer umweltgerechten
Ausbildung und Nutzung derartiger Gurtbandförderer.
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Gemäß der
Erfindung wurde ein Gurtbandförderer geschaffen, welcher
durch die Kombination bekannter Einzelaggregate gekennzeichnet ist,
wobei die nach der Erfindung ausgebildeten einzelnen Aggregate,
die Spann- und Umlenkgurttrommel, die Antriebstrommel, die Gurtspanneinheit,
das Tragtrollensystem sowie die Ausbildung der Tragrollen und die
Gestaltung der Gurtmuldung in ihrer Gesamtheit die Wirkvorteile
eines so ausgebildeten Gurtbandförderers begründen,
welcher sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz
auszeichnet.
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Die
Spann- und Umlenkgurttrommel ist mit einem Trommelmantel ausgebildet,
der aus einem Leichtmetall, so beispielsweise aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung, hergestellt ist, wodurch Gewichtseinsparungen
für die Spann- und Umlenkgurttrommel gegeben sind. Neben
den Leichtmetallen Aluminium und Aluminiumlegierung kann der Trommelmantel
der Spann- und Umlenkgurttrommel auch aus einem anderen Leichtmetall
hergestellt sein. Von besonderem Vorteil bei der Ausbildung der Spann-
und Umlenkgurttrommel ist, dass diese mit einer balligen Form ausgebildet
ist. Dies bedeutet, mittig der Spann- und Umlenkgurttrommel besitzt diese
den größten Durchmesser, welcher dann jeweils
nach rechts und links der Spann- und Umlenkgurttrommel abnimmt,
so dass die seitlichen Durchmesser der Spann- und Umlenkgurttrommel
ein kleineres Durchmessermaß besitzen, als der Durchmesser
in der Mitte der Spann- und Umlenkgurttrommel.
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Die
Antriebstrommel des Gurtbandförderers ist gleichfalls analog
der Spann- und Umlenkgurttrommel mit einem Trommelmantel ausgebildet,
welcher aus einem Leichtmetall oder einem ähnlichen Leichtwerkstoff
besteht, so vorzugsweise aus dem Werkstoff Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung sowie auch aus Stahl hergestellt werden kann.
Der Gurttrommelkörper der Antriebstrommel kann sowohl in
zylindrischer Form oder mit einer balligen Form ausgebildet werden
und es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Antriebstrommel umfänglich
mit einem Reibbelag ausgebildet ist, der bestimmte Profilierungen
aufweist.
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Die
zum Einsatz kommende Gurtspanneinheit ist im unteren Bereich des
Gurtbandförderers vorgesehen, dem Bereich, in dem das jeweils
zu fördernde Gut auf den Gurtbandförderer aufgegeben wird.
Zwischen der Gurtspanneinheit und der Antriebstrommel besteht ein
Wirkzusammenhang, welcher konstruktiv und in baulicher Ausbildung
durch den Fördergurt hergestellt ist. Dies derart, dass
der Fördergurt die Spann- und Umlenkgurttrommel der Gurtspanneinheit
und die Antriebstrommel verbindet, dies in umführender
und umlaufender Anordnung. Neben dem konstruktiven Wirkzusammenhang
besteht zwischen den Teilaggregaten, der Gurtspanneinheit und der
Antriebstrommel, auch ein Wirkzusammenhang, welcher auf elektrischer,
elektro-mechanischer oder elektronischer Basis begründet
ist.
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Zur
Erfindung gehört auch, dass die Tragrollen des Tragrollensystems
in bekannter Weise dreigeteilt ausgebildet sind, wobei die Mitteltragrollen
gegenüber den Seitentragrollen mit einem größeren Durchmesser
ausgebildet sind und aus einem Stück oder aus zueinander
gefügten Stütz-Pufferringen bestehen und bezüglich
der größenmäßigen Ausbildung
der Durchmesser der Mitteltragrollen und die der Seitentragrollen
die Bedingung D1/D2 =
1,2 bis 1,65 gilt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform können die Mitteltragrollen
und die Seitentragrollen des Gurtbandförderers mit einem
Kunststoffmantel ausgebildet sein, wodurch insbesondere Energie-
aber auch Gewichtseinsparungen erzielt werden und gleichfalls infolge
der stofflichen Ausbildung des Kunststoffes gute Haft- und Laufeigenschaften
des Gurtes vom Gurtbandförderer erzielt werden.
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Die
Mitteltragrollen des Tragrollensystems sind in zylindrischer Form
ausgebildet und begründen mit den Seitentragrollen die
Gurtmuldung des Fördergurtes. Die Mitteltragrollen besitzen
einen größeren Durchmesser gegenüber
den Seitentragrollen, was sich insbesondere auf die Tragfähigkeit
und die Ausbildung der Aufschüttung auf den Fördergurt
positiv auswirkt.
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Erfindungswesentlich
ist auch die Ausbildung der Gurtspanneinheit, mittels der der Fördergurt
auf die erforderliche Spannung verstellt bzw. eingestellt werden
kann, um einen effektiven Umlauf des Fördergurtes zu gewährleisten.
Diese Gurtspanneinheit besteht aus einem in einem Rahmen vorgesehenen
Gelenksystem, gebildet aus Gelenkbolzen und Gelenken, die zu der
Spann- und Umlenkgurttrommel des Gurtbandförderers befestigt
sind, ferner eine Spanneinheit besitzt und mit einem Messwertgeber sowie
einer Auswerteeinheit ausgebildet ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Gurtspanneinheit
mit einem Federaggregat ausgebildet, welches gleichfalls über
Gelenkbolzen mit der Spann- und Umlenkgurttrommel und über
Gelenke mit der Rahmenkonstruktion der Gurtspanneinheit verbunden
ist.
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Die
Ausbildung der Gurtspanneinheit in den zwei beschriebenen Ausfühhrungsvarianten
wirkt sich positiv auf den vorgestellten Gurtbandförderer aus,
so ist die konstante und regelbare Gurtspannung des Fördergurtes
Grundlage dafür, dass ein ungestörter Transport
des aufgegebenen Fördergutes gegeben ist und zum anderen
eine Energieeinsparung erzielt wird.
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Durch
die Möglichkeit der Kontrolle und Regelung der Gurtspannung
des Fördergurtes wurde ein energieoptimierter Fördergurt
geschaffen, welcher in effizienter Weise auf die Betreibungskosten eines
so ausgebildeten Gurtbandförderers wirkt.
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Die
Energieoptimierung des Fördergurtes, begründet
durch die Einhaltung der Gurtspannung, wird gemäß der
Erfindung durch vorgesehene Messwertgeber und Auswerteeinheiten
gewährleistet, welche Grundlage bilden für die
Verstellung der Spann- und Umlenkgurttrommel in der Gurtspanneinheit. Dies
erfolgt über vorgesehene Spanneinheiten, die auf das jeweilige
Gelenksystem bzw. auf das vorgesehene Federaggregat wirken. Bei
der Ausbildung der Gurtspanneinheit mit einem Federaggregat ist
es gleichfalls möglich, eine Spindel zusätzlich
vorzusehen, welche dann betätigt wird, wenn der Federweg des
Federaggregates nicht mehr ausreicht, um entsprechende Verstellungen
der Spann- und Umlenkgurttrommel vorzunehmen, somit die erforderliche Gurtspannung
im Fördergurt erzielt wird.
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Um
den Umschlingungswinkel des Fördergurtes zu der Spann-
und Umlenkgurttrommel sowie zu der Antriebstrommel zu vergrößern,
sind jeweils vor den Trommeln Ablenktrommeln im Traggerüst des
Gurtbandförderers vorgesehen, welche den Fördergurt
in einem gewissen Maße umlenken, so dass der Fördergurt
jeweils mit einem größeren Umfang die Antriebstrommel
bzw. die Spann- und Umlenkgurttrommel umschließt, so der
Umschlingungswinkel größer wird und dies gleichfalls
eine verbesserte Laufeigenschaft des Fördergurtes gewährleistet.
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Erfinderisch
ist ferner die Ausbildung der Antriebstrommel, welche umfangsseitig
bestimmte Profilierungen besitzt, die durch umlaufende Rillen oder durch
Flächen gestal tende Oberflächenstrukturen herausgebildet
sind. Diese Flächen gestaltenden Strukturen können
eine quadratische, rechteckige, rhombische oder ähnliche
Flächenform besitzen.
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Mit
nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher
erläutert werden.
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Die
dazu gehörige Zeichnung zeigt in
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1:
eine Gesamtansicht eines Gurtbandförderers,
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2:
eine perspektivische Ansicht der Gurtspanneinheit,
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3:
eine weitere Ausführungsvariante der Gurtspanneinheit in
perspektivischer Ansicht,
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4:
zwei Ausführungsvarianten der Gestaltung der Oberfläche
einer Antriebstrommel.
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In
der 1 ist der Gurtbandförderer 1 in
seiner Gesamtheit dargestellt, aus der sich ergibt, dass zum Traggerüst 2 des
Gurtbandförderers 1 die einzelnen Aggregate an-
bzw. zugeordnet sind. Der Gurtbandförderer 1 ist
mit einem Kopfantrieb und direktem Abwurf, ausgebildet durch die
Antriebstrommel 5, sowie mit einer Gurtspanneinheit 6 ausgebildet.
Der Kopfantrieb des Gurtbandförderers 1 besteht
aus einem Antriebsmotor 26 mit zugeordnetem Frequenzumformer 27 und
einem Steuerschrank 28.
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Die
Gurtspanneinheit 6 ist im Aufgabebereich des Gurtbandförderers 1 vorgesehen
und über deren Rahmen 20 zum Gurtbandförderer 1 verbunden.
Der Fördergurt 3 verbindet die Antriebstrommel 5,
welche im frontseitigen Bereich, dem Abwurfbereich des Gurtbandförderers 1 vorgesehen
ist, mit der Spann- und Umlenkgurttrommel 4 der Gurtspanneinheit 6.
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Der
Obertrum 8 des Fördergurtes 3 liegt auf den
Tragrollen 7 des Tragrollensystems auf und wird durch dieses
Tragrollensystem während seines Betriebszustandes gestützt.
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Die
Tragrollen 7 sind in bekannter Art und Weise dreigeteilt
ausgebildet und bestehen aus der Mitteltragrolle 11 und
den beiden Seitentragrollen 12, welche zueinander unter
bestimmten Winkeln im Traggerüst 2 des Gurtbandförderers 1 angeordnet sind.
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Die
Gestaltung der Tragrollen 7 und deren Anordnung im Traggerüst 2 geben
dem Fördergurt 3 eine bestimmte Gurtmuldung 9,
welche für einen ungestörten, somit für
einen optimalen Transport, insbesondere von Schüttgütern,
von Bedeutung ist.
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Die
Spann- und Umlenkgurttrommel 4 sowie die Antriebstrommel 5 bestehen
aus einem Aluminiumwerkstoff oder einer Aluminiumlegierung, wobei ähnliche
Materialien mit ähnlichen Werkstoffeigenschaften für
die Ausbildung dieser Trommeln verwendet werden können.
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Der
Fördergurt 3 wird durch den Antriebsmotor 26 über
die angetriebene Antriebstrommel 5 angetrieben und durch
die Spann- und Umlenkgurttrommel 4 umgelenkt. Um dem Fördergurt 3 die
notwendige Spannung zu geben, damit das aufgebrachte Gut auf dem
Fördergurt 3 auch ordnungsgemäß transportiert
werden kann, ist die Spann- und Umlenkgurttrommel 4, welche
zur Gurtspanneinheit 6 gehört, verstellbar ausgebildet,
deren Ausbildung in den 2 und 3 gezeigt
ist.
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So
zeigt die 2 eine Gurtspanneinheit 6, welche
als ein Gelenksystem 13 ausgebildet ist, aus Gelenken 14 besteht,
die über Gelenkbolzen 15 miteinander und zur Spann-
und Umlenkgurttrommel 4 verbunden sowie in Rahmen 20 der
Gurtspanneinheit 6 angeordnet sind.
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Zur
Gurtspanneinheit 6 gehören ferner ein Messwertgeber 16,
eine Spanneinheit 17 sowie eine Auswerteeinheit 24.
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Eine
weitere Ausführungsvariante der Gurtspanneinheit 6 ist
in der 3 gezeigt. Dieses dargestellte Gelenksystem 13 wird
gebildet durch den Rahmen 20, in dem ein Federaggregat 18 angeordnet
ist, dies in der Form, dass dieses Federaggregat 18 über Spannbolzen 25 zum
Rahmen 20 befestigt ist und ferner über Gelenkbolzen 15 in
Verbindung steht mit der Spann- und Umlenkgurttrommel 4. Über
die Spanneinheit 17, das Federaggregat 18 und
die Gelenkbolzen 15 erfolgt die entsprechende Verstellung der
Spann- und Umlenkgurttrommel 4, wobei auch bei dieser Ausbildung
der Gurtspanneinheit 6 ein Messwertgeber 16 mit
zugeordneter Auswerteeinheit 24 vorgesehen sind.
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Die
Antriebstrommel 5 des Gurtbandförderers 1,
welche im Frontbereich, der Abwurfseite des Gurtbandföderers 1 vorgesehen
ist, ist analog der Spann- und Umlenkgurttrommel 4 aus
einem Aluminiumwerkstoff oder einer Aluminiumlegierung hergestellt
und kann auch aus einem anderen Material bestehen, welches die werkstoffmäßigen
Eigenschaften eines Aluminiums bzw. einer Aluminiumlegierung besitzt.
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Wesentlich
bei der Ausbildung der Antriebstrommel 5 ist, dass diese
auf ihrem äußeren Umfang mit Profilierungen 21 ausgebildet
ist, welche verschiedene geometrische Formen aufweisen.
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So
kann diese Profilierung 21 durch Rillen 22 ausgebildet
sein, welche umfänglich auf dem Grundkörper der
Antriebstrommel 5 vorgesehen sind. Die geometrischen Abmaße
dieser Rillen 22 werden bestimmt durch die geometrischen
Abmaße der Antriebstrommel 5 und durch die Materialbeschaffenheit und
Ausbildung des Fördergurtes 3.
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Neben
der Ausbildung der Profilierung 21 durch die Rillen 22 kann
die Profilierung 21, wie in der zweiten Abbildung der 4 gezeigt,
auch aus vieleckigen Profilen gebildet werden, so können
diese vieleckigen Profilierungen 21 aus Quadraten 23 bestehen.
Neben der quadratischen Ausbildung dieser Profilierung 21 können
diese auch rechteckig, vieleckig, rhombenförmig oder in ähnlicher
Form ausgebildet sein.
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Die
größenmäßige Ausbildung der
Mittelrolle 11 und der Seitenrolle 12 von einem
Tragrollenpaar wird bestimmt nach der Bedingung D1/D2 = 1,2 bis 1,65. Dabei bedeutet D1 = Durchmesser der Mittelrolle 11 und
D2 = Durchmesser der Seitenrolle 12.
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Unter
Beachtung dieser Bedingung beträgt bei einem Durchmesser
D1 = 89 mm für die Mitteltragrolle 11 und
einer Verhältniszahl von 1,5 der Durchmesser D2 einer
Seitentragrolle 12 = 60 mm.
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Der
vorgestellte Gurtbandförderer 1 kann sowohl ortsgebunden
als auch ortsveränderlich ausgebildet werden. Für
eine ortsveränderliche Ausbildung des Gurtbandförderers 1 ist
es von Vorteil, dass der Gurtbandförderer 1 über
sein Traggerüst 2 auf einem fahrbaren Untergestell
Aufnahme findet, somit die Ortsveränderlichkeiten ohne
große Aufwendungen erfolgen können, wobei auch
von Vorteil ist, dass bei der fahrbaren Ausbildung des Gurtbandförderers 1 während
seines Betriebes der Gurtbandförderer 1 nicht
vom Fahrgestell abgesetzt werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19756328
C2 [0003]
- - DE 1216190 B2 [0005]
- - DE 19922245 A1 [0006]
- - DE 19900134 A1 [0007]