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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen einer Gurtspannung einer Förderbandanlage in einem gewünschten Streckenabschnitt sowie eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung dafür und auch die Verwendung von Zwischenantrieben für diesen Zweck. Die Erfindung betrifft dabei sowohl Aspekte im Zusammenhang mit anlagentechnischer Effizienz und Kosteneffizienz als auch Aspekte im Zusammenhang mit möglichst großer Variabilität und breitem Anwendungsspektrum. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß Merkmalen des jeweiligen unabhängigen oder nebengeordneten Anspruchs.
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HINTERGRUND
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Beim Fördern von Material, insbesondere Schüttgut, über längere Strecken mittels Förderbändern stellt sich in vielen Konstellationen das Problem, dass die Zugspannung im Förderband nicht auf einfache Weise justiert werden kann. Erstrecken sich die Förderbänder dabei über viele hundert Meter oder gar über Kilometer, und ist die Beladung des Förderbandes je nach Betriebszustand von fördernden Maschinen stark variabel, so stimmt die tatsächliche Gurtspannung in vielen Situationen nicht mit der momentan gewünschten Gurtspannung überein. Eine nicht optimal eingestellte Gurtspannung hat jedoch zahlreiche nachteilige Effekte zur Folge, wie z.B. erhöhte Reibung, Gurtdurchhang, ungleich verteilte Belastung von Tragrollen der Förderbandanlage. Demnach besteht Interesse an Möglichkeiten, die Gurtspannung zu beeinflussen.
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Gemäß dem Stand der Technik hat es sich insbesondere auch aus Kostengründen als vorteilhaft erwiesen, die erforderliche Gurtspannung mittels eines in einer Kopfstation angeordneten Hauptantriebs sicherzustellen. Wahlweise kommen dabei auch Vorspann-Massen zum Einsatz. Der Hauptantrieb übt eine Zugkraft auf das Förderband aus, die am Ende des Förderbandes am höchsten ist, und bis zum Anfang des Förderbandes (bzw. bis zum Anfang der effektiv fördernden Länge des Förderbandes) abnimmt, beispielsweise auf lineare Weise. Jedoch kann es gewünscht sein, dass die Gurtspannung in einzelnen Längsabschnitten höher oder niedriger ist, insbesondere in Abhängigkeit vom Streckenverlauf. Bei besonders kurvigem Streckenverlauf ist eine vergleichsweise niedrige Gurtspannung vorteilhaft. Bei geradlinigem Streckenverlauf kann die Gurtspannung vergleichsweise hoch sein.
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Ausgehend von diesem Entwicklungsstand besteht Interesse bzw. Bedarf an einem variablen Antriebskonzept, welches sich ohne große Kostenhürden und auch auf möglichst flexible Weise für unterschiedliche Streckenverläufe und Längen der Förderbandanlage realisieren lässt.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit die Gurtspannung entlang der Förderstrecke einer Förderbandanlage auf möglichst flexible und individualisierbare Weise eingestellt werden kann, insbesondere bei kosteneffizienter Ausgestaltung, insbesondere bei möglichst breiter Anwendungsmöglichkeit auch in unwegsamen oder wenig erschlossenen Gebieten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Förderbandanlage für den Materialtransport, insbesondere für den Transport von Schüttgütern, umfassend wenigstens ein Förderband, insbesondere ein umlaufendes Förderband, wenigstens einen das Förderband antreibenden Hauptantrieb sowie eine Mehrzahl von an das Förderband gekoppelten Zwischenantrieben, welche zumindest teilweise entlang der bestimmungsgemäß Material transportierenden Länge des Förderbandes angeordnet sind, wobei der Hauptantrieb eine erste Gurtspannung im Förderband sicherstellt, wobei wenigstens zwei der Zwischenantriebe in unterschiedlichen Längsabschnitten des Förderbandes beabstandet zueinander angeordnet sind, insbesondere jeweils in Förderrichtung vor dem Hauptantrieb, wobei wenigstens ein erster Zwischenantrieb in einem ersten Längsabschnitt ein das Förderband gegen die Hauptantriebsrichtung bremsender Zwischenantrieb ist, und wobei wenigstens ein zweiter Zwischenantrieb in einem zweiten Längsabschnitt ein das Förderband in Hauptantriebsrichtung antreibender Zwischenantrieb ist, wobei die ersten und zweiten Zwischenantriebe derart angeordnet und in Abhängigkeit voneinander ansteuerbar/angesteuert sind, dass zwischen dem ersten und zweiten Längsabschnitt ein Gurtspann-Abschnitt mit einstellbarer Gurtspannung gebildet ist, in welchem eine zweite Gurtspannung des Förderbandes mittels der ersten und zweiten Zwischenantriebe einstellbar ist. Dies ermöglicht je nach Anordnung bzw. Ansteuerung der Zwischenantriebe ein variables Einstellen der Gurtspannung im jeweiligen Längsabschnitt.
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Als Hauptantrieb ist dabei insbesondere der eine Zugkraft ausübende Antrieb in einer Kopfstation der Förderbandanlage am Ende der Förderstrecke zu verstehen. Insbesondere bei einem umlaufenden Förderband ist der Hauptantrieb bevorzugt in eine/die in Förderrichtung am Ende des Förderbandes liegende Umlenkrolle integriert.
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Als Zwischenantrieb ist dabei insbesondere ein Antrieb zu verstehen, welcher ergänzend zum Hauptantrieb am Förderband angreift und dem Hauptantrieb in Förderrichtung vorgeschaltet ist. Beispielsweise sind die Zwischenantriebe zumindest teilweise als angetriebene oder bremsende Tragrollen ausgestaltet. Wahlweise kann der Zwischenantrieb dabei auch in eine Umlenkrolle integriert sein, oder in eine sonstige Einrichtung zum Ändern/Einstellen der Förderrichtung oder Ausrichtung des Förderbandes integriert sein. Als Zwischenantrieb ist dabei insbesondere ein Antrieb mit einer vordefinierten Längsposition entlang der Förderstrecke zu verstehen.
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Dabei kann ein Vorspann-Gewicht bzw. eine Förderbandvorspanneinrichtung vorgesehen sein, womit ein unterer Schwellwert für eine Gurtspannung vordefiniert oder eingestellt werden kann, insbesondere bei umlaufendem Förderband.
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Die Begriffe „Band“ und „Gurt“ können in der vorliegenden Offenbarung insbesondere auch synonym verstanden werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der (jeweilige) erste (bremsende) Zwischenantrieb in Förderrichtung vor dem (jeweiligen) zweiten (antreibenden) Zwischenantrieb angeordnet, so dass die zweite Gurtspannung größer als die erste Gurtspannung ist. Dies liefert beispielsweise für einen geradlinigen Streckenverlauf eine erhöhte Gurtspannung zwischen dem ersten und zweiten Zwischenantrieb.
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Alternativ oder zusätzlich ist der (jeweilige) erste (bremsende) Zwischenantrieb in Förderrichtung hinter dem (jeweiligen) zweiten (antreibenden) Zwischenantrieb angeordnet, so dass die zweite Gurtspannung kleiner als die erste Gurtspannung ist. Dies kann insbesondere für kurvige Streckenverläufe eine lokale Verringerung der Gurtspannung ermöglichen. Hierdurch kann auch die auf das Förderband wirkende Beanspruchung verringert werden.
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Wahlweise können auch wenigstens drei der Zwischenantriebe in wenigstens drei unterschiedlichen Längsabschnitten jeweils beabstandet zueinander angeordnet sein und zwischen den Längsabschnitten wenigstens eine erste zweite und eine zweite zweite Gurtspannung eingestellt sein/werden (mehrfache Variation der Gurtspannung entlang der Förderstrecke), wobei die zweiten Gurtspannungen sich jeweils voneinander und von der ersten Gurtspannung unterscheiden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine recht variable Kombination der Anordnung und Ansteuerung (bzw. Betriebsart) der einzelnen Zwischenantrieb, je nach Anforderungen, also auch je nach momentaner Beladung des Förderbandes und in Abhängigkeit vom lokalen Streckenverlauf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Zwischenantrieb mit einer Mehrzahl von Tragrollen an einer Mehrzahl von Längspositionen gekoppelt. Insbesondere weist der jeweilige Zwischenantrieb wenigstens eine wahlweise als Motor oder Generator angetriebene/antreibende Tragrolle auf, welche das Förderband reibschlüssig kontaktiert. Die Übertragung von Antriebskräften über die Tragrollen ermöglicht auch die effektive Nutzung bereits vorhandener Anlagenkomponenten. Die ersten und zweiten Zwischenantriebe können jeweils eine Mehrzahl von antreibbaren Tragrollen umfassen, welche zumindest in messende und signalgebende Tragrollen und wahlweise auch in antreibende Tragrollen klassifiziert sind.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der wenigstens eine erste (bremsende) Zwischenantrieb in Förderrichtung vor dem wenigstens einen zweiten (antreibenden) Zwischenantrieb angeordnet, wobei der dazwischen gebildete einstellbare Gurtspann-Abschnitt ein geradliniger, insbesondere sich horizontal erstreckender Abschnitt des Förderbandes mit im Vergleich zur ersten Gurtspannung erhöhter Gurtspannung ist. Diese relative Anordnung der Zwischenantriebe oder zumindest einer Teilmenge der Zwischenantriebe ermöglicht auch eine vergleichsweise große lokale Abweichung (Steigerung) der Gurtspannung. Dies kann beispielsweise an einem Streckenabschnitt sinnvoll sein, welcher ganz am Anfang einer vergleichsweise großen, langen Förderbandanlage angeordnet ist, bei welcher die Gurtvorspannung lediglich durch einen an der Kopfstation am Ende der Förderstrecke angeordneten Hauptantrieb sichergestellt ist (Zugkraft des Hauptantriebs muss Gurtvorspannung über die gesamte Förderstrecke sicherstellen).
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Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine erste (bremsende) Zwischenantrieb in Förderrichtung hinter dem wenigstens eine zweiten (antreibenden) Zwischenantrieb angeordnet sein, wobei der dazwischen gebildete einstellbare Gurtspann-Abschnitt ein kurviger Abschnitt des Förderbandes mit im Vergleich zur ersten Gurtspannung reduzierter Gurtspannung ist. Dies liefert auch eine Entlastung des Bandes bei Kurvenfahrt.
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Die Förderbandanlage kann insbesondere auch eingerichtet sein, die zweite Gurtspannung abschnittsweise in einem Bereich von 10 bis 40 Prozent, insbesondere 20 bis 30 Prozent in Bezug auf die erste Gurtspannung zu variieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der/die erste/n und zweite/n Zwischenantrieb/e energetisch aneinander gekoppelt, wobei der (jeweilige) erste (bremsende) Zwischenantrieb als Generator zum Bereitstellen von Energie für den (jeweiligen) zweiten (antreibenden) Zwischenantrieb betrieben wird bzw. betreibbar/ansteuerbar ist. Hierdurch kann insbesondere auch bei sehr langgestreckten Förderbändern eine Stromversorgung für antreibende Zwischenantriebe auf kostengünstige Weise bereitgestellt werden. Die energetische Kopplung kann beispielsweise mittels einer gemeinsamen Niederspannungsleitung erfolgen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der erste und zweite Längsabschnitt, in welchem jeweils der wenigstens eine erste Zwischenantrieb bzw. der wenigstens eine zweite Zwischenantrieb angeordnet ist, jeweils eine Länge von mindestens 5m, bevorzugt mindestens 10m, weiter bevorzugt mindestens 15m auf. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, eine abbremsende Kraft bzw. eine antreibende Kraft möglichst über einen vergleichsweise großen Längsabschnitt verteilt in das Förderband einzuleiten. Dies kann z.B. jeweils an drei, vier oder fünf aufeinanderfolgenden Längspositionen der Tragrollen erfolgen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der erste und zweite Längsabschnitt in einem Längsabstand von mindestens 100m (Metern) zueinander angeordnet. Beispielsweise erstreckt sich die Förderbandanlage bzw. das Förderband über eine Länge von mindestens 300m bis 500m. Ein jeweiliger Längenabschnitt kann im Verhältnis zur gesamten wirksamen Länge des Förderbandes oder der Förderbandanlage beispielsweise eine Länge von Faktor 0,7 bis 0,01, insbesondere Faktor 0,5 bis 0,1 aufweisen. Diese Längenangabe sind beispielhaft zu verstehen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der jeweilige Zwischenantrieb wenigstens eine an das Förderband gekoppelte Tragrolle auf, welche derart relativ zum Förderband ausgerichtet ist, insbesondere auf Sturz gestellt ist, dass die Anpresskraft und die Traktion (insbesondere durch Haftreibung) zwischen den antreibenden Tragrollen und dem Förderband maximiert ist, insbesondere zwecks optimierter Rekuperations-/Bremswirkung oder optimierter Antriebswirkung.
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Der jeweilige Zwischenantrieb kann wenigstens ein Paar von an das Förderband gekoppelten gegenüberliegenden auf Sturz gestellten Tragrollen aufweisen (Seitentragrollenpaar), welche das Förderband muldenförmig anordnen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Förderband umlaufend, wobei die erste Gurtspannung (insbesondere Grundspannung, Gurtvorspannung) im Förderband mittels des auf eine Umlenktrommel wirkenden Hauptantriebs eingestellt ist/wird. Dabei kann die Förderbandanlage ein an einem/dem Untertrum des Förderbandes angreifendes Ausgleichsgewicht zum Einstellen einer Gurtspannung im Untertrum aufweisen.
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Die erste Gurtspannung kann insbesondere einer Grundspannung bzw. einer Gurtvorspannung entsprechen, die je nach Abschnitt im Förderband kleiner oder größer als die zweite Gurtspannung sein kann.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen einer Gurtspannung eines Förderbandes einer Förderbandanlage für den Materialtransport, insbesondere beim Transport von Schüttgütern, insbesondere bei einer zuvor beschriebenen Förderbandanlage, wobei bei wenigstens einem Förderband der Förderbandanlage, welches mittels eines Hauptantriebs angetrieben wird, eine erste Gurtspannung im Förderband sichergestellt wird oder vordefiniert ist/wird, wobei eine Mehrzahl von an das Förderband gekoppelten Zwischenantrieben in unterschiedlichen Längsabschnitten des Förderbandes derart in Abhängigkeit voneinander angesteuert werden, dass zwischen dem ersten und zweiten durch die Zwischenantriebe definierten Längsabschnitt ein Gurtspann-Abschnitt mit einer mittels der Zwischenantriebe einstellbaren zweiten Gurtspannung des Förderbandes gebildet wird, wobei die zweite Gurtspannung kleiner oder größer als die erste Gurtspannung eingestellt wird, insbesondere in Abhängigkeit vom Betriebsmodus der Zwischenantriebe. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
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Gemäß einer Ausführungsform wird bei einer Mehrzahl von an das Förderband gekoppelten Zwischenantrieben, von denen wenigstens zwei Zwischenantriebe in unterschiedlichen Längsabschnitten des Förderbandes beabstandet zueinander angeordnet sind, wenigstens ein erster Zwischenantrieb in einem ersten Längsabschnitt als ein das Förderband gegen die Hauptantriebsrichtung bremsender Zwischenantrieb betrieben, und wenigstens ein zweiter Zwischenantrieb wird in einem zweiten Längsabschnitt als ein das Förderband in Hauptantriebsrichtung antreibender Zwischenantrieb betrieben, wobei die ersten und zweiten Zwischenantriebe derart in Abhängigkeit voneinander angesteuert werden, dass zwischen dem ersten und zweiten Längsabschnitt ein Gurtspann-Abschnitt mit einer mittels der Zwischenantriebe einstellbaren zweiten Gurtspannung des Förderbandes gebildet wird, wobei die zweite Gurtspannung kleiner oder größer als die erste Gurtspannung eingestellt wird. Es ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Konzept insbesondere auch mittels aktiver und passiver oder rekuperativer Antriebe realisierbar ist, beispielsweise mit den bremsenden Antrieben als rekuperative E-Motoren, welche wahlweise auch Energie zu antreibenden Zwischenantrieben liefern.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die zweite Gurtspannung für einen kurvigen Verlauf des zweiten Längsabschnitts kleiner als die erste Gurtspannung eingestellt, und die zweite Gurtspannung wird für einen geradlinigen Verlauf des zweiten Längsabschnitts größer als die erste Gurtspannung eingestellt. Dies kann auch an mehreren zweiten Längsabschnitten entlang des Förderbandes erfolgen, je nach Verlauf des Förderbandes.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Gurtspannung als Gurtvorspannung mindestens so groß eingestellt, dass ein unterer Schwellwert für eine minimale Gurtspannung vor oder nach einem jeweiligen Zwischenantrieb nicht unterschritten wird, insbesondere in Förderrichtung vor einem bremsenden Zwischenantrieb nicht unterschritten wird. Dies kann insbesondere auch in Verbindung mit einem Ausgleichsgewicht sichergestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird mittels einer Mehrzahl von Tragrollen des jeweiligen Zwischenantriebs in der jeweiligen Längspositionen entweder eine antreibende Kraft auf das Förderband übertragen (Betriebsmodus als Motor) oder eine bremsende Kraft (Betriebsmodus als Generator), insbesondere bei reibschlüssiger Kontaktierung.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der wenigstens eine erste bremsende Zwischenantrieb in Förderrichtung vor dem wenigstens einen zweiten antreibenden Zwischenantrieb angeordnet, wenn der dazwischen gebildete einstellbare Gurtspann-Abschnitt ein geradliniger, insbesondere sich horizontal erstreckender Abschnitt des Förderbandes ist (der in Förderrichtung erste Zwischenantriebe wird mit einer geringeren Antriebsleistung oder gar in einem bremsenden Betriebsmodus betrieben als der in Förderrichtung nachgeschaltete zweite Zwischenantrieb).
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Alternativ oder zusätzlich wird der wenigstens eine erste bremsende Zwischenantrieb in Förderrichtung hinter dem wenigstens eine zweiten antreibenden Zwischenantrieb angeordnet, wenn der dazwischen gebildete einstellbare Gurtspann-Abschnitt ein kurviger Abschnitt des Förderbandes mit im Vergleich zur ersten Gurtspannung reduzierter Gurtspannung ist (der in Förderrichtung erste Zwischenantriebe wird mit einer größeren Antriebsleistung betrieben als der in Förderrichtung nachgeschaltete zweite Zwischenantrieb, welcher wahlweise auch in einem bremsenden Betriebsmodus betrieben werden kann).
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Wahlweise wird die zweite Gurtspannung mittels Ansteuerung der entsprechenden Zwischenantriebe und deren Antriebsleistung abschnittsweise in einem Bereich von 10 bis 70 Prozent, insbesondere 20 bis 50 Prozent in Bezug auf die erste Gurtspannung variiert. Dieser vergleichsweise große Variationsbereich ermöglicht insbesondere auch eine vergleichsweise hohe Gurtvorspannung auch bei kurvigen Trassen, oder eine vergleichsweise niedrige Gurtvorspannung bei vergleichsweise langen Trassen. Dabei kann die Steuerung/Regelung derart erfolgen, dass die minimale Gurtspannung im Gurtspann-Abschnitt einen unteren Schwellwert für die Gurtvorspannung nicht unterschreitet.
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Gemäß einer Ausführungsform werden der/die erste/n und zweite/n Zwischenantrieb/e energetisch aneinander gekoppelt, wobei der (jeweilige) erste (bremsende) Zwischenantrieb als Generator zum Bereitstellen von Energie für den (jeweiligen) zweiten (antreibenden) Zwischenantrieb betrieben wird bzw. angesteuert wird, insbesondere derart, dass eine Antriebsleistung für die zweiten Zwischenantriebe durch die mittels der ersten Zwischenantriebe generierten Energie bereitstellbar ist. Eine energetische Kopplung ermöglicht neben energetischen Vorteilen bezüglich des Betriebs der Anlage nicht zuletzt auch die Einsparung von Strom-/Energieleitungen. Dies ist insbesondere auch bei sehr langgestreckten Anlagen in unwegsamem oder unerschlossenem Gelände von Vorteil.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung an eine Mehrzahl von Sensoren an den Tragrollen und/oder an Motoren der Tragrollen in der jeweiligen Längsposition gekoppelt ist, insbesondere sowohl an messende Tragrollen als auch an signalgebende Tragrollen gekoppelt ist. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch Verwendung einer Mehrzahl von an ein Förderband gekoppelten Zwischenantrieben in unterschiedlichen Längsabschnitten des Förderbandes zum Einstellen einer zweiten Gurtspannung im jeweiligen Längsabschnitt oder zwischen den Längsabschnitten in einer Förderbandanlage für den Materialtransport, in welcher eine erste Gurtspannung über die wirksame Länge des Förderbandes sichergestellt ist (insbesondere mittels Hauptantrieb vordefinierte Gurtvorspannung), insbesondere in einer zuvor beschriebenen Förderbandanlage, wobei die Zwischenantriebe in den jeweiligen Längsabschnitten derart in Abhängigkeit voneinander und/oder in Abhängigkeit von einem/vom Hauptantrieb angesteuert werden, dass die zweiten Gurtspannung in Überlagerung zur ersten Gurtspannung im jeweiligen Längsabschnitt kleiner oder größer als die erste Gurtspannung eingestellt wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem bremsenden oder antreibenden Betriebsmodus der Zwischenantriebe im jeweiligen Längsabschnitt. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Die erste Gurtspannung kann dabei auch größer gleich (>=) als ein vordefinierter unterer Schwellwert am Ende der wirksamen Länge des Förderbandes sein. Dieser untere Schwellwert kann spezifisch je Anwendungsfall vorgegeben sein.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt jeweils in schematischer Darstellung
- 1 eine Förderbandanlage in einer das Förderband im gewünschten Längsabschnitt spannenden Betriebsweise gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Förderbandanlage in einer das Förderband im gewünschten Längsabschnitt entlastenden Betriebsweise gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 3 eine Förderbandanlage in einer das Förderband in den gewünschten Längsabschnitten einerseits spannenden und andererseits entlastenden Betriebsweise, mit den Zwischenantrieben in einer Anordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Förderbandanlage in einer das Förderband in einer Vielzahl von gewünschten Längsabschnitten jeweils spannenden Betriebsweise, mit den Zwischenantrieben in einer Anordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 5 eine Verschaltung von Komponenten einer Förderbandanlage gemäß Ausführungsbeispielen;
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Die Figuren werden zwecks leichteren Verständnisses zunächst zusammen unter Bezugnahme auf alle Bezugszeichen beschrieben. In den jeweiligen Figuren gezeigte Einzelheiten oder Besonderheiten werden individuell beschrieben.
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Ausführungsformen der Erfindung können zusätzlich zu der Förderbandanlage 10 als solcher insbesondere die folgenden Komponenten umfassen: eine Mehrzahl von Tragrollen bzw. Tragrolleneinheiten 1, jeweils angeordnet in einer von mehreren Längspositionen x1, ..., xn; Sensoren 2, insbesondere Drehmomentsensoren; ein Vorspann-Gewicht bzw. eine Masse 3, insbesondere integriert in einen umlaufenden Fördergurt; eine Wechselstromquelle 5 oder zumindest einen Anschluss an die Wechselstromquelle; eine Transformator- und Wechselrichtereinrichtung 6; eine gemeinsame Energieleitung 7, insbesondere eine Niederspannungsleitung für möglichst konstanten Strom; eine Energieeinspeisung (insbesondere Energieleitung) 8; eine Energieausspeisung/-verbrauch (insbesondere Energieleitung) 9; ein in Förderrichtung x förderndes Förderband 11, welches in Ausgestaltung als umlaufendes Band einen fördernden Obertrum (Lasttrum) 11a und einen rücklaufenden Untertrum (Leertrum) 11b aufweist; einen Hauptantrieb 12 und mehrere Zwischenantriebe 13, welche in einen oder mehrere erste (bremsende) Zwischenantriebe 14 und einen oder mehrere zweite (antreibende) Zwischenantriebe 15 klassifiziert werden können; wenigstens einen Gurtspann-Abschnitt 18 mit einstellbarer Gurtspannung T; wenigstens eine Umlenkung 19, insbesondere mit einer Trommel.
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Die ersten (bremsenden) Zwischenantriebe 14 sind in wenigstens einem ersten Längsabschnitt 16 angeordnet, und die zweiten (antreibenden) Zwischenantriebe 15 sind in wenigstens einem zweiten Längsabschnitt 17 angeordnet. Die Zwischenantriebe üben an der jeweiligen Längsposition x ein (antreibendes oder bremsendes) Drehmoment M auf das Förderband 11 aus, insbesondere auf den Obertrum 11a. Mittels einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung 20 können die Zwischenantriebe 13 und wahlweise auch der Hauptantrieb 12 angesteuert und eine Antriebskraft (positiv, negativ) derart geregelt werden, dass die gewünschte Gurtspannung T18 im jeweiligen Abschnitt 18 eingestellt wird. Dank energetischer Kopplung der Antriebe ermöglicht die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 20 dabei auch eine Energieverteilung, insbesondere eine Energieversorgung von antreibenden Zwischenantrieben 15 mit Energie, welche von rekuperierenden bremsenden Zwischenantrieben 14 im Generatorbetrieb generiert wird.
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Im Förderband 11 herrscht je nach Gurtvorspannung T0 und Längsposition x eine Gurtspannung T. Die Gurtvorspannung T0 wird insbesondere durch den Hauptantrieb 12 und das Vorspann-Gewicht 3 vordefiniert.
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An einer ersten Längsposition, insbesondere an einer ersten Umlenkung 19, herrscht die Gurtspannung T1, und an einer zweiter Längsposition, insbesondere an einer zweiten Umlenkung 19 (insbesondere Umlenkung des Hauptantriebs) herrscht die Gurtspannung T2, wobei T2 standardmäßig größer T1 ist (Zugkraft im Förderband). Die vorliegende Erfindung ermöglicht, eine individuelle Gurtspannung T18 in entsprechenden Gurtspann-Abschnitten 18 einzustellen, insbesondere in Abhängigkeit von der Ansteuerung derjenigen Zwischenantriebe, welche den jeweiligen Gurtspann-Abschnitt 18 definieren oder begrenzen.
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Insbesondere zeigt 1 eine Ausgestaltung und Anordnung der Zwischenantriebe, bei welcher die zweite Gurtspannung T18 im Gurtspann-Abschnitt 18 erhöht wird. Das bremsende Drehmoment M der ersten Zwischenantriebe 14 im ersten Längsabschnitt 16 bewirkt den mehr oder weniger linearen Anstieg der Gurtspannung über den Längsabschnitt 16, und das antreibende Drehmoment M der zweiten Zwischenantriebe 15 im zweiten Längsabschnitt 17 bewirkt eine mehr oder weniger lineare Verringerung der Gurtspannung über den Längsabschnitt 17. Die Strichlinie zeigt dabei den durch den Hauptantrieb in Verbindung mit der Ausgleichsmasse 3 erzeugten Verlauf der Gurtvorspannung. Aufgrund der großen Länge des Förderbandes und aufgrund er Beladung variiert die Gurtvorspannung im Untertrum 11b von der Gurtvorspannung im Obertrum 11a; dieser Effekt ist durch die unterschiedliche Steigung im Diagramm T(x) veranschaulicht.
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2 veranschaulicht ein lokales Absenken der Spannung T18, indem in Förderrichtung x zunächst antreibende Zwischenantriebe 15 vorgesehen werden (entspannender Effekt), und daraufhin abbremsende Zwischenantriebe 14. Insbesondere bei großen Längen der gesamten Anlage 10 können diese Antriebe energetisch gekoppelt sein. Dies ermöglicht zumindest teilweise (streckenabschnittsweise) auch eine energetische Autarkie.
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In 3 ist gezeigt, dass die Zwischenantriebe zumindest teilweise auch in Umlenktrommeln 19 integriert werden können. Die horizontale Stichlinie veranschaulicht die gewünschte Soll-Gurtspannung T. Indem die antreibenden Zwischenantriebe 15 zumindest annähernd auf der halben absoluten Länge angeordnet werden, kann das Förderband dort lokal entlastet werden. Hierdurch kann nicht zuletzt auch eine geringere Maximal-Gurtspannung sichergestellt werden (bei vergleichsweise hoher vorteilhafter minimaler Gurtspannung).
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In 4 wird das bereits in 3 erläuterte Konzept auf eine Vielzahl von Längspositionen xn übertragen. Der damit einhergehende apparative Aufwand ist möglicherweise relativ groß, jedoch kann sichergestellt werden, dass die tatsächliche Gurtspannung auch bei einer großen absoluten Länge der Anlage nur in einem kleinen Variationsbereich schwankt. Die antreibenden Zwischenantriebe sind dabei z.B. in jeder zweiten oder dritten oder vierten Längsposition der Tragrollen vorgesehen, insbesondere in die Tragrollen integriert.
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In 5 ist die vorliegende Erfindung konzeptuell beschrieben. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 20 steht in Kontakt mit den einzelnen Zwischenantrieben 13; 14; 15 und regelt eine Energieaufnahme 9 bzw. eine Energieabgabe 8 über eine gemeinsame Leitung 7.
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Die in 5 gezeigte Verschaltung der einzelnen Komponenten kann auf die zuvor in den Figuren und in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele angewandt werden, insbesondere auch zwecks energetischer Optimierung.
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Die in den zuvor beschriebenen Figuren illustrierten Ausführungsbeispiel können bezüglich derer individueller Merkmale miteinander kombiniert werden, sofern dies nicht explizit verneint wird/ist. Insbesondere können entlang der Längserstreckung des Förderbandes mehrere Gurtspann-Abschnitte jeweils mit individueller Gurtspannung realisiert werden, sei es, um die Gurtspannung jeweils lokal zu steigern, sei es, um die Gurtspannung insbesondere für kurvige Streckenverläufe lokal zu verringern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tragrolle bzw. Tragrolleneinheit
- 3
- Vorspann-Gewicht/Masse
- 5
- Wechselstromquelle
- 6
- Transformator- und Wechselrichtereinrichtung
- 7
- gemeinsame Energieleitung, insbesondere Niederspannungsleitung
- 8
- Energieeinspeisung (Energieleitung)
- 9
- Energieausspeisung/-verbrauch (Energieleitung)
- 10
- Förderbandanlage
- 11
- Förderband
- 11a
- Obertrum (Lasttrum)
- 11 b
- Untertrum (Leertrum)
- 12
- Hauptantrieb
- 13
- Zwischenantrieb
- 14
- erster (bremsender) Zwischenantrieb
- 15
- zweiter (antreibender) Zwischenantrieb
- 16
- erster Längsabschnitt
- 17
- zweiter Längsabschnitt
- 18
- Gurtspann-Abschnitt mit einstellbarer Gurtspannung
- 19
- Umlenkung, insbesondere Trommel
- 20
- Steuerungs-/Regelungseinrichtung
- M
- Drehmoment
- T
- Gurtspannung
- T0
- Gurtvorspannung
- T1
- Gurtspannung an erster Längsposition, insbesondere an Umlenkung
- T2
- Gurtspannung an zweiter Längsposition, insbesondere an Umlenkung
- T18
- Gurtspannung im Gurtspann-Abschnitt
- x
- Längsrichtung bzw. Förderrichtung
- x1, ..., xn
- Längsposition einer jeweiligen Tragrolle
