DE10254021B4

DE10254021B4 - Gewinnungsanlage für die mechanisierte Hereingewinnung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere Kohle in Untertagebetrieben

Info

Publication number: DE10254021B4
Application number: DE2002154021
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Kempers Friedhelm
Original assignee: Halbach and Braun Industrieanlagen GmbH
Current assignee: Halbach and Braun Industrieanlagen GmbH
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: DE10254021A1

Abstract

Gewinnungsanlage für die mechanisierte Hereingewinnung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere Kohle in Untertagebetrieben, mit zumindest einer umlaufenden Endloskette, und mit an den Umkehrenden angeordneten Kettenrädern für die Endloskette, wobei dem einen Kettenrad ein Hauptantrieb (4) und dem anderen Kettenrad ein Hilfsantrieb (7) mit jeweils zumindest einem Getriebe (3, 6), einer Kupplung und einem Antriebsmotor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eines der beiden Getriebe (3) (des Hauptantriebes oder des Hilfsantriebes) eine als Überlagerungsgetriebe (5) ausgebildete Getriebestufe aufweist, dass dieses Überlagerungsgetriebe (5) durch eine abweichende Übersetzung zu dem anderen Getriebe (6) eine Drehzahldifferenz mit einer daraus resultierenden Lastverschiebung erzeugt und dass auf das Überlagerungsgetriebe (5) ein Stützmotor (8) zum Ausgleich der künstlich erzeugten Lastverschiebung arbeitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewinnungsanlage für die mechanisierte Hereingewinnung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere Kohle in Untertagebetrieben, mit zumindest einer umlaufenden Endloskette und mit an den Umkehrenden angeordneten Kettenrädern für die Endloskette, wobei dem einen Kettenrad ein Hauptantrieb und dem anderen Kettenrad ein Hilfsantrieb mit jeweils zumindest einem Getriebe, einer Kupplung und einem Antriebsmotor zugeordnet ist. – Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei einer solchen Gewinnungsanlage beispielsweise um eine Hobelanlage oder einen Kettenkratzförderer handeln.
Derartige und aus der Praxis bekannte Gewinnungsanlagen werden regelmäßig mittels Elektromotoren als Antriebsmotoren für den Hauptantrieb und Hilfsantrieb angetrieben. Durch die umlaufende Endloskette ergibt sich eine permanente wechselnde Lastverteilung zwischen Haupt- und Hilfsantrieb. Insbesondere bei dem Einsatz von Asynchronmotoren führen bereits geringe Drehzahlunterschiede zu stark differierenden Drehmomenten. Das kann zur Folge haben, dass der eine Antriebsmotor im Überlastbereich läuft, während der andere Antriebsmotor nur wenig Leistung abgibt oder sogar im generatorischen Bereich läuft und dadurch noch den Antrieb der Gewinnungsanlage erschwert. Aus diesem Grunde wird ein Lastausgleich angestrebt. In diesem Zusammenhang kennt man eine Gewinnungsanlage, bei welcher sowohl der Hauptantrieb als auch der Hilfsantrieb ein Getriebe aus einer Getriebehauptstufe und einer Getriebevorstufe aufweist, wobei lediglich die Getriebevorstufe eines der beiden Antriebe als Überlagerungsgetriebe ausgebildet ist und auf den Überlagerungseingang dieses Überlagerungsgetriebes ein Überlagerungsmotor arbeitet. Zwischen dem Überlagerungsgetriebe und dem Überlagerungsmotor ist ein als Schneckengetriebe ausgebildetes Stützgetriebe zwischengeschaltet. In diesem Fall kann der Überlagerungsmotor eine Stützkraft auf das Überlagerungsgetriebe aufbringen. Der Überlagerungsmotor steht bei ausgeglichener Last still, während eine Bremse das Stützmoment sichert. Bei einer Lastverschiebung dreht der Überlagerungsmotor positiv, um mit einer zusätzlichen Stützkraft den schwächeren Antrieb mehr zu belasten, oder er dreht entgegengesetzt, um einen stark belasteten Antrieb zu entlasten. Problematisch bei dieser Ausführungsform ist das Halten des Stützmomentes bei Drehzahl Null in Folge der damit verbundenen Überhitzung durch permanentes Bremsen bei Motorstillsetzung und bei Drehrichtungsumkehr.
Die DE 37 41 762 C2 befasst sich mit einem Überlagerungsantrieb für kettengezogene Strebbetriebsmittel. Bei dem Überlagerungsgetriebe handelt es sich um ein Planetenüberlagungsgetriebe, bei welchen ein zweiter kleiner Motor ein Außenrad antreibt. Dadurch lässt sich eine Drehzahlkomponente von ± 9% der Nenndrehzahl hinzufügen. Insgesamt geht es darum, bei einem Strebbetriebsmittel die Schwierigkeiten hydraulischer Antriebssysteme zu vermeiden und die jeweils installierte elektrische Leistung voll auszunutzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gewinnungsanlage der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, bei welcher ein aktiver Lastausgleich zwischen Hauptantrieb und Hilfsantrieb von einem Antrieb aus in einfacher und funktionsgerechter Weise gewährleistet ist.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Gewinnungsanlage dadurch, dass lediglich eines der beiden Getriebe (des Hauptantriebes oder des Hilfsantriebes) eine als Überlagerungsgetriebe ausgebildete Getriebestufe aufweist, dass dieses Überlagerungsgetriebe durch eine abweichende Übersetzung zu dem anderen Getriebe (des Hilfsantriebes oder Hauptantriebes) eine Drehzahldifferenz mit einer daraus resultierenden Lastverschiebung erzeugt und dass auf das Überlagerungsgetriebe ein Stützmotor zum Ausgleich der künstlich erzeugten Lastverschiebung arbeitet. – Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, dass die künstlich erzeugte Lastverschiebung auf derselben Getriebestufe wieder ausgeglichen wird und der Stützmotor zum Ausgleich der Drehzahldifferenz mit einer Drehzahl > Null bei gleicher Drehrichtung arbeitet und unter permanenter Last in seinem Arbeitsbereich läuft. Der Lastausgleich für die überlagerte Lastdifferenz aus dem Betrieb mit der umlaufenden Endloskette erfolgt durch Erhöhen oder Verringern der Drehzahl stets größer Null und bei stets gleicher Drehrichtung. Der Stützmotor erzeugt durch seine Drehung ein Ausgleichsniveau für den gesamten Antrieb relativ zu dem anderen Antrieb, als beispielsweise Hauptantrieb zum Hilfsantrieb oder umgekehrt. Eine Drehrichtungsumkehr, ein Stillstand und Halten mit Bremse sind nicht länger erforderlich. Aus diesem Grunde wird eine Überhitzungsgefahr vermieden.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im Folgenden aufgeführt. Vorzugsweise ist das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet, während es sich bei dem Stützmotor um einen frequenzgesteuerten oder -geregelten Elektromotor handelt. Der Stützmotor arbeitet unter Zwischenschaltung eines Stützgetriebes, z. B. Rädergetriebes auf das Hohlrad des Planetengetriebes. Dem Antriebsmotor des Hauptantriebes (oder des Hilfsantriebes) mit der erfindungsgemäßen Getriebestufe kann eine Bremse zugeordnet sein, um die betreffende Endloskette spannen zu können. Dazu muss beispielsweise der Antriebsmotor des Hauptantriebes mittels der Bremse festgehalten werden, während der Stützmotor über das Hohlrad des Planetengetriebes langsam aber mit großem Drehmoment das zugeordnete Kettenrad drehen kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Gewinnungsanlage in schematischer Darstellung,
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 1 im Bereich des Überlagerungsgetriebes mit Stützmotor,
3 den Gegenstand nach 2 in Frontansicht und
4 die Funktion Stützmotor im Diagramm.
In den Figuren ist eine Gewinnungsanlage für die mechanisierte Hereingewinnung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere Kohle in Untertagebetrieben dargestellt. Es handelt sich um eine mit einem Doppelkettenförderer 1 kombinierte Hobelanlage 2. Sowohl bei der Hobelanlage 2 als auch bei dem Doppelkettenförderer 1 weist lediglich das Getriebe 3 des Hauptantriebes 4 eine als Überlagerungsgetriebe 5 ausgebildete Getriebestufe auf, wobei dieses Überlagerungsgetriebe 5 durch eine abweichende Übersetzung zu dem anderen Getriebe 6 des Hilfsantriebs 7 eine Drehzahldifferenz mit einer daraus resultierenden Lastverschiebung erzeugt. Auf das Überlagerungsgetriebe 5 arbeitet ein Stützmotor 8 zum Ausgleich der künstlich erzeugten Lastverschiebung. Der Ausgleich der Lastverschiebung erfolgt durch eine Drehzahländerung des Stützmotors 8 bei ständig gleicher Drehrichtung und einer Drehzahl ständig > Null. Das Überlagerungsgetriebe 5 ist als Planetengetriebe ausgebildet. Wenn dieses Planetengetriebe 5 zum Vorbauen an ein Standardgetriebe 3 eingerichtet ist, dann ist die Übersetzung ungleich 1:1. Wenn das Planetengetriebe 5 dagegen Bestandteil eines Getriebes ist, dann wird die Übersetzung abweichend von der entsprechenden Standard-Übersetzung gewählt, um eine Übersetzungsdifferenz zu erzeugen. – Der Stützmotor 8 ist als frequenzgeregelter Elektromotor ausgebildet und arbeitet unter Zwischenschaltung eines Stützgetriebes oder Stützrades 9 auf das Hohlrad 10 des Planetengetriebes 5.
Das Diagramm über die Funktion des Stützmotors 8 macht deutlich, dass im Falle des Lastausgleiches die Nenndrehzahl n₃ konstant ist. Bei überlagerter Lastverschiebung kann die Kurve der Nenndrehzahl n₃ unterhalb und oberhalb der Nenndrehzahl verlaufen.
Bei einem Getriebe mit Überlagerungsstufe ist i₂ × n₂ ≠ i₁ × n₁.
Im Falle eines Lastausgleiches gilt i₃ × n₃ × i₂ × n₂ = i₁ × n₁ weil n₃ variabel ist.
Dem Antriebsmotor 11 des Hauptantriebes 4 ist eine nicht dargestellte Bremse zugeordnet.

Claims

Gewinnungsanlage für die mechanisierte Hereingewinnung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere Kohle in Untertagebetrieben, mit zumindest einer umlaufenden Endloskette, und mit an den Umkehrenden angeordneten Kettenrädern für die Endloskette, wobei dem einen Kettenrad ein Hauptantrieb (4) und dem anderen Kettenrad ein Hilfsantrieb (7) mit jeweils zumindest einem Getriebe (3, 6), einer Kupplung und einem Antriebsmotor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eines der beiden Getriebe (3) (des Hauptantriebes oder des Hilfsantriebes) eine als Überlagerungsgetriebe (5) ausgebildete Getriebestufe aufweist, dass dieses Überlagerungsgetriebe (5) durch eine abweichende Übersetzung zu dem anderen Getriebe (6) eine Drehzahldifferenz mit einer daraus resultierenden Lastverschiebung erzeugt und dass auf das Überlagerungsgetriebe (5) ein Stützmotor (8) zum Ausgleich der künstlich erzeugten Lastverschiebung arbeitet.
Gewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleich der Lastverschiebung durch eine Drehzahländerung des Stützmotors (8) bei ständig gleicher Drehrichtung und einer Drehzahl ständig größer Null erfolgt.
Gewinnungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe (5) ausgebildet ist.
Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützmotor (8) als frequenzgesteuerter oder -geregelter Elektromotor ausgebildet ist.
Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützmotor (8) unter Zwischenschaltung eines Stützgetriebes, z. B. Rädergetriebes oder Stützrades (9) auf das Hohlrad (10) des Planetengetriebes (5) arbeitet.
Gewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Antriebsmotor (11) des Hauptantriebs oder Hilfsantriebs (4) mit der Getriebestufe eine Bremse zugeordnet ist.