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Zwis chenantrieb für endlose Kettenförderer Die Erfindung betrifft
einen Zwischenantrieb für endlose Kettenförderer mit getrennt in das Ober- und das
Untertrum eingreifenden Kettenrädern, die über Getriebe mit einem gemeinsamen Motor
in Verbindung stehen.
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Es sind Antriebe für Kratzförderer vorgeschlagen worden, bei denen
die beiden Kettenstränge des Fördermittels am Abwurfende der Förderrinne um eine
glatte, zylindrische Abwurftrommel mit waagerechter Achse herumgeführt und im Leertrum
kurz hinter der Abwurftrommel angetrieben werden. Durch diese Anordnung wird verhindert,
daß sich Fördergutstücke zwischen die Kettenradverzahnung und die auflaufenden Ketten
zwängen und den ordnungsgemäßen Eingriff stören bzw. übermäßige Spannungen im Förderer
erzeugen. Um die sichere Mitnahme der Kettenglieder an den Antriebsketten zu verbessern,
sind die Ketten noch um je ein zweites Kettenrad herumgeführt, welches mit der Welle
der Antriebskettenräder getneblich verbunden ist, ebenfalls antreibend auf die Kette
wirkt und sie dadurch in ihrem vom Antriebskettenrad ablaufenden Abschnitt dauernd
unter Spannung hält. Zu diesem Zweck ist das Getriebe zwischen dem Antriebskettenrad
und dem auf dieses folgende Kettenrad für eine die Kettengesdiwindigkeit um ein
geringes übertreffende Umfangsgeschwindigkeit des folgen den Kettenrades eingerichtet
und mit einer Rutschkupplung versehen. Dieser bekannte Antrieb erfüllt jedoch lediglich
den Zweck, den Kettendurchhang, der sich bei einem Kopfantrieb, in Förderrichtung
gesehen, unmittelbar hinter dem Antriebsrad einstellt, aufzuheben, um hierdurch
zu verhindern, daß die Kette über die Zähne der Triebräder hinwegrutscht.
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Beim Betrieb von endlosen Kettenförderern, insbesondere wenn es sich
um größere Förderlängen handelt, bei denen nur durch Einbau von Zwischenantrieben
die in den Ketten auftretenden Spannungen in heherrschbaren Grenzen gehalten werden
können, ergeben sich aber durch die zumeist ungleichmäßige Längung der Kettenglieder
Schwierigkeiten hinsichtlich des Eingriffs der Kettenräder in beide Kettenstränge.
Diese ungleichmäßigen Längungen entstehen dadurch, daß z. B. bei einem Bruch der
Kette neue Glieder eingebaut werden oder daß ein bereits seit längerer Zeit in Betrieb
b,efindlicher Förderer unter Verwendung eines neuen oder weniger gelängten Kettenstüclss
verlängert wird. In diesen Fällen gelangt ein Ketten rad nacheinander mit Kettengliedern
verschieden großer Teilung in Eingriff, wobei auf Grund der hierdurch verursachten
Beschleunigung bzw. Verzogerung nachteilige Belastungen in der Kette und im Antrieb
entstehen. Zwischenantriebe, bei denen das gleiche Kettenrad sowohl mit dem Ober-
wie auch mit dem Untertrum der Kette im Eingriff steht,
haben daher nicht zu befriedigenden
Ergebnissen geführt.
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Deshalb sind Zwischenantriebe vorgeschlagen worden, bei denen in
das Ober- und das Untertrum jeweils eine Mitnehmerkette eingreift, die von einem
gemeinsamen Motor aus über ein Ausgleichsgetriebe angetrieben werden. Dieses Ausgleichsgetriebe
sorgt dafür, daß stets beide Mitnehmerketten mit den Kettensträngen im Eingriff
bleiben, auch wenn infolge unterschiedlicher Teilung im Ober- und im Untertrum eine
der Mitnehmerketten an sich hinter dem zugehörigen Kettenstrang zurückbleiben müßte.
Bei diesem bekannten Zwischenantrieb wird somit durch das zwischen beiden Mitnehmerketten
eingebaute Ausgleichsgetriebe auf beide Kettenstränge ständig eine gleiche Antriebsleistung
übertragen und entsprechend eine gleiche Spannung in beiden Kettensträngen aufrechterhalten,
während die Antriebsgeschwindigkeit des Förderers in beiden Trumen die gleiche ist.
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Wenn es sich jedoch um Förderer handelt, die stark ansteigend oder
abfallend eingebaut sind, ergibt sich durch das Eigengewicht der Kettenstränge eine
zusätzliche Spannung in den Ketten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenantrieb zu
schaffen, bei dem einerseits die Ungleichmäßigkeiten in der Kettenteilung keinen
Einfluß auf den Eingriff der Kettenräder haben und bei dem darüber hinaus die Spannung
in den Ketten von geneigt eingebauten Förderern vermindert wird.
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Der hierbei zugrunde liegende Gedanke ist, daß beispielsweise bei
einem aufwärts arbeitenden Förderer, das abwärts laufende Kettentrum, welches sich
unter seinem Eigengewicht weitgehend spannt und damit die Gesamtspannung in der
Kette erhöht, in der Weise abgebremst werden kann, daß sich gewissermaßen ein künstlicher
Durchhang bildet, der die Kette entlastet.
wenn jedoch der Förderer
abwärts fördern soll, kann ein entsprechender, die Kette entlastender Durchhang
im nunmehr aufwärts laufenden Untertrum nicht durch Abbremsen erzielt werden, sondern
dem Untertrum muß eine zusätzliche Antriebsleistung zugeführt werden. Der Einbau
einer einfachen Bremse scheidet daher aus, weil der Förderer unter allen Betriebsverhältnissen
mit gutem Erfolg arbeiten soll.
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Zur Lösung der vorliegenden Aufgabe wird daher ein Zwischenantrieb
für endlose Kettenförderer mit getrennt in das Ober- und Untertrum eingreifenden
Alitnehmern, z. B. Kettenrädern, die über Getriebe mit einem gemeinsamen Motor in
Verbindung stehen, vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß eine der beiben Kettenräder
tragenden Wellen mit dem Motor verbunden ist und über eine Rutschkupplung und ein
Über- oder ein Untersetzungsgetriebe die auf das andere Trum wirkende Welle antreibt.
Hierbei wird das Über- bzw. das Untersetzungsverhältnis des Getriebes derart gewählt.
daß bei ansteigender Förderung die auf das Untertrum wirksame Welle das Untertrum
mit geringerer Geschwindigkeit anzutreiben sucht, als es der Geschwindigkeit im
Obertrum entspricht, während bei söhliger und abfallender Förderung die zugehörige
Kettenradwdle das Untertrum schneller anzutreiben sucht, als sich das Obertrum bewegt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Zwischenantrieb werden also beide Kettentrume
zunächst mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben, die sich aber über
die Rutschkupplung aneinander angleichen, sobald im Untertrum die gewünschte Entspannung
in der Kette eingetreten ist. Die unterschiedlichen Geschwindigleiten wirken sich
jedoch sofort wieder aus, wenn während des Laufs der Fördereinrichtung die Spannung
im Untertrum ansteigt. Im Gegensatz zu bekannten Fördererantrieben. die mittels
zweier dicht hintereinander in das gleiche Trum eingreifender Kettenradwellen, die
mit etwas voneinander verschieden er Umfangsgeschwindigkeit laufen und dadurch die
Spannung in dem Rettenstück zwischen beiden Wellen zum Zweck sichereren Zahneingriffs
erhöhen, wird bei der Erfindung die Kette im Leertrum (und damit auch im Fördertrum)
dadurch entlastet, daß die auf das Leertrum wirkende Antriebswelle bei aufwärts
gehender Förderung zurückzubleiben und bei söhl iger und abwärts gehende Förderung
vorzueilen sucht. Durch diese Maßnahme wird die Verwendung leichterer Ketten bzw.
größerer Abstände zwischen den Zwischenantrieben bei gleich starker Kette ermöglicht.
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Um einen Zwischenantrieb nach der Erfindung für in ihrer Laufrichtung
umkehrbare Förderer benutzen zu können, wird weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen
den die Kettenräder tragenden Wellen parallel zueinander je ein Untersetzungs- und
ein Übersetzungsgetriebe eingebaut ist, die beide mit Freiläufen ausgestattet sind
und in Abhängigkeit von der Antriebsrichtung jeweils das eine der beiden Getriebe
einschalten.
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Hierbei ist die Zuordnung von Freiläufen und Getrieben derart, daß
das das Kettenuntertrum abbremsende Getriebe eingeschaltet ist und die vom Untertrum
abgegebene Leistung an das Obertrum weiterleitet. wenn das Obertrum ansteigend fördert,
bzw. daß die auf das Untertrum wirkende Welle zusätzlich vom Obertrum her angetrieben
wird, wenn das Obertrum söhlig oder abfallend fördert.
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Da die über ein Kettenradpaar auf die Förderkette übertragbare Leistung
dadurch begrenzt ist, daß bei zu großem Moment die Kettenbolzen über die Zahn-
köpfe
der Antriebsräder übersetzen, kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit
der das Obertrum antreibenden Welle eine zweite, ebenfalls auf das Obertrum wirkende
Welle über ein an sich bekanntes Differentialgetriebe verbunden sein. Hierdurch
wird die Anzahl der gleichzeitig in die Kette eingreifenden Zähne erhöht, wobei
durch das Ausgleichsgetriebe dafür gesorgt ist, daß die Leistung gleichmäßig auf
beide Wellen verteilt wird.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung
ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigt
Fig. 1 einen Zwischenantrieb nach der Erfindung in der Ansicht und Fig. 2 in der
Draufsicht.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Zwischenantrieb
im wesentlichen aus drei Paaren von Triebrädernl, 2 und 3, von denen die Triebräderpaare
1 und 3 in das Obertrum und das Trieb räderpaar 2 in das Untertrum eines beispielsweise
durch Laschenketten 4 mit Hilfe von Laufrollen 21 auf Schienen geführten Stahlgliederbandes
eingreifen.
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Der Antriebsmotor34 arbeitet über ein geeignetes Untersetzungsgetriebe,
auf die das Räderpaar3 tragende Welle und treibt somit das Obertrum unmittelbar
an. (Die Aufgabe des auf der gleichen Welle angeordneten Ausgleichsgetriebes wird
später erläutert.) Auf dem gegenüberliegenden Ende der auf das Obertrum wirkenden
Welle mit den Kettenrädern 3 sind zwei auf dieser Welle drehbare. jedoch miteinander
fest verbundene Kettenräder 54 und 56 angeordnet, die ferner mit der einen Hälfte
einer Rutschkupplung 61 starr in Verbindung stehen. Die andere Hälfte der Rutschkupplung
61 ist an der das Räderpaar 3 tragenden Welle befestigt. Die Schließkraft der Rutschkupplung
ist mit Hilfe der Federn 62 einstellbar.
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Der Antrieb der Kettenräder 2 im Untertrum erfolgt von den Kettenrädern
54, 56 aus über entsprechende Ketten 57, 58 auf die weiteren Kettenräder 53 und
55. Die Kettenradpaare 53 und 54 bzw.
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55 und 56 bilden zwei verschiedene Übersetzungen, und zwar werden
z. B. durch das Räderpaar53, 54 die Kettenräder2 gegenüber den Kettenrädern3 mit
mit etwas größerer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. während das Räderpaar 55.
56 eine etwasgeringere Umfangsgeschwindigkeit der Räder 2 erzeugt.
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Die auf der dem Untertrum zugeordneten Welle sitzenden Räder 53 und
55 sind zusätzlich mit je einem Freilauf 59 ausgestattet, von denen der eine das
Rad 53 mit seiner Welle kuppelt, wenn der Förderer in der einen Richtung läuft,
während das Rad 55 sich hierbei lose auf der Welle dreht. Bei entgegengesetzter
Drehung des Antriebs schließt sich entsprechend der Freilauf am Rad55, während das
Rad 53 abgekuppelt ist. Da somit in Abhängigkeit von der Drehrichtung einmal eine
Übersetzung und zum anderen eine Untersetzung eingeschaltet ist, suchen die Räder
2 das Untertrum gegenüber dem Obertrum im ersten Fall etwas schneller und im zweiten
Fall etwas langsamer anzutreiben.
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Der Ausgleich der unterschiedlichen Drehzahlen der Wellen mit den
Kettenrädern 3 und 2 erfolgt in der Rutschkupplung 61, deren Anpreßdruck ein Maß
für die Spannungsentlastung in der Fördererkette darstellt.
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Der Verschleiß des Kupplungsbelages der Kupplung 61 kann durch eine
Signal- und Ausschaltvorrichtung 63 angezeigt werden, welche bei Uberschreiten eines
gewissen Höchstverschleißes entsprechende
Kontakte schließt, durch
die der Förderer stillgesetzt und ein Signal betätigt wird.
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Falls es erforderlich ist, mit Rücksicht auf die auf das Obertrum
zu übertragende Antriebsleistung ein zweites Kettenräderpaar 1 auf die Kette 4 wirken
zu lassen, wird in die Antriebsverbindung zwischen den Wellen 3 und 1 vorzugsweise
ein Ausgleichsgetriebe 37 eingebaut, von dem aus das Antriebsmoment über die Kette
41 weiter gegeben wird.
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Zweck dieses Ausgleichsgetriebes 37 ist es, die Räderpaare 3 und
1 mit gleicher Kraft mit dem Obertrum im Eingriff zu halten. Hierdurch werden bei
Ungleichmäßigkeiten in der Kettenteilung zusätzliche Spannungen in dem Kettenstück
zwischen den Räderpaaren 1 und 3 vermieden.
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Die Wirkungsweise des ,erfindungsgemäßen Zwischenantriebs hängt davon
ab, ob der Förderer aufwärts, abwärts oder söhlig fördert.
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Es soll zunächst angenommen werden, daß der Förderer nach Fig. 1
nach rechts ansteigend verlegt ist und nach rechts aufwärts fördert, d. h., daß
das Obertrum ebenfalls nach rechts geht. Hierbei wird bei mit entsprechender Drehrichtung
laufendem Motor 34 das Obertrum durch unmittelbaren Eingriff der Räderpaare 3 und
1 in die Kette 4 nach rechts bewegt. Von den Freiläufen 59 ist bei dieser Transportrichtung
derjenige eingeschaltet, der zur Untersetzung z. B.
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55, 56 gehört, während der Freilauf an dem Rad 53 ausgekuppelt ist.
Die Welle mit dem Räderpaar 2 läuft daher etwas langsamer, und das Untertrum wird
entsprechend zunächst langsamer nach links bewegt, als das Obertrum nach rechts
läuft. Das bedeutet, daß der in Fig. 1 rechts vom Zwischenantrieb befindliche Teil
des Untertrums »gestaut« oder abgebremst wird und daher nicht mehr mit seinem vollen
Gewicht die Spannung in der Kette erhöht. Die Kette ist somit entlastet.
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Selbstverständlich kann die langsamere Geschwindigkeit des Untertrums
nur kurze Zeit aufrechterhalten werden. Wenn nämlich die auf das Untertrum ausgeübte
Bremskraft den an der Rutschkupplung 61 eingestellten Wert erreicht, rutscht die
Kupplung61, und das Räderpaar2 läuft mit gleicher Drehzahl wie die Räderpaare 1
und 3. Die Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungshälften ,entspricht hierbei
dem Übersetzungsverhältnis, welches durch die Räder 55 und 56 gegeben ist. Da sich
sowohl die Räder 55 und 56 bzw. die Räder 53 und 54 in ihrem Umfang nur wenig voneinander
unterscheiden, tritt bei normal laufender Kette nur ein entsprechend geringer Schlupf
in der Kupplung 61 auf, so daß der Verschleiß der Kupplungsbeläge ebenfalls nur
gering ist. Es ergeben sich also gegenüber dem Gebrauch einer normalen Bremse zwei
Vorteile: Zum einen ist die Abnutzung der Kupplungsbeläge und damit die Erwärmung
der Kupplung sehr gering und zum anderen wird die abgebremste Leistung wieder dem
Obertrum zugeführt. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung wird dabei um so günstiger,
je dichter das Verhältnis der Teilkreise der die Unter- bzw.
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Übersetzung bildenden Räder 55, 56 bzw. 53, 54 am Wertl liegt.
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Wenn ein gelängtes Kettenstück, das von den das Obertrum antreibenden
Kettenrädern 3 mit etwas größerer Geschwindigkeit bei dem vorliegenden Betriebsfall
durchgezogen bzw. -geschoben wird, nach Durchlaufen der rechts angeordneten Umkehr
in das Untertrum gelangt und dort einen größeren Durchhang verursacht, als es der
Einstellung der Kupplung entspricht, rutscht die Kupplung schneller durch, d. h.,
die
Relativgeschwindigkeit zwischen den Kupplung hälften wird größer als beim Normalfall,
und die Räder 2 drehen sich für kurze Zeit etwas schneller als die Räder 3 im Obertrum.
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Wenn sich umgekehrt der Durchhang im Untertrum rechts von den Rädern
2 verkleinert, weil ein gelängtes Kettenstück über die Räder 2 hinweggegangen ist
und sich dementsprechend die Spannung rechts von den Rädern 2 in der Kette erhöht,
wird der Schlupf in der Kupplung 61 kleiner oder hört für einen kurzen Zeitabschnitt
ganz auf, so daß unter diesen Bedingungen die Kette durch die Räder 2 mit der durch
die Untersetzung55, 56 gegebenen geringeren Geschwindigkeit langsamer läuft als
das obere Trum. Sobald die Spannung in der Kette nachläßt, stellt sich der ursprüngliche
Schlupf wieder ein.
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Als zweiter Betriebsfall wird angenommen, daß der geneigt eingebaute
Förderer im Obertrum nach alwwärts fördert. Bezogen auf das vorliegende Beispiel
bedeutet dies, daß das Obertrum nach links abfallend und das Untertrum aufsteigend
nach rechts läuft. Da zu diesem Zweck die Drehrichtung des Antriebsmotors 34 umgekehrt
worden ist, ist der Freilauf an der Untersetzung55, 56 ausgeschaltet und dafür der
Freilauf an der Übersetzung53, 54 eingeschaltet. Die Räder 2 suchen daher das Untertrum
schneller durchzuziehen als die Räder 3 und 1 das Obertrum bewegen. Auch hierdurch
bildet sich rechts von den Rädern 2 ein Durchhang, der die Kette entlastet, weil
das Obertrum nicht mehr das ganze Gewicht des Untertrums hochzuziehen braucht. Sobald
jedoch die Kette in dem gewünschten Ausmaß entlastet ist, beginnt die Kupplung 61
wieder zu rutschen, jedoch bleibt diesmal die mit den Rädern 2 verbundene Kupplungshälfte
hinter der mit den Rädern 3 verbundenen Kupplungshälfte zurück, während die Räder
2, 3 und 1 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit laufen.
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Wenn ein gelängtes Kettenstück die Räder 2 nach rechts laufend passiert
und sich dementsprechend der Durchhang rechts von den Rädern 2 vergrößert, vergrößert
sich der Schlupf in der Kupplung 61, d. h., die Drehzahl der Räder 2 bleibt hinter
der der Räder 3 und 1 zurück, bis wieder der gewünschte Spannungszustand in der
Kette herrscht. Sodann entspricht der Schlupf in der Kupplung 61 nur noch dem durch
die Übersetzung53, 54 gegebenen Drehzahlunterschied.
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Wenn im entgegengesetzten Fall sich die Spannung in der Fördererkette
4 dadurch erhöht, daß ein gelängtes Kettenstück über die Räder 3 und 1 läuft, hört
die Kupplung 61 zu rutschen auf, und die Räder 2 laufen so lange schneller als die
Räder 3 und 1, bis wiederum der Normalzustand erreicht ist, bei der die Kupplung
61 um den durch die Übersetzung festgelegten Drehzahlunterschied schlüpft.
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Auch beim dritten Betriebsfall, der söhligen Verlegung des Förderers,
wird das Untertrum nach Art des letzten Beispiels angetrieben, d. h., die das Untertrum
bewegenden Kettenräder suchen schneller zu laufen als die Antriebsräder im Obertrum,
damit das Obertrum von einem Teil der durch Durchhang im Untertrum verursachten
Spannung entlastet wird.
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Auch hierbei stellt sich im Normalfall ein Schlupf in der Kupplung
61 ein, weil im Untertrum nicht fortgesetzt mehr Kettenlänge als im Obertrum bewegt
werden kann.
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Sobald aber eine gelängtes Kettenstück im Untertrum den Durchhang
um das eingestellte Maß erhöht bzw. die Spannung in der Kette übermäßig senkt, rutscht
die Kupplung mehr als im Normalfall, während sie dann, wenn das gelängte Kettenstück
durch
den Antrieb im Obertrum geht, kurzzeitig zu schlüpfen aufhört
und die Kette im Untertrum schneller bewegs, als dies im Obertrum der Fall ist.
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PATENTANSPROCHE: 1. Zwischenantrieb für endlose Kettenförderer mit
getrennt in das Ober- und das Untertrum eingreifenden Mitnehmern, z. B. Kettenrädern,
die über Getriebe mit einem gemeinsamen Motor in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der beiden Kettenräder (3) tragenden Wellen mit dem Motor (34) verbunden
ist und über eine Rutschkupplung (61) und ein Über- oder ein Untersetzungsgetriebe
(53 oder 54) die auf das andere Trum wirkende Welle (2) antreibt, wobei das Ueber
bzw. das Untersetzungsverhältnis des Getriebes derart gewählt ist-. daß bei ansteigender
Förderung die auf das Untertrum wirksame Welle das Untertrum mit geringerer Geschwindigkeit
anzutreiben sucht, als es der Geschwindigkeit im Ohertrum entspricht, während bei
söhliger und al>fallender Förderung die zugehörige Kettenradwelle das Untertrum
schneller anzutreiben sucht, als sich das Obertrum bewegt.