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Hydraulischer Kettenbandantrieb für taktweise arbeitende Schwertransportbänder,
wie Blechbundtransportbänder od. dgl.
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Der Transport schwerer Stückgüter, die Einzelgewichte bis zu 30 t
und mehr aufweisen, mittels Kettenbändern verursacht Schwierigkeiten durch die großen
Massen, die in Bewegung gebracht und wieder gebremst werden müssen. Die moderne
Entwicklung in Hütten- und Walzwerken führt zu immer größeren Stückgewichten der
Blechbunde, der Blechpakete od. ä., so daß heute bereits Kettenbänder gefordert
werden, auf denen etwa gleichzeitig 1000 bis 2000 t Gesamtlast bewegt werden müssen.
Der Antrieb solcher Bänder in konventioneller Bauart mit Kraftübertragung durch
Getriebe, Kupplung und Kettensterne bzw. Getriebe, Kupplung und Treibketten von
Zwischenantrieben erfordert einen großen baulichen Aufwand, wobei beim Anfahren
und Abbremsen des Bandes auch die rotierenden Massen von Motor, Getriebe und Kupplung
beschleunigt und abgebremst werden müssen. Da die Geschwindigkeit der geradlinig
bewegten Massen, nämlich der Ketten und des Fördergutes, verhältnismäßig klein ist,
ist der Anteil der rotativen Schwungmomente im Verhältnis zu den translativen Schwungmomenten
sehr groß und kann deren Größe erreichen und auch überschreiten. Das führt zu großen
Anfahr- und Bremswegen, die nur durch Erhöhung der Motorleistung reduziert werden
können. Da schwere Stückgüter naturgemäß taktweise hergestellt bzw. bearbeitet werden,
ist es zweckmäßig, die Transportbänder für diese Stückgüter auch taktweise zu bewegen.
Da dies bei den herkömmlichen Antrieben auf die oben angeführten Schwierigkeiten
stößt, ist man dazu übergegangen, diese Bänder langsam mit kontinuierlicher Geschwindigkeit
zu betreiben und die Stückgüter während des Laufens aufzusetzen oder abzunehmen.
Bei Blechbunden, Blechpaketen oder ähnlichen Gütern führt dies durch die Relativgeschwindigkeit
zwischen Gut und Band zu Beschädigungen beider Teile. Darüber hinaus ist ein häu
figes Stillsetzen der Transportbänder nicht zu vermeiden, da Störungen in den Herstellungs-
oder Bearbeitungslinien auftreten.
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Es bereitet darüber hinaus große Schwierigkeiten, die erforderliche
Zugkraft durch die Zähne der Kettenräder in die Kette einzuleiten. Kettenzähne und
Kettenrad bewegen sich relativ zueinander, während gleichzeitig eine große Zugkraft
übertragen werden soll. Das führt zu vorzeitigem Verschleiß insbesondere der Kettenräder.
Man ist deshalb gezwungen, bei der herkömmlichen Antriebsart die Zugkraft an mehreren
Stellen über Zwischenantriebe in die Kette einzuleiten. Diese Zwischenantriebe sind
außerordentlich kompliziert und erfordern Antrieb über Gleichstrommaschinen, die
untereinander durch sehr aufwendige Steuerungs- und Regelorgane auf absolut gleicher
Drehzahl gehalten werden müssen.
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Durch den ungleichmäßigen Eingriff der Kettenräder wird, da die Gleichstrommaschinen
mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit arbeiten, eine ungleichmäßige Geschwindigkeit
der Kette bzw. des Bandes hervorgerufen. Es kommt zu ständigen Beschleunigungen
und Verzögerungen, die von der Drehzahl, der Teilung und der Anzahl der Kettenradzähne
bestimmt werden. Durch die ständige Beschleunigung und Verzögerung der großen translativen
Massen werden zusätzliche an- und abschwellende Zugkräfte in der Kette erzeugt,
was sich auf die Lebensdauer der Kette und der Antriebselemente ungünstig auswirkt.
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Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Kettenbandantrieb
für taktweise arbeitende Schwertransportbänder, wie Blechbundtransportbänder od.
dgl., mit einem Antriebswagen, der von einem Hydraulikzylinder in der Kettenebene
zwangsgeführt wird und einen oder mehrere Schubhaken trägt.
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Dieser Antrieb weist keine rotativen Schwungmomente auf, die beim
Beschleunigen bzw. Verzögern überwunden werden müssen. Zusätzlich zu den translativ
bewegten Massen der Kette und des Fördergutes treten nur noch translative Massenkräfte
des Antriebswagens, der Kolbenstange, des Fahrzylinders und der Ölsäule in den Leitungen
und im Zylinder auf. Sie betragen etwa 1 0/o der übrigen Massen. Die vom Antriebswagen
mittels der Schubhaken übertragenden Kräfte können durch Überdruckventile genau
begrenzt werden. Im Falle einer »Not-Halt«-Schaltung ergeben sich bedeutend geringere
Bremswege für das Kettentransportband. Die Anfahr- und
Bremswege
können bei Verwendung von Regelpumpen beliebig eingestellt werden. Der Kraftangriff
des Schubhakens an der Kette findet nicht unter einer Relativbewegung statt, so
daß die Kraftangriffsfläche vergrößert werden kann und der Verschleiß auf ein Minimum
gedrückt wird. Die eigentliche Energiequelle - das Motor-Pumpen-Aggregat -- b;raucht
nicht unmittelbar neben der Kettentransportanlage angeordnet zu sein. Es kann beispielsweise
getrennt in einem Ölkeller od. dgl. untergebracht und über Leitungen mit dem Zylinder
des Antriebswagens verbunden werden. Der Antrieb der Pumpen, die vorzugsweise als
Regelpumpen ausgebildet sind, erfolgt über normale-- Xurzschlußläufermotoren....
Eine Synchronisierung bei Einsatz mehrerer Pumpen ist nicht erforderlich.
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Da der Fahrzylinder des Antriebswagens in Kettenebene liegt, wirken
auf ihn keine Hebelmomente ein.
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Ständige Beschleunigungen und Verzögerungen wie beim Antrieb über
Kettenräder treten nicht auf.
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Es-sind zwar schon kontinuierlich arbeitende hydraulische Kettenbandantriebe
für leichtere Bänder bekannt, die mit gleichförmiger und relativ hoher Geschwindigkeit
laufen, bei denen die Antriebswagen in den Endlagen mittels mechanischer Schaltungen
unmittelbar das In- und Außereingriffbnngen der Schubhaken bewirken.
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Für taktweise arbeitende Schwertransportbänder ist diese Antriebs
art wegen der dabei auftretenden ungewöhnlichen Kräfte und Massen nicht geeignet.
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Es sind vielmehr zur Beherrschung dieser Kräfte für die Hübe des Fahrzylinders
bestimmbare Beschleunigungs- und Verzögerungswege und eine unabhängige Betätigung
des Schubhakens erforderlich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, -die Betriebssicherheit
für Schwertransportbänder -zu erhöhen und einen hydraulischen Kettenbandantrieb
für den Einsatz in vollautomatisch laufenden Fertigungsstraßen geeignet zu machen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hydraulikorgane,
wie Regelpumpen usw., für den Betätigungszylinder der Schubhaken und für den Hydraulikzylinder
des Antriebswagens so durch an sich bekannte Steuereinrichtungen, wie Wegemeßeinrichtungen,
Kopierwerke od. dgl., gesteuert werden, daß die einander entsprechenden Fahr- und
Rückhübe des Fahrzylinders bestimmbare B eschleunigungs- und Verzögerungswege aufweisen,
durch die Kettenteilung ganzzahlig teilbar sind und die Betätigung des- Schubhakens
unabhängig vom Längsfahrweg des Hydraulikzylinders erfolgt.
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Durch diese Steuerung wird erreicht, daß der jeweilige Ausgangspunkt
des Antriebswagens immer die gleiche Lage zur Kettenteilung aufweist und die Schubhaken
des Antriebswagens wieder ohne Zwängung eingreifen können. Die Genauigkeit des Vor-und
Rückhubes des Antriebswagens ist gegeben durch; das Spiel, das der Schubhaken in
einem Kettenglied besitzt. Ferner ist der Fahrweg des Antriebswagens in den Grenzen
des Zylinderhubes einstellbar.
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Falls aus besonderen betrieblichen Gegebenheiten eine kontinuierliche
Geschwindigkeit gewünscht wird, so kann diese nach einem weiteren Vorschlag der
Erfindung durch den Einsatz eines zweiten Antriebswagens erzielt werden. Hierbei
befindet sich zumindest ein Antriebswagen im Eingriff mit der Kette, während der
andere init erhöhter Geschwindigkeit leer zurückfährt und bereits- wieder im Eingriff-
ist,
bevor der erste außer Eingriff kommt. Dies wird bewirkt durch Steuereinrichtungen,
die den zurückgelegten Weg und die Zeit messen und auf die Hydraulikschalteinrichtungen
der Fahrzylinder einwirken.
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Zweckmäßig wird der oder die. Schubhaken des Antriebswagens ebenfalls
von einem Hydraulikzylinder betätigt, da die Hydraulik als Antriebselement bereits
vorhanden ist und der Fahrzylinder erst betätigt werden kann, wenn der Schubhaken
im oder außer Eingriff ist. Die Steuerung der hydraulischen Schalteinrichtungen
für den Schubhakenzylinder kann dann von der bereits vorhandenen teuereinrichtung--erfdgen.
erfolgen; Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können mehrere Hydraulikantriebe
über eine Förderlänge verteilt als Zwischenantriebe angeordnet werden. Die Fördermengen
der Regelpumpen müssen dann aufeinander abgestimmt werden. Da eine exakte Abstimmung
der Fördermengen von einer Vielzahl nicht beeinflußbarer Größen, wie jeweilige Ölviskosität,
Öltemperatur, Leckölmengen u. dgl., nicht erreicht werden kann (die Fehlergrenze
liegt im Bereich von etwa 1 0/o), wird vorgeschlagen, den in Förderrichtung zuerst
angeordneten Antrieb so mit der Fördermenge der Pumpe einzustellen, daß er etwa
2 ovo schneller fahren würde als der ihm folgende Antrieb. Der zweite Antrieb wiederum
verhält sich zu dem dritten Antrieb wie der erste zum zweiten.
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Die Abstimmung der Fahrgeschwindigkeiten der Antriebswagen 1, 2 und
3 erfolgt dann durch die Kette derart, daß die jeweils überschüssige Fördermenge
des Antriebes 1 zu 2 und 2 zu 3 durch ein Überströmventil abgezweigt wird. Hierdurch
wird eine 1000/oige Abstimmung aller eingesetzten Antriebe erreicht, ohne daß aufwendige
Gleichstrommaschinen, Steuer- und Regeleinrichtungen erforderlich sind.
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Alle übrigen bereits geschilderten Vorteile bleiben dabei erhalten.
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Da der erfindungsgemäße Hydraulikantrieb taktweise arbeitet und sein
Bewegungsschema in einer Rechteckform. mit den Stellen A, B, C, D dargestellt werden
kann, ergeben sich besonders günstige Möglichkeiten für den automatischen Betrieb
eines solchen Kettenbandes, das an seinem hinteren Ende mit einer Beladeeinrichtung
und an seinem vorderen Ende meist mit einer Abnahmevorrichtung versehen ist.
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Die jeweils definierten Punkte A, B, C, D des Bewegungsschemas können
als Auslösepunkte für den nächsten Arbeitsvorgang benutzt werden, so daß nicht nur
der Hydraulikantrieb in sich vollautomatisch arbeitet, - sondern auch die Übergabe-
oder Abnahmevorrichtungen mit in den Automatikablauf einbezogen- werden können.
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In den Zeichnungen ist ein Beispiel des erfindungsgemäßen Hydraulikantriebes
schematisch dargestellt.
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Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht eines Kettenförderbandes mit
dem Hydraulikantrieb, F i g. 2 das Bewegungsschema des Antriebswagens unter Berücksichtigung
der Bewegung des Schubhakens, F i g. 3 die Seitenansicht eines Kettenförderbandes
mit drei Hydraulikantrieben als Zwischenantriebe, Fig. 4 einen Querschnitt durch
ein Kettenförderband mit einem Hydraulikantrieb und Fig. 5 die - Draufsicht auf
ein Kettenförderband nach F i g. 1 mit denr Hydraulikantrieb.
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In der F i g. 1 ist mit 1 die Kette, mit 2 und 2' die Umkehrkettenräder,
mit 3 der Antriebswagen, mit 4 der Schubhaken und mit 5 der Hydraulikzylinder des
Hydraulikantriebes bezeichnet. Der Schubhaken wird über einen Waagebalken 6 durch
einen Hydraulikzylinder 7 in die Kette ein- oder ausgerastet. Im Bereich des Antriebswagens
ist die Kette teilweise nicht dargestellt, damit erkennbar ist, daß der Fahrzylinder
5 des Antriebswagens 3 in Kettenebene verlagert ist. In der Darstellung der F i
g. 1 ist der Schubhaken im Eingriff mit der Kette, und der Fahrzylinder verfährt
den Antriebswagen 3.
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Das rechteckige Bewegungsschema, das in der F i g. 2 dargestellt
ist, ist mit den Eckpunkten A, B, C, D bezeichnet, wobei A-B das Einfahren des Schubhakens
in die Kette, B-C das Vorfahren des Antriebswagens unter Mitnahme der Kette, C-D
das Ausfahren des Schubhakens und D-A das leere Zurückfahren des Antriebswagens
3 darstellt. Zweckmäßig betätigen der Fahrzylinder 5 und der Schubstangenzylinder
7 oder der Wagen 3 bzw. der Schubhaken 4 in ihren jeweiligen Endlagen Kontakte,
die den nachfolgenden Bewegungsvorgang in Art einer Folgeschaltung auslösen. Gleichzeitig
können diese Schaltpunkte auch für die Steuerung anderer Vorrichtungen, wie z.B.
Übergabe- oder Abnahmevorrichtungen, Waagen, Bindeeinrichtungen od. dgl., benutzt
werden.
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Bei dem Einsatz zweier Hydraulikantriebe mit kontinuierlicher Kettenbandgeschwindigkeit
werden die Arbeitsvorgänge C-D, D-A, A-B des einen Antriebs in einer-Zeit ablaufen,
die kürzer ist als der Zeitaufwand des anderen Antriebs für das Durchfahren der
Strecke B-C, so daß zumindest immer ein Antrieb im Eingriff ist.
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Aus der Darstellung der Fig. 1 und 2 ist zu erkennen, daß das Kettenband
auch reversierbar ist, was bei Montage- und Reparaturarbeiten von Bedeutung sein
kann.
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Bei wichtigen Großanlagen, wie z. B. in einem Blechwalzwerk, kann
bei dem zugehörigen Blechbundtransportband ein zweiter Hydraulikantrieb als Reserve
eingebaut werden, damit im Falle einer Störung oder bei Reparaturarbeiten der zweite
Antrieb die Anlage in Betrieb halten kann. Die Energiequelle, nämlich das Motor-Pumpen-Aggregat,
wird zweckmäßig in mehrere gesondert angetriebene Pumpen aufgegliedert, so daß bei
Ausfall einer Pumpe diese abgeschaltet und die Anlage mit der entsprechend geringeren
Geschwindigkeit weiterbetrieben werden kann. Hierbei ergibt sich, daß bei Einbau
eines Reserveantriebes nur der Antriebswagen mit seinem Fahrzylinder aufgewendet,
nicht jedoch die eigentliche Antriebsquelle als Reserve aufgestellt werden muß.
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In der F i g. 3 ist ein Kettenförderband mit drei Hydraulikantrieben,
die in das Obertrum der Kette eingreifen, schematisch dargestellt. Die Antriebe
a, b und c sind durch die Kette miteinander synchronisiert. Die Pumpenfördermenge
und damit die Geschwindigkeit des Antriebes ist um ein geringes - beispielsweise
1,5 bis 2 0/o - höher eingestellt als die des Antriebes b. Hierdurch versucht der
Antrieb a schneller zu laufen als der Antrieb b und c; da er durch die Antriebe
b und - c daran gehindert wird, z. B. durch mengenmäßige Kontrolle der ver-
drängten
Ölmenge an der Kolbenstangenseite, zweigt er die gegebenenfalls überschüssige Fördermenge
über ein Überströmventil ab. In gleicher Form sind die Antriebe b und c aufeinander
abgestimmt. Bei taktweisem Betrieb der Anlage fahren alle Antriebe gleichzeitig
ihre Schubhaken ein, fahren gemeinsam vorwärts und nehmen die Kette hierbei mit,
ziehen nach Beendigung des Fahrweges gleichzeitig die Schubhaken aus der Kette und
fahren wieder gemeinsam in die Ausgangsstellung zurück.
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Der Querschnitt durch ein Kettenförderband nach F i g. 4 zeigt den
Antriebswagen 3, der mittels Rollein 8 mit vertikaler und Rollen 9 mit horizontaler
Achse zwangläufig in einer Ebene geführt wird, die parallel zu der Kettenebene liegt.
Der Fahrzylinder 5 liegt in der gleichen Ebene wie die Ketten, so daß keine Hebelmomente
auf ihn einwirken. Die Schubhaken 4, 4' werden über einen Waagebalken 6 mit Hilfe
eines Hydraulikzylinders7 in die Kette ein-oder ausgefahren. In der gezeichneten
Darstellung der F i g. 4 greifen die Schubhaken in das Untertrum der Ketten ein.
Selbstverständlich kann der Antriebswagen auch so angeordnet sein, daß er in das
Obertrum der Ketten eingreift.
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In der Fig. 5, die eine Draufsicht der Fig. 4 darstellt, ist die
Führung des Wagens mittels Rollen deutlich zu erkennen. Die Schubhaken 4, 4' sind
zur besseren Deutlichmachung voll ausgezogen.