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Bandförderer Die Erfindung bezieht sich auf einen Bandförderer mit
einem endlosen Förderband, dessen lasttragendes Trum von mehreren durch gesonderte
spannungsabhängig gesteuerte Motorantriebe angetriebene und im wesentlichen sich
über die ganze Länge des lasttragenden Förderbandtrums erstreckende endlose Treibriemenabschnitte
bewegt wird.
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Es ist bereits ein Bandförderer dieser Art bekannt, bei welchem zwischen
den einzelnen Treibriemenabschnitten Fühler vorgesehen sind, die den Durchhang des
Förderbandes zwischen zwei Treibriemenabschnitten messen und bei Zunahme des Durchhanges
den in Laufrichtung nachfolgenden Motorantrieb und bei Abnahme des Durchhanges den
in Laufrichtung vorhergehenden Motorantrieb hemmen.
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Diese bekannte Meßmethode läßt außer acht, daß der Durchhang eines
nachgiebigen Förderbandes nicht nur vom Gewicht der Last, sondern auch von der Verteilung
der Last abhängt. Der Durchhang des Förderbandes ist damit kein genaues Maß für
die Spannung des Förderbandes.
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Um diesen Nachteil der bekannten Bandförderer dieser Art zu vermeiden,
wird, ausgehend von einem Bandförderer der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß jeder Treibriemenab schnitt um mindestens eine auf Spannungsänderungen
in dem zugeordneten Treibriemenabschnitt ansprechende Steuerumlenkrolle geführt
ist, durch welche mindestens einer der Motorantriebe gesteuert wird. Jede Steuerumlenkrolle
ist dabei am in Laufrichtung vorderen Ende des zugeordneten Treibriemenabschnittes
angeordnet. Durch die Steuerumlenkrolle kann entweder der Motorantrieb des diese
Steuerumlenkrolle enthaltenden Treibriemenabschnittes gesteuert werden, oder es
kann der Motorantrieb des in Laufrichtung vorgeordneten Treibriemenabschnittes gesteuert
werden. Schließlich kann noch die Steuerumlenkrolle durch eine dem Motorantrieb
zugeordnete Bremse derart gesteuert werden, daß die stärker belasteten Treibriemenabschnitte
stärker abgebremst werden als die weniger belasteten Treibriemenabschnitte.
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Nach der Erfindung wird also unmittelbar die Spannung im Treibriemen
durch die Auslenkung der Steuerumlenkrolle gemessen, und in Abhängigkeit davon wird
die Leistung z. B. des jeweils benachbarten Motorantriebs entsprechend gesteuert.
Diese erfindungsgemäße Steuerung ist nicht nur sehr genau, sondern im Aufbau auch
sehr einfach und störunempfindlich.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt
F i g. 1 die Seitenansicht eines Bandförderers, F i g. 2 eine Seitenansicht
eines Teiles des Förderers in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine Draufsicht auf den
in Fig. 2 veranschaulichten Fördererteil, F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht
eines Teiles des Fördermechanismus, Fig.5 einen Schnitt nach der Linie A/A der Fig.
2, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie BIB der Fig. 2, Fig.7 eine Seitenansicht
eines Teiles einer abgewandelten Formgebung des Förderers und F i g. 8 eine Draufsicht
auf Fig. 7, wobei das Förderband weggelassen ist und aus Gründen der Übersichtlichkeit
der Treibriemen in gestrichelten Linien gezeigt ist.
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Der Bandförderer umfaßt einen endlosen Treibriemen 10, der über mehrere
im Abstand voneinander angeordnete Antriebsrollen 11 läuft. Jedem Treibriemenabschnitt
ist also eine gesonderte Antriebsrolle 11 zugeordnet. Jede Antriebsrolle lt wird
durch einen Kurzschlußmotor 12 über eine hydraulische Kupplung 13, einer Bremse
14 und ein Getriebel4a angetrieben. Jeder Antriebsrolle 11 sind Spannrollen 15 zugeordnet,
die den Treibriemen straff halten. Eine dieser Spannrollen am in Laufrichtung vorderen
Ende des Treibriemenabschnittes
ist jeweils eine Steuerumlenkrolle,
die einen Teil einer lastempfindlichen Vorrichtung 16 bildet. Den Treibriemen 10
umschließt ein über Endrollen 18 und 19 geführtes endloses Förderband 17, dessen
oberes und unteres Trum mit dem oberen und unteren Trum des Treibriemens derart
reibungsschlüssig zusammenwirkt, daß beim Umlauf des Treibriemens durch Reibung
auch das Förderband 17 in Richtung des Pfeiles 17 a bewegt wird.
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Jede lastempfindliche Vorrichtung besitzt eine auf einer Welle 20
angeordnete Rolle 15. An den überstehenden Enden der Welle 20 sind Arme 21 angebracht,
die um eine quer zum Förderband sich erstreckende und in feststehenden Lagern 23
gelagerte Schwenkachse 22 begrenzt schwenkbar sind. Auf jeder Seite des Lagers 23
sind zwei Dämpfungszylinder 24 vorgesehen, durch welche die Abwärtsbewegung der
Enden der Arme 21 abgefedert wird.
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An den Enden der Arme 21 greifen außerdem Federn 25 an, durch welche
die Arme für gewöhnlich hortzontal gehalten werden.
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Unterhalb und benachbart den Enden eines jeden Armes 21 sind Schalter
26, 26 a angeordnet, die mit den Armen während ihrer Schwenkbewegung in Eingriff
kommen. Jeder Schalter 26, 26 a ist mit einem Steuermotor 27 verbunden, der mit
demjenigen Motor 12 zusammenwirkt, der in Laufrichtung demjenigen Motor nachgeordnet
ist, dem die lastempfindliche Vorrichtung 16 benachbart ist. Dieser Steuermotor
27 besitzt eine Steuerwelle 28, die mit dem Bremsmechanismus 14 und der hydraulischen
Kupplung 13 des nachgeordneten Motors 12 verbunden ist. Die Schalter 26 sind so
eingerichtet, daß sie bei Betätigung die Kupplung langsam zurückziehen, und die
Schalter 26a sind so eingerichtet, daß die Kupplung bei Betätigung der Schalter
einrückt. Jede Kupplung wird durch einen Schieber 29 betätigt, der mit dem freien
Ende eines Armes 30 eines Kniehebels 31 verbunden ist, der auf einem am Förderer
festen Teil 32 gelagert ist. Der andere Arm 33 ist durch einen Hebel 34 mit der
Kupplung verbunden.
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Ein vertikales Gestänge 35, das mit der Reglerwelle 28 verbunden ist,
hat an seinem oberen Ende einen Längsschlitz 36, in welchem ein Bolzen37 gleitbar
geführt ist, der von dem Arm 30 des dem Schieber 29 zugeordneten Kniehebels 31 ab
steht.
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Die Wirkung jeder lastempfindlichen Vorrichtung 16 auf denjenigen
Motor 12, der in Laufrichtung demjenigen Motor 12, der dieser Vorrichtung benachbart
ist, nachgeordnet ist, ist so, daß beim merklichen Ansteigen der Spannung in demjenigen
Abschnitt des Treibriemens 10, der mit dieser Vorrichtung verbunden ist, über einen
bestimmten Wert -was bedeutet, daß dieser nachgeordnete Motor 12 mehr Kraft an den
Treibriemen 10 abgibt, als von dem ihm zugeordneten Förderbandabschnitt gefordert
wird - die Rolle 15 der Vorrichtung geschwenkt wird und daß durch die Arme 21 die
Schalter 26 zum Zurückziehen der Kupplung 13 des nachgeordneten Motors 12 betätigt
werden, bis die Rückspannung im Treibriemen auf den vorbestimmten Wert reduziert
ist. Wenn dagegen die Rückspannung unter den erforderlichen Wert fällt, wird die
Rolle 15 in der entgegengesetzten Richtung geschwenkt, und durch die Arme 21 werden
der Schalter 26 a betätigt, so daß die Kupplung eingerückt wird, bis die Spannung
wieder den Sollwert erreicht hat. Die Schwenlzbewegung der Rolle 15 der Steuervorrichtung
besitzt ein gewis-
ses Spiel, so daß Änderungen in der Treibriemenlänge bei plötzlichen
Spannungsänderungen aufgenommen werden können und dabei dem Steuersystem mehr Zeit
zur Betätigung gegeben ist.
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Der Kurzschlußmotor hat in Abhängigkeit von der Last einen Schlupf.
Dieser soll zwischen Leerlauf und Vollast 21/20/o betragen, während die hydraulische
Kupplung einen Schlupf von 3 0/o zwischen Leerlauf und Vollast aufweisen soll.
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Was das Steuergetriebe anbelangt, so soll der Gesamtschlupf in allen
Trieben der gleiche sein, was bei jeder Antriebsrolle gleiche Riemengeschwindigkeiten
gewährleistet. Zufolge des variablen Eingriffs der hydraulischen Kupplungen ist
die bei jedem Motor erzeugte Kraft in Übereinstimmung mit den Erfordernissen ihres
Abschnitts. So mögen z. B. die voll belasteten Abschnitte mit voll eingerückten
Kupplungen einen kombinierten Schlupf von 21/2 t 3 0/o haben, die leichter belasteten
Abschnitte würden dann mit dem Gesamtschlupf von 5'/2 0/o trotz der Tatsache arbeiten,
daß sie unter Nichtbelastungsbedingungen stehen, veranlaßt durch die Tatsache, daß
die Kupplungen zumeist voll ausgekuppelt sind und die in der hydraulischen Kupplung
belassene Olmenge unter der leichten Belastungsbedingung mit 51/2 0/o Schlupf treibt,
was zum Ausgleich des Systems nötig ist.
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Beim Abstoppen des Förderers werden die Schieber 29 die ihnen zugeordneten
Kupplungen automatisch ausrücken, und bei Wieder-Starten des Förderers werden die
Kupplungen in diejenige Stellung zurückkehren, die sie eingenommen hatten, als der
Förderer abstoppte.
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Die Längsschlitze 36 in den Gestängen 35 regeln für gewöhnlich den
Betrag, um welchen die Kupplungen eingerückt werden, und sorgen für freies Zurückziehen
derselben, sobald die Schieber 29 energielos werden. An Stelle dieser Schieber können
auch andere Mechanismen, z. B. ein Motor oder ein Solenoid dienen.
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Zur Sicherung gegen die Möglichkeit, daß die Stellungen der Kupplungen,
welche ein Maß des zur Aufrechterhaltung des Fördererlaufes erforderlichen Drehmomentes
sind, nicht genügend Drehmoment gestatten, das ausreichend zum Start des Förderers
aus der Ruhestellung übertragen werden muß, ist ein Zentrifugalsehalter 50 vorgesehen,
der mit dem rücklaufenden Trum des Antriebsriemens verbunden ist, um allen Kupplungen
zu ermöglichen, voll eingesetzt zu werden, wenn der Riemen nicht volle Geschwindigkeit
erreicht hat. Wenn die Kupplungen beim Wieder-Anlaufen der Anlage die Stellung wiedergewonnen
haben, die sie hatten, als der Förderer stoppte; sobald der Förderer unter Steuerung
durch den Zentrifugalschalter seine volle Geschwindigkeit erreicht hat, öffnet dieser,
und die Kupplungen stehen wieder unter Einfluß der Schalter 26, 26a, die mit den
lastempfindlichen Vorrichtungen 16 verbunden sind.
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Die Schalter 26, 26 a einer jeden lastempfindlichen Vorrichtung 16
sind mit dem Bremsmechanismus 14 des nachgeordneten Motors 12 verbunden, um die
Kraft einzustellen, welche durch den Mechanismus durch Einstellen der Kupplung,
die mit dem nachgeordneten Motor verbunden ist, ausgeübt werden kann. Es ist wünschenswert
dabei, daß beide Drehmomente, das Antriebs- wie das Bremsdrehmoment gleich sind,
um unerwünschte Spannungsübertragungen
zu vermeiden, und zwar sowohl
beim Betrieb als auch beim Stoppen der Förderanlage. Der Grund dafür ist, daß, falls
ein Förderer entweder auf- oder abwärts geneigt ist, dann, wenn der Strom abgeschaltet
ist, die Tendenz des Förderers zu stoppen und rückwärts zu laufen besteht oder im
Fall eines Abraumförderers die Tendenz, den Abwärtslauf fortzusetzen. Mit Hilfe
der obigen Einrichtung sind die Bremsen bei leichter Belastung des Abschnittes nur
leicht in Anspruch genommen.
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Die Steuerwelle 28 des Steuermotors 27, welche jedem Bremsmechanismus
zugeordnet ist, ist durch ein Gestänge 51 mit dem Bremshebel 52, an dem entlang
ein die Bremskraft regelndes Gewicht 38 gleitbar ist, verbunden, so daß die Betätigung
eines Schalters der zugeordneten lastempfindlichen Vorrichtung 16 die Bewegung des
Gewichtes 38 längs des Hebels 37 zwecks Einstellens des Bremshebelgestänges in Abhängigkeit
des Betrages bewirkt, durch welchen die zugeordnete Kupplung durch den Schalter
eingerückt wird. Der Bremshebel 52 betätigt die Bremse durch ein Gestänge 39 und
einen verzapften Hebel40, welcher die Bremsschuhe41 im und außer Eingriff mit einer
Bremstrommel 42 bewegt.
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Das Gewicht 38 ist für gewöhnlich während der Betätigung des Förderers
durch einen Stößel 43 oder ein Solenoid zum Lösen der Bremse angehoben.
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Wenn die Förderanlage abgestoppt werden soll, sind die Antriebsmotoren
abzuschalten, und die Stößel oder Solenoide 43 sind energielos gemacht, so daß die
Gewichte 38 ihrerseits die Bremsen betätigen.
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Während diese Ausführungsformen im besonderen im Zusammenhang mit
der Anwendung von Kurzschlußmotoren und hydraulischen Kupplungen beschrieben worden
sind, so kann die gleiche Wirkung auch mit Hilfe anderer Motorantriebe erreicht
werden, wie z. B. Schleifringmotoren mit Widerständen, mit Motoren variabler Geschwindigkeit
oder Motoren mit veränderlichen, mechanischen Geschwindigkeitsvorrichtungen oder
mittels Motoren, die mit hydraulischen Pumpen verbunden sind.
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Bei dem oben beschriebenen Beispiel wird die Regelung der Spannung
im Förderband durch Abtasten der Restspannung am einen Ende eines Fördererabschnittes
bewirkt und durch Einstellen mittels eines elektrischen Signals des diesem Fördererabschnitt
zugeordneten Motorantriebes. Das Signal ist über die Länge dieses Abschnittes zu
übermitteln, die oftmals mehrere hundert oder tausend Meter beträgt. Um die Notwendigkeit
der Signalübertragung über diese Entfernung auszuschalten, ist die Abänderung der
Konstruktion nach Fig.7 und 8 vorgesehen. Abgesehen von den nachfolgend beschriebenen
Unterschieden besitzt der Förderer nach F i g. 7 und 8 im allgemeinen eine ähnliche
Bauart wie die Anlage nach Fig. 1 bis 6. In den Fig.7 und 8 weist jede lastempfindliche
Vorrichtung 16 eine federbelastete Steuerrolle 15 auf, die in bezug auf den benachbarten
in Laufrichtung nachfolgenden Fördererabschnitt so angeordnet ist, daß, wenn dieser
nachfolgende Abschnitt unbelastet ist, die Spannung in dem diese Rolle 15 erfassenden
Treibriemenabschnitt maximal ist und dann, wenn der nachfolgende Abschnitt voll
belastet ist, die Spannung des Treibriemens minimal ist. Die Welle 20 der Rolle
15 ist an Hebeln 44 gelagert, die durch Lager 45 am Rahmen des Förderers um eine
Achse quer zur Laufrichtung des Förderbandes 17 schwenkbar sind und
die durch Federn
46 in Richtung zum davorliegenden Abschnitt entgegen der Spannung des Treibriemens
10 vorgespannt sind. Ein Stößel 47 steht über einen Steuerhebel 48 mit jeder Kupplung
in Wirkverbindung. Der Steuerhebel 48 ist durch einen Arm 49 mit dem Hebe144 der
benachbarten Steuerrolle so gekoppelt, daß die Bewegung der Rolle den Hebel und
somit die Kupplung betätigt, obgleich der Stößel selbst nicht stark genug ist, die
Bewegung der Rolle hervorzurufen. Daher ist das Ausmaß, in dem die Kupplung betätigt
wird, von der Stellung der Steuerrolle abhängig.
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Die dem in Laufrichtung nachfolgenden Abschnitt durch ihren Antriebsmotor
gelieferte Kraft wird sich nicht ändern, wenn die Last auf diesen nachfolgenden
Abschnitt fällt (ausgenommen um den Betrag, um den sich bei Anderung der Last die
Geschwindigkeit des gesamten Förderers ändert). Statt dessen wird aber die Spannung
in dem davorliegenden Abschnitt, in welchem der Treibriemen die Steuerrolle für
die sen davorliegenden Abschnitt umschlingt, ansteigen und die Rolle in der Richtung
ziehen, so daß der zugeordnete Stößel 47 die Kupplung zurückzieht, bis ein ausreichendes
Drehmoment durch die entsprechende hydraulische Kupplung entwickelt wird, um den
zugeordneten Motor so einzustellen, daß für den in Laufrichtung vorderen Abschnitt
die aufgewendete Gesamtkraft niedrig gehalten wird. Auf diese Weise kann lokal wesentliche
Kraft zwischen den beiden Abschnitten transferiert werden, aber die Treibriemenspannung
wird von Abschnitt zu Abschnitt nicht aufgebaut, bis sie über annehmbare Grenzen
ansteigt.
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Entsprechend, wenn die Belastung auf dem nachfolgenden Abschnitt ansteigt
und mehr von der diesem Abschnitt zugewendeten Kraft absorbiert wird, wird die Spannung
an dem Teil des Treibriemens, der die Steuerrolle für den davorliegenden Abschnitt
erfaßt, absinken, und die Rolle wird sich so bewegen, daß sie den Stößel veranlaßt,
auf die Kupplung so lange einzuwirken, bis ausreichend Drehmoment durch die hydraulische
Kupplung entwickelt ist, um den Motor einzustellen und jeden Verlust an Spannung
im davorliegenden Förderabschnitt zu vermeiden.
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Ein maximaler Wert wird für die Riemenspannung an der Steuerrolle
bestimmt und das Gestänge der zugeordneten Kupplung so eingerichtet, daß, wenn die
Riemenspannung an der Steuerrolle ihr Maximum erreicht, die Stellung der Kupplung
lediglich genug Drehmoment zu erzeugen gestattet, um die Spannung an der Antriebsrolle
auf ihr Maximum zu bringen, wobei diese Spannung ausreichend ist, den ihr zugeordneten
Abschnitt unter Vollast zu treiben.
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Die Bremsmittel sind die gleichen wie oben. Bei dieser Ausführung
wird der Motortrieb des nachfolgenden Treibriemenabschnittes normal stets bei voll
eingerückter Kupplung laufen. Die diesem Treibriemenabschnitt zugeführte Antriebskraft
ist daher nur vom Motorschlupf abhängig, d. h. der Fördergeschwindigkeit.
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Wenn bei der Einrichtung nach Fig.7 und 8 z. B. auf einen ursprünglich
leeren Förderer Kohle geladen wird, wird der Antrieb am Entladeende im Riemen eine
maximale Spannung erzeugen und darauffolgend werden in Laufrichtung vordere Antriebe,
die beim Antrieb der leeren Abschnitte auftretenden Verluste ausgleichen und die
Spannung an jedem Antriebspunkt auf den maximalen Wert bringen. Das gilt auch für
den Antrieb des beladenen Teiles. Es ist
lediglich der Verlust im
darauffolgenden Abschnitt auszugleichen. Wenn die Spitze der Last entlang dem Förderer
wandert, wird der durch die Motorantriebe der belasteten Abschnitte auszugleichende
Betrag ansteigen, weil die durch den letzten nachfolgenden Antrieb aufgebrachte
Spannung auf mehrere belastete Abschnitte verteilt wird. Wenn der Förderer voll
belastet ist, dann werden alle Antriebe Maximalspannung zeigen. Wenn der Förderer
zu entladen beginnt, d. h., wenn das Ende der Last sich entlang dem Förderer bewegt,
wird dieselbe Wirkung eintreten.
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Wenn der in Laufrichtung vordere Abschnitt leer ist, wird sein Motor
wertvolle Spannung an den Riemen liefern, und diese Spannung wird über das Rücklauftrum
des Riemens laufen, um die Motoren der belasteten Abschnitte zu unterstützen. Wenn
das Ende des Lastgutes über mehrere Förderabschnitte vorwärts wandert, wird der
erste Motor vor dem Lastende maximale Spannung erreichen, die leeren vorderen Abschnitte
werden die Verluste aufholen, und die hinteren beladenen Abschnitte werden eine
kleinere Auffüllspannung erzielen, wenn die Zahl der beladenen Abschnitte, welche
von der Maximalspannung profitieren, die durch den Antrieb vor dem Ende der Last
herrührt, abnimmt.
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In beiden Ausführungen wird die Messung der restlichen Treibriemenspannung,
d. h. eine Anzeige durch den Treibriemen auf den in Laufrichtung nächsten vorderen
Abschnitt übertragene Antriebskraft zur Steuerung eines benachbarten Motorantriebes
benutzt. Die Ausführung nach Fig.7 und 8 besitzt den Vorteil einfacher Installation,
verlangt jedoch, daß der Treibriemen zwischen benachbarten Abschnitten erheblich
größere Kraft überträgt. In der Praxis wurde bei Belastung und Anderung der Belastung
gefunden, daß die Treibriemenspannung bei dieser Ausführung sich in annehmbaren
Grenzen halten. Es ist für diese Ausführung von Bedeutung, daß die Spannrolle der
Steuervorrichtung 16 dicht neben dem in Laufrichtung nächsten vorderen Antriebsmotor
vorgesehen wird. Es können auch Meßwerte der Treibriemenspannung von anderen Punkten
als von dem vorderen Ende des Treibriemenabschnittes zur Steuerung benachbarter
Motorantriebe Anwendung finden.
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Aber in Anbetracht des Umstandes, daß an anderen Punkten gemachte
Messungen nicht länger eine unmittelbare Anzeige der Kraftübertragung zwischen Treibriemenabschuitten
geben, sondern eine Anzeige der Summe der restlichen Spannungen des in Laufrichtung
nachfolgenden Abschnittes und der durch den Motorantrieb in diesem Abschnitt aufgebrach-
ten
Spannung, sind für den Abschnitt mehr robustere Steuereinrichtungen erforderlich.
Motorantriebe können in Abhängigkeit von Spannungsmessungen (oder andere von der
Förderbandbelastung abhängige Meßgrößen) gesteuert werden, die an zwei oder mehr
Punkten gewonnen werden, und dementsprechend können solche Anzeigen bei der Regelung
von mehr als einem Motor Anwendung finden. So können die beiden oben beschriebenen
Ausführungsformen auch kombiniert werden.