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"Reibungs-Fördereinrichtung" Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungs-Fördereinrichtung.
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Bei den bekannten Reibungs-Fördereinrichtungen ist ein Förderseil
an einem Ende verbunden mit einer Last oder einem Förderkorb für eine Last zum Heben
und Senken und am anderen Ende mit einem Ausgleichsgewicht, das aus einer zweiten
Last oder aus einem Förderkorb zum Tragen dieser Last besteht. Das Seil wird über
eine Seilscheibe in ReibungsschluB geführt und die Seilscheibe wird angetrieben,
um die Last nach Belieben zu heben oder zu
senken. Bei manchen
Ausführungsformen, bei denen das
Seilgewicht beachtlich ist, ist ein Ausgleichsgewicht
vorgesehen, das in einer Schleife zwischen der hast und
dem Ausgleichsgewicht
hängt.
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Diese Anordnung ist im Bergbau weithin gebräuchlich und wird
auch auf anderen Gebieten angewendet, z.B. bei
seilgezogenen Schrägbahnen
und Aufzügen.
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Es sind auch Mehrseilanordnungen bekannt, bei denen die
Seile,
z.B. vier an der Zahl, über eine Reibtrommel laufen.
Reibungs
-Fördereinrichtungen werden schon seit vielen
Jahren im Tiefschachtbetrieb
benutzt, sind jedoch mit
einer Anzahl von Nachteilen behaftet.
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Unter anderem ist erwähnenswert, daß das Seilgewicht einen begrenzenden
Faktor bezüglich der Tiefe darstellt, in der eine seilgetragene last hängen
kann. Z.B. Hat ein ver-
schlossenes Seil von 25,4 mm
(1 Zoll) Durchmesser eine
Bruchlast von ungefähr 56 t (55 engl.
t), und unter Be-
rücksichtigung der hinzuzufügenden Sicherheitsfaktoren
liegt
die Grenze der Arbeitslast am Seil bei ungefähr
9 t (p engl.
t). Das Seil selbst wiegt ungefähr 4 kg/m (2,45 lb/ft), so das bei 1520 -
1e25 m (5000 .* 6000 ft) Tiefe das Seilgswicht selbst ungefähr
6 t (6 engl. t)
beträgt. Dazu muß das Gewicht des Förderkorbes
addiert werden, so daß die Nutzlast schon sehr klein ist, bevor die Arbeitsgrenze
erreicht ist. Daher ist die Tiefe, bis zu der Arbeitsvorgänge mit nur einer einzigen
Aufzugsbühne betrieben werden können, stark begrenzt. Bei modernen Bergwerken ist
es häufig erforderlich, hasten aus Tiefen weit über 1825 m (6000 ft) zu heben, z.B.
aus 3650 m (12 000 ft) Tiefe; dies bringt daher ein zwischengeschaltetes Umladen
mit sich und die Anordnung einer Zwischenfördereinrichtung in vergleichsweise großen
Tiefen. Dieser Nachteil haftet nicht allein einer Reibungs-Fördereinrichtung an,
sondern auch jeder Fördereinrichtung mit Seilbetrieb, einschließlich den Trommelfördermaschinen.
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Jedes Seil hat eine ihm eigentümliche Neigung, sich zu verdrillen,
wieviel Sorgfalt auch immer aufgewendet wird und Ausgleich in seinem Gefüge vorgesehen
ist. Über eine Länge von ungefähr 1520 m (5000 ft) kann möglicherweise sogar das
kleinste Drillmoment das Seil in verhältnismäßig kurzer Zeit unbrauchbar werden
lassen, so daß die Lebensdauer eines Seiles begrenzt ist.
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Ein anderer Nachteil der Fördereinrichtung mit Seilbetrieb ist die
mit dem periodischen Seilauswechseln verbundene Schwierigkeit. Die Zeit für diese
Arbeit kann
bei einem tiefen Schacht bis zu einigen Tagen betragen,
und da ein Seil eine begrenzte Lebensdauer hat, z.B.
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2 Jahre, bevor ein Auswechseln notwendig wird, ist dies von ziemlich
großer Bedeutung.
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Ein weiterer Nachteil ist der hohe Druck,
der auf die Reibungsunterlage
an der vom Seil oder den Seilen überlaufenden Seilscheibe oder Trommel wirkt. Dies
beruht darauf, daß nur eine vergleichsweise kleine Oberfläche des Seils in Berührung
mit der Seilscheibe oder Trommel kommt. Das führt zu hohem und ungleichmäßigem Verschleiß.
Gemäß der Erfindung ist bei einer Reibungs-Fördereinrichtung vorgesehen, daß eine
Last und ein Ausgleichsgewicht, oder Ausgleichslasten, an entgegengesetzten Enden
einer Mehr-
| zahl von TrümerVeinsträngigem, elastischem, widerstands- |
fähigem Material angebracht sind, die mit Reibungsschluß über eine drehbare Trommel
laufen. Vorzugsweise sind die Trümer aus widerstandsfähigem Material in Abstand
voneinander durch
eine Mehrzahl von parallelen Rillen in
der
Trommel
geführt.
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Die Trümer aus elastischem, widerstandsfähigem Material sind im Folgenden
auf aus Draht hergestellte bezogen, jedoch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß
diese ebenso aus synthetischen elastomeren Einzelfasern, z.B. aus Nylon, vorzugsweise
in ausgerichtetem Zustand hergestellt
sind, wie auch aus Metallen
und Legierungen, insbesondere Stahl. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Erfindung
auch die Anwendung von Metall oder legierten Drähten beinhaltet, die zur Bildung
eines Verbunddrahtes mit einem syn-htischen Elastomer überzogen sind.
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Beim Tiefachachtbergbau werden Drähte aus hochfestem Stahldraht vorgezogen.
Außerdem müssen die Drähte frei von Schweißnähten sein. Bei Stahl, insbesondere
hochfestem Stahl, bringt dies mit sich, daß der Draht aus einem einzigen Stahlknüppel
gezogen werden muß. Hochfester Stahldraht ist jetzt im Handel in Trümern der erforderlichen
Art erhältlich, z.B. bis zu ungefähr 0,5 t (0,5 engl. t ) oder 3650 m (12 000 ft),
was für sehr tiefe Schachtarbeiten ausreicht.
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Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß hochfester Stahldraht
verwendet werden kann, während die Verarbeitung solcher Drähte zu einem Seil bisher
nicht durchführbar war. Die Anwendung von hochfestem Stahldraht bedeutet, daß Stahl
verwendet werden kann, der eine Belastung von 23,7 t/cm2 Drahtdurchmesser (150 engl.
t/sq.in.) aushält, gegenüber einer Zahl von ungefähr 12 t/em2(70 engl. t/sq.in),
gültig normalerweise 'für zu Seilen benutzten Stahldraht. Daher
werden nicht nur die Nachteile von Seilen
weiteYhin beseitigt, sondern
es können auch die Eigenschaften von hochfestem Stahl nutzbar gemacht werden,
um
das Tragen großer Nutzlasten bei mittleren Tiefen und ndrmaler
Nutzlasten innerhalb der Grenzen der Seilausführbarkeit zu ermöglichen.
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Jeder Drahtaus der Vielzahl von Drähten, z.B. 100-150, umschlug die
Trommel getrennt, eo daß die gesamte Berührungsfläche zwischen den Drähten und der
Trommel bei einer Verminderung des Druckes größer ist als für ein Seil.
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Bei Verwendung von Drähten anstelle von Seilen kann der Bruch eines
einzigen Drahtes leicht erkannt und der fehlerhafte Draht in einem vergleichsweise
einfachen, lediglich wenige Minuten dauernden Arbeitsvorgang ersetzt werden.
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Es kann jedoch vorteilhaft sein, nicht gerade einen einzigen gebrochenen
Draht, sondern eine Gruppe von Drähten, einschließlich des gebrochenen Drahtes,
zu ersetzen. Jedoch ist auch dies noch eine entscheidende Ver-besserung gegenüber
dem Auswechseln dines ganzen ,Seiles. Es ist auch leichter, Drähte ohne
eine charakteristische Neigung zum Verdrillen herzustellen, als Seile mit
die-ser wünschenswerten Eigenschaft: die@daherrührenden Nach-
teile
von Seilen werden demgemäß auch vermieden.
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Um die Drähte gegen Korrosion zu schützen, werden sie
auf
physikalischem oder chemischem Weg mit einer korrosionsbeotändigen
Schicht überzogen. Chemisch kann dies
durch Behandlung mit
Phosphorsäure erfolgen und physikalisch durch Galvanisieren oder durch Überziehen
mit Gummi, Polyvinylchlorid oder einem anderen Elastomer.
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Das Überziehen der Drähte mit einem Elastomer gibt einen zusätzlichen
Schutz gegen physikalische Beschädigung und verhindert den Einsatz von Kerbempfindlichkeit,
insbesonderen bezüglich deb hochfesten Drahtes.
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Vorzugsweise ist der Durchmesser jedes Drahtes nicht größer als 1/800
des Trommeldurchmessers, jedoch sind dünnere Drähte noch besser.
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Es ist beim Befestigen der Drähte an den Förderkörben oder einer anderen
tragenden hast oder einem Ausgleichsgewicht wünschenswert, daß zur optimalen Anwendung
der Drähte die Spannung in den Drähten so weit wie möglich ausgeglichen wird. Es
sind Vorrichtungen bekannt, durch die die Spannungen in den Drähten gemessen und,
wenn nötig, ausgeglichen werden können, um die Spannungen bei überlasteten Drähten
aufzuheben und die Spannung bei unterbelasteten Drähten durch weiteres Beanspruchen
zu erhöhen. Die Spannungen sollten normalerweise in ihrer Gesamtheit überprüft werden,
und es ist auch vorteilhaft, weitere Überprüfungen periodisch vorzunehmen.
Die
Rillen in der Trommel oder andere Leitvorrichtungen halten die Drähte in Abstand
voneinander, so daß die Drähte sich nicht verwirren können.
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Die Trommel soll eine verschleißfeste Oberfläche aufweisen, die sich
mit dem Werkstoff des im Reibschluß mit der Trommel befindlichen Drahtes verträgt.
Gegenwärtig besteht bei Anwendung von verschlossenen Seilen die verschleißfeste
Oberfläche aus Ulmenholz, und bei hochfestem Stahldraht dürfte dieses Material auch
zum Gebrauch geeignet sein.
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Die Drahtenden können an den Förderkörben oder anderen Traglastvorrichtungen
durch allgemein bekannte Befestigungsmittel angeschlagen werden, z.B. indem diese
aus einem längsgeschlitzten kegelförmigen Glied mit Außengewinde bestehen, durch
das der Draht hindurchgesteckt wird, bevor eine Mutter auf das kegelförmige Glied
fest aufgezogen wird, um dieses dem Draht anzupressen.
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Obwohl die Drähte in den Rillen auf der Trommel in Abstand voneinander
gehalten werden, kann es zusätzlich von Vorteil sein, weitere Leitvorrichtungen
zur Trennung der Drähte vorzusehen. Diese Leitvorrichtungen können in der Nähe der
Trommel angeordnet sdn.
Die Drähte müssen durch einen Abstand voneinander
getrennt sein, der mindestens ihrem Durchmesser entspricht, jedoch bedeutet das
bei Verwendung von Drähten bis zu 3,8 mm (0,15 Zoll) Durchmesser, daß eine
etwa 115 cm (45 7.o11) lange Trommel immer noch 150 Drähte aufnehmen kann.
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Die Verwendung verschlossener Seile ist bei Reibungs-Fördereinrichtungen
normalerweise üblich, da diese im Hinblick auf ihre charakteristische geringe Neigung
zum Verdrillen und anderer Eigenschaften am meisten zufriedenstellend sind. Jedoch
erfordern die bei verschlossenen Seilen zur Anwendung gelangenden profilierten Drähte
einen minimalen, gerade noch vertretbaren Sicherheitsfaktor von ungefähr 4, wogegen
bei Anwendung von Runddrähten die Eigenschaften soviel mehr vorherbestimmbar sind,
daß ein Sicherheitsfaktor von 3 annehmbar ist. Zusätzlich sind die Eigenschaften
von einzelnen Drähten einheitlicher als die Eigenschaften von aus solchen Drähten
gedrehten Seilen, und das Verha
7_ten eines einzelnen Drahtes ist sowieso leichter vorherbestimmbar als das eines
Seiles. Diese Parameter, wie z.ß. das verbleibende, von der Umschlingurig um die
Trommel herrührende Drehmoment, können sehr frenau abgeschätzt werden. Auch lassen
sich Runddrähte viel leichter herstellen und behandeln als die profilierteri, für,
verschlossene :eile verwendeten Drähte und sogar leichter als die verschlossenen
Seile selbst.
Es ist auch bei einzelnen Runddrähten viel leichter
als bei einem Seil, vorzubelasten oder die darin enthaltenen Belastungen auszugleichen.
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Eine Fördereinrichtung mit einigen Hundert oder 150 Runddrähten dürfte
praktisch keine Ermüdungserscheinigungen zeigen, da gelegentlich gebrochene einzelne
Drähte leicht ausgewechselt werden können und es fast unmöglich ist, daB hinreichend
viele Drähte aufgrund von Übermüdung brechen und eine Überlastung des Systems hervorrufen,
so daß die verbleibenden Drähte nachgeben und reißen. Weitere Merkmale, Einzelheiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung: Hierbei zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht
eines Teils einer Trommel und Fig. 2 eine Gesamtseitenansicht der Vorrichtung.
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Die Zeichnung zeigt eine Trommel 1 mit einer Vielzahl von Rillen 2,
die jeweils einen Draht 3 aufnehmen. Die Abmessungen und der Werkstoff der Drähte
3 werden in Abhängigkeit vom Einsatzbereich der Fördertrommel 3 gewählt. Für Tiefschachtberghau
wird hochfester Stahldraht von ungefähr 3,8 mm (0,15 Zoll) Durchmesser
gewählt,
jedoch können bei anderen Anwendungsarten Drähte aus anderem Material verwendet
werden, entweder aus Einzelsträngen aus Nylon od.dgl. synthetischem Material. Eine
weitere grillte Trommel 4 oder Zeitrolle lenkt die Drähte 3 um, um zu gewährleisten,
daß sie über mehr als 180o des Umfangs der Trommel 1 laufen und den Reibungsschluß
verbessern. Die Anwendung dieser Trommel 4 ist freigestellt. Förderkörbe 5 oder
andere Traglastvorrichtungen, wie z.B. Förderwagen, sind an den Enden der Drähte
3 befestigt. Wenn nur eine einzige Nutzlast zu heben ist, dann ist an den entgegengesetzten
Enden der Drähte 3 ein Ausgleichsgewicht festgelegt.
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Um beim Senken das @.a,chsende Gewicht der last und der Drähte auszugleichen,
ist zwischen den beiden lasten in allgemein bekannter Art ein Ausgleichsseil
6 oder eine andere elastische Ausgleichsvorrichtung in einer Schleife vorgesehen.
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Die Rillen 2 sind mit entsprechenden verschleißfesten Belägen ausgekleidet,
die sich mit dem Werkstoff der Drähte 3 vertragen.
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Die Trommel oder Umlenkrolle 4 hat normalerweise den gleichen Durchmesser
wie die Trommel 1, kann jedoch, wie dargestellt, kleiner sein oder aber größer.