DE19623979A1 - Girlanden-Tragrollensatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Girlanden-Tragrollensatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Girlanden-Tragrollensätze, bei denen es sich im Er­ gebnis um eine aus den Rollen gebildete Kette handelt, werden an einem Traggerüst aufgehängt. Insbesondere bei schweren Gurtförderanlagen, wie sie beispielsweise in Braunkohlentage­ bauen eingesetzt werden, werden Girlanden-Tragrollensätze ge­ genüber den in Gerüsten starr angeordneten Tragrollensätzen bevorzugt, weil sie neben der deutlich einfacheren Konstruk­ tion des Bandtraggerüstes den Vorteil einer unter dem Gewicht des Gurtes sich frei einstellenden Girlandengeometrie haben, welche Tatsache zu einem gleichmäßigeren Tragverhalten der Rollen führt. Außerdem können Girlanden-Tragrollensätze im laufenden Betrieb abgesenkt werden, um so eine defekte Tragrolle außer Eingriff mit dem von ihr getragenen Gurt zu bringen.

Bekannte derartige Girlanden-Tragrollensätze sind so ausgebil­ det, daß alle Achsen der zu einer Girlande gehörenden Rollen in einer Ebene liegen. Somit liegt auch der Schwerpunkt der Girlande in dieser Ebene.

Ein Nachteil der Girlanden-Tragrollensätze besteht darin, daß sie infolge der an ihnen angreifenden Bewegungswiderstände - und bei geneigter Bandachse auch infolge der Schwerkraft - so weit aus der geometrisch optimalen Lage, bei welcher die Tragrollenachsen senkrecht zur Gurtlaufrichtung ausgerichtet sind, verschwenkt werden, bis die am Tragrollensatz angrei­ fenden Kräfte - Gewichtskraft des Tragrollensatzes, Auflast aus Gurt und Beladung sowie Bewegungswiderstand - wieder ein Momentengleichgewicht um die Aufhängepunkte der Girlande er­ zeugen. Die Verdrehung erfolgt um die Achse, die durch die beiden Aufhängepunkte der Girlande festgelegt ist. In der ge­ genüber der geometrisch optimalen Lage verschwenkten Lage bil­ den die seitlichen Tragrollen mit der Gurtlaufrichtung einen Sturzwinkel, der zu einem erhöhten Bewegungswiderstand und so­ mit einem erhöhten Leistungsbedarf führt. Der durch den Stur­ zwinkel verursachte erhöhte Bewegungswiderstand ist die entge­ gen der Gurtlaufrichtung wirkende Komponente der Reibkraft, die zwischen Gurt und seitlichen Tragrollen infolge der Quer­ gleitens des Gurtes entsteht und in Achsrichtung der Seiten­ rollen wirkt. Der Bewegungswiderstand ist vom Reibwert zwi­ schen Gurt und Tragrolle abhängig.

Der Sturzwinkel ist - abgesehen von einer möglichen Neigung der Bandachse - abhängig von Geometrie und Gewicht der Gir­ lande, Abstand der Girlanden, Auflast aus Fördergurt und Schüttgut und dem an der Girlande wirksamen Bewegungswider­ stand, also Eindrückrollwiderstand, Schüttgutwalkwiderstand, Tragrollenlaufwiderstand, Schwingbiegewiderstand und dem aus dem Sturzwinkel resultierenden erhöhten Bewegungswiderstand. Mithin ändert sich der Sturzwinkel im laufenden Betrieb in Ab­ hängigkeit von der Beladung. Bei im wesentlichen horizontal verlaufende Anlagen liegt der Sturzwinkel im Bereich von etwa 1 und kann - in Abhängigkeit von der Größe des Reibwerts µ zwischen Tragrollen und Gurt - bis zu 10% des Hauptwiderstan­ des verursachen. Bei geneigten, abwärts fördernden Anlagen kann der Sturzwinkel auch deutlich größer werden.

Neben dem erhöhten Energiebedarf führt der Girlandensturz auch zu einer erhöhten Schallemission infolge des Quergleitens des Gurtes auf den seitlichen Tragrollen. Insbesondere bei geneig­ ten Bandanlagen bewirkt der Girlandensturz außerdem im ab­ wärtslaufenden Trum eine Tendenz des Gurtes zum seitlichen Auswandern. Letzteres ergibt sich daraus, daß die Girlanden unter der Wirkung des Laufwiderstandes immer gegen die Gurt­ laufrichtung geneigt sind (negativer Sturz), wodurch die in Richtung der seitlichen Tragrollenachsen auf den Gurt wirken­ den Reibkräfte nach außen gerichtet sind und somit ein insta­ biles Gleichgewicht verursachen. Bei positivem Sturz weisen diese Reibkräfte nach innen, wodurch ein stabiles Gleichge­ wicht begünstigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Girlanden- Tragrollensatz so auszubilden, daß er gegenüber bekannten Aus­ führungen einen deutlich geringeren Sturzwiderstand aufweist und darüberhinaus eine verringerte Schallemission bewirkt und zudem insbesondere bei Teilbeladung des Gurtes die Laufstabi­ lität desselben begünstigt.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung der im Kennzeichen des An­ spruches 1 angegebenen Mittel gelöst.

Durch die Anordnung der mittleren Tragrolle in einem Abstand von der durch die Seitenrollen definierten Ebene wird der Schwerpunkt der Girlande in der Richtung, in welcher die mitt­ lere Tragrolle gegenüber dieser Ebene versetzt angeordnet ist, verlagert. Dies hat zur Folge, daß die Girlande in ihrer Aus­ gangsposition, in welcher keine Bewegungswiderstände an ihr angreifen, also bei stehendem Gurtförderer, einen konstruktiv bedingten Sturzwinkel mit positiven Vorzeichen aufweist, d. h., daß die Seitenrollen in Gurtlaufrichtung geneigt sind. Un­ ter der Auflast aus Fördergurt und Beladung sowie unter der Wirkung der am Girlanden-Tragrollensatz angreifenden Bewe­ gungswiderstände wird dieser konstruktiv bedingte Sturzwinkel beladungsabhängig kompensiert, wobei bei entsprechender Wahl der Länge des Abstandes, um welchen die mittlere Tragrolle versetzt angeordnet ist, der dynamische Sturzwinkel, also der durch den laufenden Gurt verursachte Sturzwinkel, dem kon­ struktiven Sturzwinkel entsprechen kann und somit, da beide Sturzwinkel einander entgegengerichtet sind, der resultierende Sturzwinkel Null wird. Aufgrund der wechselnden und auch schwankenden Beladung wird dies jedoch häufig nur ein anzu­ strebender Idealzustand sein.

Wenn die Beladung des Gurtförderers oberhalb des dem gewählten Abstand entsprechenden Wertes liegt, wird sich ein negativer Sturz einstellen, der jedoch sehr gering ist, da mit steigen­ der Auslenkung des Girlanden-Tragrollensatzes der Hebelarm für das rückstellende Moment, welches durch die Auflast auf der versetzt angeordneten Mittelrolle bewirkt wird, schnell zu­ nimmt. Wenn die Beladung unterhalb des durch den Abstand be­ stimmten Wertes liegt, bleibt eine positiver Sturzwinkel, der seinen größten Wert bei Leerlauf des Gurtförderers annimmt. Da der Gurtförderer in unbeladenem Zustand eher zu Schieflauf neigt als in beladenem Zustand, ist die stabilisierende Wir­ kung des in unbeladenem Zustand auftretenden stärkeren positi­ ven Sturzes willkommen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorderansicht einer Tragrollenstation eines Gurtförderers,

Fig. 2 die Draufsicht auf einen Girlanden-Tragrollensatz,

Fig. 3 die zugehörige Seitenansicht des Girlanden- Tragrollensatzes bei Stillstand des Gurtförderes,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung des Girlanden-Tragrollensatzes bei laufendem Gurtför­ derer und optimaler Beladung,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in größerem Maßstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Tragrollenstation weist in üblicher Weise zwei jeweils als Girlande oder Rollenkette ausgebildete Tragrollensätze 10, 12 auf, von denen der obere Tragrollensatz 10 dem Obertrum 14 und der untere Tragrollensatz 12 dem Unter­ trum 16 eines Gurtförderers zugeordnet ist. Die beiden Tragrollensätze 10 und 12 sind an einem Traggerüst 18 aufge­ hängt. Jeder Tragrollensatz besteht aus einer mittleren Tragrolle 20 und zwei seitlichen Tragrollen 22. Die z. B. als Seilabschnitte ausgebildeten flexiblen Tragelemente 24 sind an den Ständern 26 des Traggerüstes 18 angebracht. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die flexiblen Tragelemente 24 des oberen Tragrollensatzes 10 etwas länger ausgeführt als die des unteren Tragrollensatzes 12, so daß aufgrund der sich dadurch einstellenden Geometrie des Tragrol­ lensatzes das von diesem getragene Obertrum 14, welches im allgemeinen das fördernde Trum ist, eine stärkere Muldung er­ fährt als das Untertrum 16.

Die unterschiedlichen Längen der Rollen eines Tragrollensatzes ergeben sich aus der jeweils gewünschten Geometrie desselben und der dadurch bewirkten Muldung des jeweils zugehörigen Tru­ mes. Die Anwendbarkeit der Erfindung wird davon nicht berührt.

Die Darstellung gemäß Fig. 2 läßt erkennen, daß beim Girlan­ den-Tragrollensatz gemäß der Erfindung die mittlere Tragrolle 20 gegenüber den beiden seitlichen Tragrollen 22 derart ver­ setzt angeordnet ist, daß sie sich in Gurtlaufrichtung 28 hin­ ter der vertikalen Ebene 31 befindet, die durch die beiden Längsachsen der seitlichen Tragrollen bei in Ruhe befindlicher Girlande definiert wird. Der Abstand 30 zwischen der vorge­ nannten vertikalen Ebene und einer durch die Längsachse 32 der mittleren Tragrolle 20 definierten vertikalen Ebene entspricht das Ausmaß, um welches die mittlere Tragrolle 20 gegenüber den beiden seitlichen Tragrollen versetzt angeordnet ist.

Bei einem üblichen Girlanden-Tragrollensatz liegen die Achsen sämtlicher Tragrollen in einer Ebene, so daß auch der Schwer­ punkt der Girlande in dieser Ebene liegt. Die in Gurtlaufrich­ tung 28 versetzte Anordnung der mittleren Tragrolle hat jedoch beim Girlanden-Tragrollensatz gemäß der Erfindung die Wirkung, daß sich auch der Schwerpunkt des Girlanden-Tragrollensatzes gegenüber der bekannten Ausführung in der Richtung verlagert, in welcher die mittlere Tragrolle gegenüber den beiden seitli­ chen Tragrollen versetzt ist. Gleiches gilt für die vertikal auf die Girlande wirkenden Kräfte aus der Auflast aus dem Gurt und ggf. der Beladung desselben. Dadurch erfährt die Girlande bei ruhendem Gurt aus der vertikalen Ebene, in welcher die Schwerkraft 34 wirksam ist, eine Verschwenkung in Richtung des Pfeiles 42 um einen Winkel 36 (Fig. 3), welcher als konstruk­ tiver Sturzwinkel bezeichnet wird und dem dynamischen Sturz­ winkel, der sich bei laufendem Gurtförderer unter der Einwir­ kung der Bewegungswiderstände einstellt, entgegengerichtet, also mit positiven Vorzeichen versehen ist. Fig. 3 zeigt die Lage des Girlanden-Tragrollensatzes gemäß der Erfindung in ru­ hendem Zustand, in welchem lediglich die Gewichtskraft 34 der Girlande und die Auflast aus dem Gurt und ggf. der Beladung 38 auf den Tragrollensatz einwirken. Bei Bewegung des vom Girlan­ den-Tragrollensatz abgestützten Trums in Laufrichtung 28 wirken zusätzlich die sich aus dem Bewegungswiderstand 40 er­ gebenden Kräfte auf den Tragrollensatz ein mit der Folge, daß eine Verschwenkung des Tragrollensatzes um seine beiden Auf­ hängepunkte in Richtung des Pfeiles 41 stattfindet, also in Richtung des negativen, dynamischen Sturzes, der den durch die Verlagerung des Schwerpunktes des Girlanden-Tragrollensatzes bewirkten Vorsturz zumindest teilweise kompensiert, gegebenen­ falls auch überkompensiert. Das Ausmaß dieser Kompensation kann von der Belademenge, also der Auflast 38 abhängig sein, so daß es ggf. zweckmäßig ist, den Abstand 30, um welchen die mittlere Tragrolle 20 versetzt ist, so zu wählen, daß sich ein Vorsturzwinkel 36 ergibt, welcher - mit umgekehrtem Vorzeichen - dem dynamischen Sturzwinkel entspricht, der sich bei jener Belademenge des Gurtes einstellt, die der Normalbeladung ent­ spricht. Fig. 4 zeigt den Betriebszustand des Girlanden- Tragrollensatzes, bei welchem die Summe aus dem positiven Vor­ sturzwinkel 36 und dem sich unter der Einwirkung der Gewichts­ kraft 34 der Girlande, der Auflast 38 und des Bewegungswider­ standes 40 ergebenden negativen Sturzwinkel Null ist.

Fig. 5 zeigt in größerem Maßstab eine mögliche Ausführungsform des Verbindungsgliedes 44, mittels welchem die mittlere Tragrolle 20 jeweils an einer der beiden benachbarten seitli­ chen Tragrollen 22 derart angebracht ist, daß eine Verschwen­ kung der mittleren Tragrolle 20 um eine zu ihrer Längsachse parallele Achse nicht möglich ist. Das Verbindungsglied 44 weist zwei Gabelstücke 46 und 48 auf, die zueinander parallel, jedoch entgegengesetzt und so quer zur Längserstreckung der beiden Gabelstücke gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß ihr Abstand der Distanz 30 entspricht, um welche die mittlere Tragrolle 20 im Tragrollensatz gegenüber den beiden seitlichen Tragrollen 22 in Gurtlaufrichtung 28 versetzt ist. Das Gabel­ stück 46 nimmt den Endbereich der Achse 50 oder einen Fortsatz derselben der jeweiligen seitlichen Tragrolle 22 auf. Das Ga­ belstück 48 nimmt den Endbereich oder einen Fortsatz der fest­ stehenden Achse 52 der mittleren Tragrolle 20 auf. Beide Gabelstücke 46, 48 sowie die damit zusammenwirkenden Endabschnitte der Achsen 50 bzw. 52 sind mit Bohrungen 54 bzw. 56 versehen, die in der Betriebslage der Teile miteinander fluchten, so daß ein Schraubenbolzen 58 durch sie hindurchgeführt werden kann, auf den eine Mutter 60 auf­ schraubbar ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Rollen um den jeweiligen Schraubenbolzen 58 schwenken können, andererseits jedoch die Befestigung der mittleren Tragrolle 20 verdrehsteif in bezug auf Momente ist, die um die Längsachse der mittleren Tragrolle wirken. Da es sich bei den Tragrollen und somit auch bei den Verbindungsgliedern 44 um Gegenstände handelt, die in großen Stückzahlen hergestellt werden, ist eine genaue Passung der zusammenwirkenden Teile nicht erfor­ derlich. Jedoch können die Bohrlöcher 54 und 56 sowie die Schraubenbolzen 58 bei vertretbarem Aufwand mit einer Genauig­ keit hergestellt werden, die eine für den angestrebten Zweck ausreichende Verdrehsteifigkeit gewährleistet.

Abweichend von den in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispielen können die Tragrollensätze auch mehr als drei Tragrollen aufweisen, also beispielsweise mit fünf Tragrollen versehen sein.

Claims (3)

1. Girlanden-Tragrollensatz für das Obertrum (14) und/oder Un­ tertrum (16) eines Gurtförderers, der wenigstens eine mittlere Tragrolle (20) und wenigstens zwei im wesentlichen quer zur Längserstreckung des Gurtförderers seitlich neben der mittle­ ren Tragrolle (20) angeordnete seitliche Tragrollen (22) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Tragrolle (20) in Laufrichtung (28) des von ihr gestützten Trums mit einem Abstand hinter der vertikalen Ebene angeordnet ist, die durch die seitlichen Tragrollen (22) definiert ist, und die Verbin­ dung (44) zwischen der mittleren Tragrolle (20) und der je­ weils seitlich daneben angeordneten Tragrolle (22) so ausge­ führt ist, daß sie verdrehsteif ist in bezug auf Momente, die um die Längsachse (30) der mittleren Tragrolle (20) wirken.

2. Girlanden-Tragrollensatz nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Größe des Abstandes (30) zwischen der Mit­ telrolle (20) und der durch die Seitenrollen definierten Ebene (31) so gewählt ist, daß der dynamische Sturzwinkel der seit­ lichen Tragrollen (22) bei jener Belademenge des Fördergurtes gegen Null tendiert, die in einem repräsentativen Förderzeit­ raum bei einem Girlanden-Tragrollensatz mit allen in derselben vertikalen Ebene angeordneten Tragrollen die größte Verlustar­ beit aus dem dynamischen Sturz verursachen würde.

3. Girlanden-Tragrollensatz nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen mittlerer Tragrolle (20) und jeweils benachbarter seitlicher Tragrolle (22) ein Verbindungselement (44) vorgesehen ist, welches zwei in Laufrichtung (28) des Gurtförderers gegeneinander versetzte Gabelstücke (46, 48) aufweist, in die ein entsprechend dimensionierter Abschnitt oder Fortsatz der Achse (50, 52) der jeweiligen Tragrolle (20, 22) eingreift, und ein Gabelstück (46, 48) und Achsabschnitt (50, 52) jeweils durchragender Verbindungsbolzen (58) im we­ sentlichen parallel zur Laufrichtung (28) des jeweiligen Tru­ mes (14, 16) verläuft.