DE19811130A1 - Drum motor with single or multiple stage transmission - Google Patents

Drum motor with single or multiple stage transmission

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Abstract

The drum motor (4) and transmission (6) are joined to a common carrier element. The arrangement has low running and speed variation for driving a conveyor belt. The single or last transmission stage is a planetary gear whose outer wall is connected to a hollow body in the form of a drive drum arranged concentrically about an inner tube holding the drum motor or about the drum motor and rotatably supported by a drum bearing on the inner tube or drum motor casing. The drum motor and transmission are connected together via a toothed shaft (12) and have a common coolant circuit. The drum motor is connected to a reversal blocking device (10) and/or brake (8) via a toothed shaft (11) on the side remote from the transmission.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommelmotor mit ein- oder mehr­ stufigem Getriebe mit Sanftanlauf und/oder zur Drehzahlverände­ rung, insbesondere zum Betrieb von Gurtförderanlagen.The invention relates to a drum motor with one or more multi-stage gearbox with soft start and / or for speed change tion, in particular for operating belt conveyor systems.

Insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau ist in bezug auf die Wirtschaftlichkeit eine Erhöhung der Förderleistung der Gewinnbetriebe eine stetige Zielsetzung. Hierbei müssen auch die Gurtförderanlagen in den Kohleabfuhrstrecken den gestiege­ nen Anforderungen angepaßt werden. Eine wesentliche Bedeutung kommt dabei dem Antrieb des Gurtförderers zu. Diese Antriebe sollen jedoch möglichst folgende Forderungen erfüllen:Especially in underground coal mining is related an increase in the output of the Profitable companies set a constant goal. Here too The belt conveyor systems in the coal removal lines increased NEN requirements are adjusted. An essential meaning comes to the drive of the belt conveyor. These drives however, should meet the following requirements if possible:

Zum einen sollen möglichst große Motorleistungen erzielt wer­ den, mit denen die Fördergeschwindigkeit erhöht werden kann, andererseits sollen die Antriebe aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse Untertage kompakt mit möglichst geringen Abmessungen ausgebildet sein.On the one hand, the greatest possible engine performance should be achieved the one with which the conveying speed can be increased, on the other hand, the drives are due to the limited Space conditions underground compact with as little as possible Dimensions be formed.

Höhere Antriebsleistungen erfordern im Regelfall stärkere Gurte, die jeweils höhere Herstellungs- und Betriebskosten ver­ ursachen, da die Gurte einem Verschleiß unterliegen. Zur Mini­ mierung der Gurtkosten wird ein Antriebskonzept angestrebt, das bei instationären Betriebszuständen, wie bei dem Beschleunigen oder Stillsetzen, möglichst geringe bzw. keine Zusatzkräfte erzeugt, die aufgrund der gegebenen festen Kennlinien hervorge­ rufen werden. Dies erfordert Antriebe, deren Beschleunigung und Stillsetzung mit sanfter Charakteristik regelbar ist. Die Erfüllung dieser Forderung schafft den Vorteil, daß niedrigere Kräfte für die Verankerung der Antriebe zu berücksichtigen sind.Higher drive powers generally require stronger ones Belts, each ver higher manufacturing and operating costs cause, because the belts are subject to wear. To the mini The belt costs are aimed at a drive concept that in transient operating conditions, such as when accelerating or shutdown, minimal or no additional forces generated, which arise due to the given fixed characteristics will call. This requires drives, their acceleration and Stopping with a gentle characteristic is adjustable. The Meeting this requirement creates the advantage of being lower Consider forces for anchoring the drives are.

Um möglichst große Achsabstände bei Gurtförderern realisieren zu können, ist im Hinblick auf die zuvor erwähnte Minimierung der erforderlichen Gurtfestigkeit der Einsatz von Treibgurt Traggurt-Antrieben erforderlich. Die Gurtantriebe sind hierzu im Hinblick auf den Lastausgleich, ein gleichmäßiges Beschleu­ nigungsverhalten, eine einfache Montage und Demontage und Bau­ gleichheit zum Hauptantrieb anzupassen bzw. auszuwählen.To achieve the largest possible center distances for belt conveyors being able to do so is in view of the aforementioned minimization the required belt strength the use of a driving belt  Carrying belt drives required. The belt drives are for this with regard to load balancing, an even acceleration cleaning behavior, easy assembly and disassembly and construction adjust or select equality to the main drive.

Höhere Gurtgeschwindigkeiten bei Spitzenwerten der Förderlei­ stungen führen ebenfalls dazu, daß flächenspezifisch geringere Lasten als bei langsameren Gurtförderern erreichbar sind, was hinsichtlich der Minimierung der Gurtfestigkeit und der Gurt­ breite Vorteile schafft. Allerdings setzt dies eine Drehzahl­ veränderung bzw. Anpassung der Antriebe voraus.Higher belt speeds at peak values from the conveyor stungen also lead to the fact that less area-specific Loads are achievable than with slower belt conveyors what in terms of minimizing belt strength and belt creates broad advantages. However, this sets a speed change or adaptation of the drives in advance.

Nach dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, Drehstrommo­ toren zu verwenden, die einfach und robust aufgebaut sind. Die Läuferwicklung der sogenannten Kurzschluß- oder Käfigläufer bestehen aus Kupfer-, Aluminium- oder Bronzestäben, die uniso­ liert in die Nuten des Läuferpaketes eingelegt sind und deren Enden durch zwei Kurzschlußringe an den Stirnseiten des Läufers jeweils untereinander verbunden sind. Ferner ist es bekannt, zur Drehzahlsteuerung Phasenanschnittsteuerungen mit Thyristo­ ren und Triacs zu verwenden, die stromsparend arbeiten und mit denen jeweils die benötigte Leistung variabel einstellbar ist.In the prior art, it is also known three-phase current to use gates that are simple and robust. The Rotor winding of the so-called short-circuit or squirrel-cage rotors consist of copper, aluminum or bronze rods, the uniso liert in the grooves of the rotor package and their Ends by two short-circuit rings on the front of the rotor are connected to each other. It is also known for speed control phase control with Thyristo and triacs to use that save energy and with where the required power can be variably adjusted.

Um die relativ hohe Drehzahl des Drehstrommotors (Asynchron­ motors) auf die Drehzahl der Antriebstrommel des Förderbandes reduzieren zu können, sind Getriebe erforderlich, die an den Motor angeflanscht werden müssen. Der Nachteil vieler Motor- Getriebe-Systeme liegt in dem erforderlichen, relativ großen Platzbedarf, der insbesondere im Untertagebau nicht gegeben ist oder nur unter erschwerten Bedingungen geschaffen werden kann.To the relatively high speed of the three-phase motor (asynchronous motors) to the speed of the drive drum of the conveyor belt To be able to reduce, gearboxes are required, which on Engine must be flanged. The disadvantage of many motor Gear systems is the required, relatively large Space requirements that are not available, especially in underground construction or can only be created under difficult conditions.

Um diesem Platzbedarf entgegenzuwirken, ist bereits vorgeschla­ gen worden, eine Trommel mit einer innenliegenden Turbokupplung auszustatten, mit der bei einem Trommeldurchmesser von 800 mm Leistungen von 132 kW erreicht werden. Nachteilig ist die auf­ wendige Füllung der Kupplung mit Flüssigkeit, die durch die Trommel erfolgen muß, schon allein um während des Betriebes abspritzende Flüssigkeit zu ersetzen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine ausreichende Kühlung der Turbokupplung bei höheren Leistungen nicht möglich ist.To counteract this space requirement is already suggested a drum with an internal turbo coupling to be equipped with a drum diameter of 800 mm  Outputs of 132 kW can be achieved. The disadvantage is on agile filling of the coupling with fluid through the Drum must be done, if only during operation to replace splashing liquid. Another disadvantage is that there is sufficient cooling of the turbo coupling is not possible for higher performances.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trommelmotor mit Getriebe der eingangs genannten Art in einer kompakten, aber einfachen Bauweise mit hoher Leistungsdichte zu schaffen, der einen zuverlässigen Betrieb, insbesondere Untertage gestat­ tet.It is an object of the present invention to provide a drum motor with gear of the type mentioned in a compact, but to create simple construction with high power density, which allows reliable operation, especially underground tet.

Diese Aufgabe wird durch den Trommelmotor nach Anspruch 1 gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Trommelmotor in einem Innenrohr befestigt ist und daß die einzige oder die letzte Getriebestufe als Planetengetriebe ausgebildet ist, des­ sen Außenrad mit einem als Antriebstrommel ausgebildeten zylin­ drischen Hohlkörper verbunden ist, der konzentrisch um das Innenrohr angeordnet und über ein Trommellager drehbar auf dem Innenrohr abgestützt ist.This object is achieved by the drum motor according to claim 1 solved, which is characterized in that the drum motor in an inner tube is attached and that the only one or last gear stage is designed as a planetary gear Sen outer wheel with a cylin designed as a drive drum the hollow body is connected, which is concentric around the Arranged inner tube and rotatable on the drum bearing Inner tube is supported.

Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin, daß hohe Lei­ stungsdichten von beispielsweise 250 kW bei 800 mm Trommel­ durchmesser ohne weiteres erreichbar sind, die dann zu Trommel- Umfangsgeschwindigkeiten von 2,5 m/s umgesetzt werden. Eine Turbokupplung mit den vorgenannten Nachteilen ist nicht erfor­ derlich. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird dennoch eine kompakte Bauweise mit geringem Platzbedarf erreicht.The advantage of such an arrangement is that high lei power densities of, for example, 250 kW with a 800 mm drum diameters are easily accessible, which are then Circumferential speeds of 2.5 m / s can be implemented. A Turbo coupling with the aforementioned disadvantages is not required such. Due to the construction according to the invention achieved a compact design with a small footprint.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are in the subclaims described.

So umschließt der zylindrische Hohlkörper zumindest im wesent­ lichen sowohl das Innenrohr als auch das Getriebe, wobei das Innenrohr und das Getriebegehäuse feststehende Wellen bilden. So the cylindrical hollow body encloses at least essentially Lichen both the inner tube and the transmission, the Form the inner tube and the gearbox stationary shafts.  

Hierdurch wird eine kompakte Trommelverlagerung über Flansche des Getriebegehäuses und des Innenrohres mit dem Vorteil erreicht, daß keine besonderen Anforderungen an die Genauigkeit eines Antriebsstatives gestellt werden müssen.This results in a compact drum displacement over flanges of the gear housing and the inner tube with the advantage achieved that no special requirements on accuracy a drive stand must be placed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Trom­ melmotor ein thyristorgesteuerter Drehstrommotor, der vorzugs­ weise als Käfig- oder Kurzschlußläufer ausgebildet ist. Hierbei kann auf die grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannten Thyristorsteuerungen in Form von Phasenanschnittsteuerungen zurückgegriffen werden, welche einen sanften Motoranlauf und/oder Frequenzregelungen eine optimale Drehzahlregelung gestatten. Die betreffende Motorsteuerung bildet mit dem Motor­ gehäuse eine integrierte Einheit. Die Motoren können in allen vier Quadranten betrieben werden und eigenen sich auch als Bremsmotoren für den generatorischen Betrieb und zum Abbremsen der Anlage.According to a further embodiment of the invention, the trom melmotor a thyristor-controlled three-phase motor, the preferred is designed as a squirrel cage or short-circuit rotor. Here can in principle known from the prior art Thyristor controls in the form of phase control be used, which means a smooth motor start and / or frequency controls an optimal speed control allow. The relevant engine control forms with the engine housing an integrated unit. The engines can work in all four quadrants are operated and are also suitable as Brake motors for regenerative operation and for braking the plant.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der zylindrische Hohlkörper als Antriebstrommel einen Elastomerbe­ lag als Außenmantel, der vorzugsweise aus Gummi besteht.According to a further embodiment of the invention, the cylindrical hollow body as a drive drum an elastomer lay as an outer jacket, which is preferably made of rubber.

Um den Motor auch mechanisch abbremsen zu können, ist eine der Antriebswellen des Motors oder des Getriebes mit einer Ring­ scheibe verbunden, deren Drehung mittels einer zugeordneten Scheibenbremse verringert werden kann.In order to be able to brake the engine mechanically, one of the Drive shafts of the engine or gearbox with a ring connected disc, its rotation by means of an associated Disc brake can be reduced.

Vorzugsweise sind sämtliche Trommellager ölgeschmiert, was durch den konstruktiven Verbund der Antriebstrommel mit dem Getrieberaum möglich wird.Preferably, all drum bearings are oil-lubricated, what through the constructive connection of the drive drum with the Transmission space becomes possible.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die eine Schnittansicht einer Antriebs­ trommel mit integriertem Getriebe zeigt.An embodiment of the present invention is in the Drawing shown which is a sectional view of a drive drum with integrated gear shows.

Als Antriebstrommel 1 dient ein mit einem Gummireibbelag als Außenmantel ausgebildeter Trommelkörper, der konzentrisch um ein feststehendes Innenrohr 2 angeordnet ist. Der zylindrische Hohlkörper 1 stützt sich über Trommellager 3 drehbar auf dem Innenrohr 2 ab. Das Innenrohr 3 dient gleichzeitig als Gehäuse eines Drehstrommotors 4, der mit einer Steuereinheit 5 eine kompakte Einheit bildet. Die Steuereinheit 5 besteht aus einer grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannten Thyristor­ steuerung, die als Phasenanschnittsteuerung einen Sanftanlauf des Motors und mit einer Frequenzregelung auch eine Drehzahlre­ gelung der Außentrommel 1 ermöglicht.Serving as the drive drum 1 is a drum body formed with a rubber friction lining as the outer jacket, which is arranged concentrically around a fixed inner tube 2 . The cylindrical hollow body 1 is rotatably supported on the inner tube 2 via drum bearings 3 . The inner tube 3 also serves as the housing of a three-phase motor 4 , which forms a compact unit with a control unit 5 . The control unit 5 consists of a thyristor control known in principle from the prior art which, as a phase control, enables the motor to start smoothly and, with frequency control, also enables the outer drum 1 to be regulated in terms of speed.

An die Motor-Antriebswelle ist ein zweistufiges Getriebe angeflanscht, von dem in der dargestellten Abbildung nur die zweite Stufe sichtbar ist. Das Getriebe ist als Planetenge­ triebe 6 ausgebildet, bei dem die zweite Stufe ein Standge­ triebe darstellt, d. h., der Steg steht fest, während das Hohl­ rad der Endstufe 7 über eine Zahnkupplung den Trommelkörper 1 antreibt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind der Motor 4 sowie das Getriebe 6, 7 im zylindrischen Hohlkörper 1 als Antriebstrommelkörper integriert, womit die Forderung nach einer kompakten Bauweise erfüllt wird.A two-stage gearbox is flanged to the motor drive shaft, of which only the second stage is visible in the illustration shown. The transmission is designed as a planetary gear 6 , in which the second stage is a stand gear, that is, the web is fixed, while the hollow wheel of the final stage 7 drives the drum body 1 via a tooth coupling. As can be seen from the drawing, the motor 4 and the gear 6 , 7 are integrated in the cylindrical hollow body 1 as the drive drum body, which meets the requirement for a compact design.

Zum Abbremsen des Trommelkörpers 1 ist eine Scheibenbremse 8 vorgesehen, die in nach dem Stand der Technik bekannter Weise auf eine mit der Antriebswelle verbundene Ringscheibe unter Vermittlung eines Bremskraftgebers 9 einwirkt.To brake the drum body 1 , a disc brake 8 is provided, which acts in a manner known from the prior art on an annular disc connected to the drive shaft by means of a braking force generator 9 .

Die integrierte Kupplung gemäß der vorliegenden Darstellung hat gegenüber der Turbokupplung den Vorteil, daß hohe Motorleistun­ gen ohne große Verlustleistungen möglich sind, ferner muß nicht der mit der Turbokupplung verbundene Schlupf in Kauf genommen werden. Durch entsprechende Getriebeübersetzungen sind Drehge­ schwindigkeiten des Hohlkörpers 1 von 2,5 m/s bis 5 m/s (Umfangsgeschwindigkeit) ohne weiteres möglich.The integrated clutch according to the present illustration has the advantage over the turbo clutch that high engine performance is possible without large power losses, furthermore the slip associated with the turbo clutch does not have to be accepted. Appropriate gear ratios make the hollow body 1 speeds of 2.5 m / s to 5 m / s (peripheral speed) easily possible.

Claims (6)

1. Trommelmotor mit ein- oder mehrstufigem Getriebe mit Sanftanlauf und/oder zur Drehzahlveränderung, insbesondere zum Antrieb von Gurtförderanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmotor (4) in einem Innenrohr (2) befestigt ist und daß die einzige oder die letzte Getriebestufe als Planetengetriebe (6, 7) ausgebildet ist, dessen Außenrad mit einem als Antriebstrommel ausgebildeten zylindrischen Hohlkörper (1) verbunden ist, der konzentrisch um das Innenrohr (2) angeordnet und über ein Trommellager (3) drehbar auf dem Innenrohr (2) abgestützt ist.1. Drum motor with a single or multi-stage gearbox with soft start and / or to change the speed, in particular for driving belt conveyor systems, characterized in that the drum motor ( 4 ) is fixed in an inner tube ( 2 ) and that the only or the last gear stage as a planetary gear ( 6 , 7 ), the outer wheel of which is connected to a cylindrical hollow body ( 1 ) designed as a drive drum, which is arranged concentrically around the inner tube ( 2 ) and is rotatably supported on the inner tube ( 2 ) via a drum bearing ( 3 ). 2. Trommelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Hohlkörper (1) zumindest im wesentlichen sowohl das Innenrohr (2) als auch das Getriebe (6, 7) umschließt, wobei das Innenrohr (2) und das Getriebege­ häuse feststehende Wellen bilden.2. Drum motor according to claim 1, characterized in that the cylindrical hollow body ( 1 ) at least substantially encloses both the inner tube ( 2 ) and the gear ( 6 , 7 ), the inner tube ( 2 ) and the gear housing form fixed shafts . 3. Trommelmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trommelmotor (4) als thyristorgesteuerter Drehstrommotor, vorzugsweise Käfig- oder Kurzschlußläufer, ausgebildet ist.3. Drum motor according to claim 1 or 2, characterized in that the drum motor ( 4 ) is designed as a thyristor-controlled three-phase motor, preferably a squirrel cage or short-circuit rotor. 4. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Hohlkörper (1) als Antriebstrommel einen Elastomerbelag, der vorzugsweise aus Gummi besteht, als Außenmantel besitzt.4. Drum motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cylindrical hollow body ( 1 ) as the drive drum has an elastomer coating, which is preferably made of rubber, as an outer jacket. 5. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Antriebswellen des Motors (4) oder des Getriebes (6, 7) eine Ringscheibe aufweist, deren Drehung mittels einer zugeordneten Scheibenbremse (8) ver­ ringert werden kann. 5. Drum motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that one of the drive shafts of the motor ( 4 ) or the gear ( 6 , 7 ) has an annular disc, the rotation of which can be reduced by means of an associated disc brake ( 8 ). 6. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Trommellager ölgeschmiert sind.6. Drum motor according to one of claims 1 to 5, characterized characterized that all drum bearings are oil-lubricated are.
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