DE2240202A1

DE2240202A1 - Antrieb fuer foerderbaender

Info

Publication number: DE2240202A1
Application number: DE2240202A
Authority: DE
Inventors: Herbert Eugene Mcginnis
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1973-02-22
Also published as: US3773167A; GB1352097A; JPS5232145B2; AU4540672A; JPS4829170A; AU470991B2; CA986447A; IT965108B; NL7211122A

Description

Dr.-Ing. PoKo Holzhäuser
Dipl.- Met. W. Goldbach

Patentanwälte
605 Offenbach a.M.

IIerrnstr. 37

The B.F. Goodrich Company
Akron, Ohio, V.St.A.

Antrieb für Förderbänder

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Förderbänder und eignet sich insbesondere für am Rand verstärkte Förderbänder gemäß dem deutschen Patent (Patentanmeldung P 22 00 518.1 vom 3.1.1972).

Bs ist lange Zeit hindurch bekannt gewesen, daß eine der Hauptschwierigkeiten bei der Verwendung von Förderbändern zum Transport von Massengütern die ist, daß die zur Überwindung der Reibung erforderliche Spannung mit der Länge zunimmt, so daß sehr lange Förderbänder nicht nur Kosten für Tragkonstruktionen etwa proportional der Länge verursachen, sondern auch ein Band mit einer Längsfestigkeit proportional zur Länge mit dem Ergebnis erfordern, daß die Kosten für das Band etwa proportional dem Quadrat der Länge sind. Gleiche Beschränkungen ergeben sich für Bänder, welche die Last auf eine erhebliche Höhe anheben oder senken. Außer den Kosten haben Förderbänder großer Festigkeit den Nachteil, steif und schwer über die Trag-

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konstruktionen und die Umlenkwalzen zu führen zu sein.

Verschiedentlich sind Vorschläge gemacht worden, die Antrieb skraf tauf die Förderbänder an mehreren Stellen ihrer Länge zu übertragen, so daß die Spannung nur so groß sein soll, daß sie das Band und seine Last von einer Antriebsstelle bis zu nächsten bewegt, und ein Förderband von mäßiger Festigkeit über eine sehr große Entfernung oder eine sehr große Höhe verwendet werden kann· Die praktische Erfahrung ergab bei derartigen Bandförderanlagen, daß unter Bedingungen ungleichmäßiger Belastung, wie sie unvermeidlich beim Beginn und beim Ende einer Arbeit auftreten und auch unter Bedingungen ungleichmäßiger Neigung, wenn etwa ein Sandteil aufwärts und ein anderer abwärts läuft, die Beanspruchung, die in dem Bandteil, der von einem Antrieb erfaßt wird, auftritt, aber nicht in dem von einem andern Antrieb erfaßten Bandteil auftritt, ziellose und nicht vorhersagbare Spannungsstöße der Last verursacht.

Bie Folge waren so unerwünschte oder schädliche Wirkungen, wie Überlastung und Beschädigungen einzelner Motorren oder eine Arbeitsunterbrechung durch Öffnen von Ausschaltern, auch wenn die Gesamtlast nicht abnormal war. Was noch schlimmer war, der unterschiedliche Antrieb als Folge einer Dehnung des Bandes konnte das Auftreten eines Schlaffwerdens in dem Bandteil zwischen aufeinanderfolgenden Antrieben bewirken, so dafl das Band aus sei-

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ner vorgesehenen Bahn geworfen wurde, seine Last verstreute und sich selbst beschädigte»

Infolge der unvorteilhaften Erfahrungen der einen oder anderen Art schlossen neuere Vorschläge für Mehrfachantriebe im allgemeinen umständliche Geschwindigkeitskontrollen oder Querverbindungen ein, die einen glatten Arbeitsablauf und eine richtige Verteilung der Last zwischen den verschiedenen Antrieben sichern sollten. Der- · artige Erschwernisse in der Konstruktion schlucken "wieder viele Erspanisse auf, die sonst gemacht werden könnten und führen außerdem neue Faktoren ein, die nicht vorherzusehende Probleme aufwerfen, und sich nicht als eine Lösung des -Problems angesehen worden.

Gemäß der Erfindung wird ein Förderband durch Eibungseingriff mit einer Anzahl Reifen in Abständen über seine Länge angetrieben, wobei vorzugsweise jeder Reifen sowohl das die Last tragende Trum des Bandes als auch das rückläufige Trum erfaßt, so daß die Antriebskraft mit genau der gleichen Geschwindigkeit an jeder Antriebsstelle in beiden Richtungen übertragen. Zu diesem Zweck muß eine besondere Beziehung zwischen der Dehnbarkeit des Förderbandes und dem "Schlupf" oder der Gescnwin- · digkeitsverringerung an jeder Antriebsstelle beibehalten werden, wenn die Belastung des Motors erhöht wird« Diese Beziehung besteht darin, daß der "Schlupf" von der Geschwindigkeit ohne Last zu der Geschwindigkeit bei voller Last des Motors ein Prozentsatz sein muß,

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der wenigstens das Mehrfache der Dehnbarkeit des Förderbands aus dem entspannten Zustand in den der zulässigen Sicherheitsspannung sein muß. Vorzugsweise beträgt der Prozentsatz des Schlupfs in den Antriebsmotoren das Zahnfache des Prozentsatzes der Dehnbarkeit des Bandes, auf seine entspannte Länge bezogen.

Das Förderband selbst ist vorzugsweise eines mit Längsverstärkung in der Form eines oder mehrerer Paare von Stahlkablen, die nur in den Händern des Bandes angeordnet sind, so daß die Antriebskraft auf die ^eile des Bandes übertragen werden kann, welche die Längsverstärkung enthalten, ohne daß der Transport der Last in der trogförmigen Mitte des Bandes beeinträchtigt wird. Ebenso vorzugsweise sitzt ein Paar angetriebener Reifen auf einer Achse und erfaßt gleichzeitig den Boden der Bänder des die Last tragenden Trums des Bandes und die Oberteile der Ränder des rückläufigen Trums, wobei zusätzliche Reifen auf zwei weiteren Achsen die Ränder dtax gegen die angetriebenen Reifen drücken, um ein Überlaufen zu vermeiden.

In der beigefügten Zeichnung ist

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines trogförmigen Förderbandes, das von einer Anzahl gleichartiger Antriebe angetrieben wird, die über seine Länge verteilt sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines einzelnen Antrieb·, von der Linie 2-2 der Flg. 3 gesehen, und

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Fig. 3 eine Ansicht eines einzelnen Antriebs.

Der Antrieb gemäß der Erfindung wird vorzugsweise mit einem flachen Förderband 10 aus Kautschuk oder ähnlichem Elastomermaterial benutzt, der eine Längsverstärkung in Form von Stahlkabeln 11 hat, die in die verdickten Ränder 12 gesetzt sind, und Querverstärkungen besitzt, welche die Ränder für eine Unterstützung der Last 13 aus einem Massengut in der trogförmigen Mitte 14 des Förderbandes verbinden.

Das Band 10 läuft über die üblichen vordere Rolle 20 und hintere Rolle 21. Die üblichen Stützen und Spannvorrichtungen für die vordere und hintere Rolle wie auch die üblichen trogbildenden Rollen und Leerlaufrollen für die Unterstützung des rückläufigen Bandtrums sind nicht gezeigt. Eine Anzahl übereinstimmender Antriebe 25 sind über die Länge des Bandes 10 verteilt.

Jeder Antrieb umfaßt einen Rahmen 26 zum Tragen von Lagern für eine angetriebene Mittelachse 27 und zur Führung einer unteren, nicht angetriebenen Achse 28 und einer oberen nicht angetriebenen Achse 29· Das Lager 30 für die angetriebene Achse 27 sitzt in dem Rahmen fest, während der Halter 31 für die untere, nicht angetriebene Achse 28 und der Halter 32 für die obere, nicht angetriebene Achse 32 senkrecht in senkrechten Stirnkanälen 33 und 34 gleiten können. An der angetriebenen Achse 27 ist ein Paar Reifen 35 befestigt, die im wesentlichen flache Laufflächen haben, die vorzugsweise mit quer ge-

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rippten. oder gezackten Profilen der Art versehen sind, die bekanntermaßen einen festen Reibungseingriff mit den Rändern 12 des Bandes 10 hervorrufen, ohne eine seitliche Kraft auf dieses auszuüben, wie die seitlich verlaufenden Zickzackprofile, die in Fig. 3 gezeigt sind.

Die Reifen müssen aus einem Werkstoff gemacht sein, der einen hohen Reibungskoeffizienten und hohen Verschleiß-Widerstand zeigt, wie etwa Kautschuk oder ähnliche Elastomere, die bei der Herstellung von Fahrzeugreifen verwendet werden. Sie müssen radial eleastisch genug sein, um normale Stärkenunterschiede an verschiedenen Stellen der Bandlänge wie auch etwaige Mengen der Traglast des Bandes aufzunehmen, und zu diesem Zweck können sie luftreifen, aber auch als kräftige Gehäuse mit einem Dauerfüllstoff, wie einem elastischen Schaummaterial, oder sogar aus festem Elastomer hergestellt sein, wenn sie die genügende Stärke haben, um eine erhebliche Elastizität zu gewährleisten. Zur Zeit werden flache Laufflächenreifen mit einem im wesentlichen undehnbaren Gürtel unter der lauffläche bevorzugt, die für den Gebrauch als Luftreifen hergestellt, aber mit einem druckfest gemachten Schaum aus Elastomer gefüllt werden, um die Notwendigkeit einer wiederholten Einstellung des Aufblasdrucks auszuschalten.

Da die Reifen 35 in Antriebseingriff mit dem die Last tragenden Trum als auch dem rückläufigen Trum des Bandes 10 stehen, ist es wünschenswert, daß die Laufflächen der

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Reifen genügend Biegsamkeit am Umfang haben, um einen rollenden Eingriff ohne Schlupf sowohl mit dem oberen als auch dem unteren Trum des Bandes zu gestatten, selbst wenn eines unter geringer und das andere unter sehr hoher Spannung steht. Das Nachgeben der Auszackungen in den Reifenlaufflächen ist im allgemeinen ausreichend dafür, wenn die Längsverstärkung des Förderbands derart ist, daß sie ein Strecken auf einen Bruchteil eines Prozents begrenzt.

Da das Ausbauchen des Bandes 10 für das Zurückhalten seiner Last 13 die Ränder in dem oberen, die Last tragenden Trum des Bandes etwas stärker als in dem flachen, rückläufigen Trum zusammenzieht, werden die Reifen 35 breit genug gemacht, um die'Ränder 12 des Bandes 10 über die ganze Breite sowohl im oberen als auch im unteren Trum des Bandes zu erfassen. Vorteilhaft wird nahe jedem Reifen 35 an der dem Band abgewandten Seite ein Plansch angebracht, der einfach eine Metallscheibe ist, die als Führung dient, um das untere Trum des Bandes 10 an einem Wandern in eine Stellung zu hindern, in der es sich an dem Rahmen 26 scheuern könnte.

Die untere, nicht angetriebene Achse 28 trägt ein Paar Reifen 37 und eine mittlere Trommel 38. Die Reifen 37 sind im wesentlichen die gleichen wie die angetriebenen Reifen 35, abgesehen davon, daß sie nur so breit wie die Ränder 12 zu sein brauchen, welche die Yerwtärkungskabel 11 enthalten. Die Trommel 38 hat denselben Durchmes-

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ser vie die Laufflächen der unteren Reifen 37 und dient dazu, die Mitte des rückläufigen Trums des Bandes gegen Durchhängen zu schätzen. Die obere nicht angetriebene Achse 29 kann in ihrer Mitte einen nach oben gebogenen Teil 39 haben, um einen freien Raum für die Last 13 auf dem Band zu schaffen. Beiderseits des Bogens 39 trägt die obere Achse 29 zwei nicht angetriebene Reifen 40, die den unteren, nicht angetriebenen Reifen 37 gleichen. Vorteilhaft werden Plansche 41 an der Außenseite jedes oberen Reifens 40 als Führungen für das die Last tragende Trum des Bandes vorgesehen.

Der Halter 31 für die untere Achse 28 ruht auf einer Stellschraube 42, deren Druck nachgiebig von einer Feder 43 übertragen wird. Auf ähnliche Weise wird der Halter 32 für die obere Achse 29 nach unten durch eine Stellschraube 44 über eine Feder 45 gedrückt. Bin Entfernen der Achsen 27, 28 und 29 ist mittels eint aufgeschraubten Kappe 46 vorgesehen, welche die oberen Enden der senkrechten Kanäle 33 und 34 verbindet.

Die angetriebene Achse 27 ist mit einem Antriebsmotor 50, vorteilhaft durch eine geeignete, zwangeläufige Antriebsverbindung, wie ein Untersetzungsgetriebe 51 und einen in Fig. 3 gezeigten, lautlosen Kettenabtriti), verbunden. Der Antrieb muß einer sein, der von selbit mit einer etwas geringeren Drehzahl antreibt, wenn die Arbeisbelastung zunimmt. Werden elektrische Antriebsmotor« verwendet, kann das erreicht werden, indem man Nebenschlußmotore, die mit Gleichstrom arbeiten, oder Kurz-

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schlußläufermotore benutzt,, die mit Dreiphasenwechselstrom arbeiten.

Ist das Band 10 in Längsrichtung durch Stahlkabel 11mit einer Dehnbarkeit von etwa 7^ bei zulässigen Spannungswerten verstärkt, sind normale Kursschlußläufermotore mit einem Schlupf von unbelastet bis Vollast im Bereich von 3 fobls 5 f° im allgemeinen geeignet, obgleich für manche Zwecke Motore mit hohem Anlaßmoment und mittlerem Schlupf mit Schlupfwerten von 7 % bis 12 $,wünschenswerter sein können. Das gibt ein Verhältnis von Motorschlupf zur Banddehnbarkeit von etwa 12- zu 20 im einen Fall und von 28 bis 48 im andern Fall»

Im Betrieb dieses Bandförderers mit Mehrfachantrieb müssen normalerweise alle diese verschiedenen .Motore gleichzeitig in Gang gesetzt und gleichzeitig abgeschaltet werden, um eine Überlastung eines der Motore oder die Übertragung einer übermäßigen Spannung auf einen ^eil des Bandes zu vermeiden. Das wird ohne weiteres mit einer normalen Motoranlaßvorrichtung erreicht.

Wegen der ungewöhnlich geringen Dehnbarkeit der Stahlkahel 11, welche die Längsverstärkungen darstellen, ist es nicht möglich, daß eine irgendwie bedeutende Dehnung irgendwo in dem -Band auftritt und irgendwo in dem Band ein nachteiliges Durchhängen bewirkt. Statt dessen wird, wenn eine wesentliche örtliche Belastung an irgendeiner Stelle des Bandes die Geschwindigkeit herabsetzt oder die Beschleunigung verzögert, die ausreicht, einem der

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Motore zusätzliche Last aufzubürden, die Geschwindigkeit des ganzen Bandes und damit die Drehzahl aller gleichen Antriebsmotore in gleicher Weise verringert, und die Arbeitslast wird ziemlich gleich zwischen alle Motore verteilt. Da die Antriebe sowohl auf das die. Last tragende Trum als auch das rückläufige Trum des Bandes wirken, kann selbst eine schwere Last nahe dem Abwurfende kein Problem bedeuten, weil die verschiedenen Antriebe sich durch gleichmäßiges Ziehen an dem Rücklauftrum des Ban des die Arbeit teilen.

Obgleich es zur Zeit vorgezogen wird, die Antriebskraft auf ein Paar Reifen zu übertragen, die gleichzeitig auf beide Trumme des Förderbandes wirken, kann es manchmal genügen, die Antriebskraft nur auf das die Last tragende Trum zu übertragen. Außerdem kann es manchmal zweckmäßig sein, das untere Paar oder das obere Paar Reifen in einem Antrieb mit drei Reifenpaaren übereinander anzutreiben, wobei das Zwischenpaar durch Reibung durch die Bewegung des Bandes selbst angetrieben wird.

Unter besonders schwierigen Belastungsbedingungen als Folge sehr großer Längen oder sehr großer Höhenunterschiede kann ein zwangsläufiger Antrieb aller sechs Reifen oder vielleicht auch die Anordnung einer Mehrzahl von Reifenpaaren in dichter Folge längs des Bandes wünschenswert sein, wobei alle Reifen in der Zwischenlage oder alle Reifen in allen Lagen der Anordnungen an einen Antriebsmotor zur übertragung der Antriebskraft durch ver-

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schiedene Reifenpaare oder durch alle Reifen gleichzeitig angeschlossen sind.

Die Förderbandanlage gemäß der Erfindung scheint zum ersten Mal auf eine besonders einfache und praktische Weise das Problem des Betriebes von Förderbändern auf große Entfernungen und über sehr große Höhen gelöst zu haben.

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Claims

Ansprüche

. !Antrieb für Förderbänder zur "Übertragung einer Bewegung — auf das Band, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Paar angetriebener Reifen (35) zur Einwirkung nur auf die Ränder (12) des Förderbands (10) und einem weiteren Paar (40) von Reifen besteht, welche das Band (10) an die angetriebenen Reifen drückt.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel (29» 33» 34) zum Einstellen des Drucks der anderen Reifen (40) auf die angetriebenen Reifen (35) hat.
3» Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Reifen (40) auf die Ränder (12) des oberen Trums des Bandes (10) an die angetriebenen Reifen (35) und ein weiteres Paar Reifen (37) die Ränder (12) des unteren Bandtrums an die angetriebenen Reifen (35) drückt.
4. Antrieb nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Reifen (35, 40, 37) ein gezacktes Profil auf einer schmiegsamen Karkasse haben.
5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifen (35, 40, 37) durch Innendruck geweitet werden.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifen (35, 40, 37) eine im wesentlichen zylindrische Laufflächen haben, wenn sie keine äußere Last tragen.

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7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifen (35, 40, 37) eine lauffläche haben, welche am Umfang Antriebskräfte überträgt, die frei von seitlichen Komponenten sind.
8. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Reifen (35) von einem Motor (50) betätigt werden, der beim Arbeiten unter Last einen merklichen Schlupf hat ο
9. Antrieb nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem Förderband (10), dadurch gekennzeichnet, daß seine Ränder (12) nur von den angetriebenen Reifen (35) und den anderen Reifen (40, 37) erfaßt werden.
10. Antrieb nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (10) seine Längsverstärkungen (11) im wesentlichen in den Rändern (12) hat.
11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstärkungen (11) im wesentlichen undehnbar sind.
12. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mehrfachantriebe (25) an einem einzelnen Band (10) vorgesehen sind.
13· Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an einem einzelnen Band (10) Mehrfachantriebe (25) vorhanden sind.

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14. Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reifenpaar (40) die Ränder des oberen Trums des Bandes (10) gegen die angetriebenen Reifen (35) und ein anderes Reifenpaar (37) die Ränder des unteren Trums des Bandes gegen die angetriebenen Reifen druckt.
15. Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten (25) in den Arbeitscharakteristiken übereinstimmen.
16. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (25) Hotore (50) mit einem Anteil an Schlupf bei Arbeit unter Vollast haben, der das Mehrfache des Anteils an Dehnbarkeit des Bandes (10) bei voller, zulässiger Spannungsbelastung ist.

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