DE2608526A1 - Becherkettenfoerderer zum befoerdern von ungeordnetem gut unter rueckgewinnung von energie - Google Patents

Description

Becherkettenförderer zum Befördern von ungeordnetem Gut unter Rückgewinnung von Energie.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Becherkettenförderer zum Fördern von ungeordnetem Gut unter Rückgewinnung eines Teils der potentiellen Energie des Fördergutes während der Förderung längs einer senkrechten oder steilen Bahn.

Gewisse Minen sind bisher unabhängig vom Gehalt an abbauwürdigem Mineral wegen der übermäßig hohen Transportkosten bis zur Verarbeitungsstelle nicht ausgebeutet worden. Dies gilt insbesondere für solche Minen, die an sich einen Tagebau zulassen wurden, die aber wegen des Vorkommens im Gebirge für den Abtransport des jeweiligen Minerals sehr erhebliche Gewinnungskosten verursachen wurden.

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Das Errichten hydroelektrischer Wehre oder auch von Stapelwehren oder Wallwehren erfordert das Stapeln einer großen Menge der Mineralien. Von derartigen Maßnahmen wird daher abgesehen, da der Abtransport der großen Mineralmengen mit sehr erheblichen Kosten verbunden ist.

Man kennt bereits Transporteinrichtungen für das Rohmaterial, die ohne Zugabe von Energie arbeiten und bei denen gefüllte Kippmulden oder Karren oder ähnliche Geräte die Beförderung übernehmen. Es wird hierzu auf Wagenkarussells verwiesen, auf denen gefüllte Waggons auf einer leicht gegen die Waagerechte geneigten Bahn zum Entladen gefördert werden und die man vielfach im Bergbau vorfindet. Auch gibt es bereits Drahtseilbahnen, die mit zwei Kippmulden arbeiten und bei denen das Hochziehen der jeweils gefüllten Kippmulde durch eine leere Gegenmulde erfolgt, die durch Wasserballast so beschwert ist, daß ihr Gewicht ausreicht, um die andere Kippmulde zu fördern.

Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung einer Becherkettenförderung zum Befördern von ungeordnetem Gut, die nicht nur ohne Zufuhr von Energie arbeitet, sondern auch die Möglichkeit gibt, einen Teil der potentiellen Energie zurückzugewinnen, die bei der Beförderung des Gutes nach unten frei wird.

Hiernach betrifft die Erfindung einen Becherkettenförderer zum Befördern von ungeordnetem Gut auf einer senkrechten und stark geneigten Bahn nach unten und der einen endlosen Kettenförderer umfaßt, welcher Mulden oder Becher aufweist, die von einer .Aufgabestelle nach einer Abgabestelle befördert werden, wobei die Aufgabestelle höher liegt als die Abgabestelle und die Fördermittel während des Niederganges gefüllt und beim Aufwärtsgang geleert sind. Erfindungsgemäß ist bei einem Becherkettenförderer der vorgenannten Art die Förderkette an eine Einheit eines Energieerzeugers angeschlossen. Dieser Energieerzeuger bremst zwar beim Niedergang der gefüllten Becher

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oder Bechermulden deren Niedergang etwas ab, gibt aber die Möglichkeit, einen Teil der potentiellen Energie, der beim Niedergang dieser Teile erzeugt wird, zurückzugewinnen. Als Energieerzeuger dient vorteilhaft ein Erzeuger für elektrischen Strom, der ein Generator oder ein Stromwandler sein kann und etwa an einen Luftverdichter angeschlossen ist, welcher die verdichtete Luft speichert.

Die gespeicherte verdichtete Luft dient bevorzugt zum Betrieb einer Luftturbine, die mit der Quelle der elektrischen Kraftmaschine gekuppelt ist und gegebenenfalls ein Absinken der Umlaufgeschwindigkeit dieser Kraftmaschine verhütet. Sie kann aber auch eingesetzt werden zum Betrieb eines dem Becherkettenförderer zugeordneten Staplers.

Vorteilhaft erfolgt der Betrieb der Turbine und der verdichteten Luft über einen selbsttätigen Drehzahlregler, sobald die Umlaufgeschwindigkeit der elektrischen Antriebsmaschine unter einen vorbestimmten Wert absinkt.

Die Ausgangsstation des neuen Becherkettenförderers umfaßt vorteilhaft auch ein Wagenkarussell, das auf einem leicht gegen die Waagerechte geneigten Schienenkreis läuft, wobei jeder der an der Abgabestation vorbeigeführten Kettenbecher zum Zusammenwirken mit einem der Wagen des Karussells ausgebildet ist, um ein selbsttätiges Beladen des Kettenbechers mit dem Inhalt des Wagens herbeizuführen. Die Kettenbecher sind dabei auch mit einer Einrichtung versehen, durch die die geleerten Wagen freigegeben werden, damit der folgende gefüllte Wagen zum Entleeren angesetzt werden kann.

Weitere Vorteile und Vervollkommnungen des neuen Becherkettenförderers ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Schema einer Abgabestation des neuen Becherkettenförderers für ungeordnetes Gut,

Fig. 2 das Schema der die Fig. 1 ergänzenden Empfangsstation, Fig. 3 eine Einzelheit zu der Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 4 eine Seitenansicht zu der Fig. 3 in Richtung der Pfeile IV - IV der Fig. 3.

Nach der Fig. 1 hat ein Gebirge 1 eine steilabfallende Flanke 2 und eine etwa waagerecht verlaufende Oberkante 3, auf der sich das abbaubare Material befindet. Diese Abgabestelle des Materials umfaßt einen demontierbaren Metallrahmen 5 aus kräftigen Profilträgern. Dieser Metallrahmen 5 bildet eine Stützplattform 6. Die Plattform 6 steht über die Oberseite 3 des Gebirges vor. Die Plattform 6 trägt an der Unterseite des vorstehenden Teils eine Wiege 7 aus zwei senkrechten Streben 9 und einer waagerechten Strebe 10, die einen oberen Lagerblock 11 trägt. Dieser obere Lagerblock 11 nimmt die Achse 12 einer Trommel 13 auf. Die Trommel 13 trägt zwei Kettenräder 14, auf denen zwei andere parallele endlose Ketten 15 geführt sind. Die Ketten 15 tragen nach außen aufragende Kettenbecher 16. Die Ketten 15 sind in regelmäßigen Abständen durch Rollen 17 unterstützt, die von Stützen 18 getragen sind. Diese Stützen 18 sind an der Flanke 2 des Gebirges 1 angeordnet. Die Wiege 7 ist durch eine Stütze 8' gegen die Flanke 2 abgestützt .

Die Plattform 6 trägt ein in einem Kreis verlegtes Gleis 19, das leicht gegen die Waagerechte und zur Flanke abfallend an·* geordnet ist. Das Gleis 19 erstreckt sich über einen Bereich, der etwa senkrecht über der Trommel 13 liegt. Auf dem Gleis

19 ist in einem Kreisbogen umlaufend eine Mehrzahl von Wagen

20 geführt, von denen in der Fig. 1 jedoch nur einer in der Entleerungsstellung gegenüber dem dargestellten Kettenbecher

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16 wiedergegeben ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Ankunftsstation 21 für die von den Ketten 15 geförderten Kettenbecher 1b. In einer Ni^-sche 22 der Flanke 2 des Gebirges 1 ist eine untere Plattform 23 aus Profileisen von starkem Querschnitt untergebracht.

Das ausladende Ende 23a der Plattform 23 trägt einen Lagerblock 24, in dem die Achse 25 einer unteren Trommel 26 geführt ist, die ebenfalls zwei Zahnscheiben 14 aufnimmt, die mit den Zahnscheiben der oberen Trommel übereinstimmen. Diese unteren Zahnscheiben entsprechen den oberen Zahnscheiben 14. Die beiden Ketten 15 sind über die Trommel 26 geführt. Die Fig. 2 zeigt einen sich gerade in der Entleerung befindlichen Kettenbecher 16. Der Kettenbecher 16 hängt dabei mit nach unten gerichteter Abgabeöffnung über einer darunter befindlichen Kipplore 27, die auf einem Gleis 28 verschiebbar ist. Das Fassungsvermögen der Kipplore 27 ist dabei wichtiger als dasjenige der Aufgabewagen 20.

Eines der Kettenräder 14 der Trommel 26 trägt konzentrisch zur Achse 25 einen Zahnkranz 29. Dieser kämmt mit einem Kegelritzel 30, das fest auf einer Welle 31 sitzt, so daß der Zahnkranz 29 im Gleichlauf mit den Ketten 15 angetrieben ist. Die Welle 31 führt in einen Getriebekasten 32, aus dem eine Welle 33 herausgeführt ist. Die Welle 33 ist mit einer Welle 34a eines Elektromotors 34 fest verbunden. Der Elektromotor 34 sitzt auf der Plattform 23. Eine vorgeschaltete Kuppelmuffe 33a dient zum Ausgleich etwaiger Längenunterschiede zwischen den Wellen 33 und 34a. Die Wellen 31, 33 und 34a sind in fünf gleichachsig angeordneten und untereinander gleichen Lagern 35 geführt.

Die Welle 33 treibt einen auf der unteren Plattform 23 vorgesehenen Verdichter 36 an, der verdichtete Luft in einen Speicher 37 drückt. Dieser ist zur Vereinfachung der Darstellung in einem Ausschnitt 38 des Gebirges 1 untergebracht. Die

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verdichtete Luft wird dem Speicher 37 durch eine mit einer Rückschlagklappe 40 versehene Leitung 39 zugeführt.

Die Welle 33 trägt eine Druckluftbremse 41, die über eine Leitung 42 mit Überdruckauslaß 43 an den Speicher 37 angeschlossen ist. Die Druckluftbremse 41 gibt im Bedarfsfall die Möglichkeit zum Abschalten der Kettenbecher 16. Eine mit Druckluft betriebene Turbine 44, die von der Welle 33 angetrieben ist, ist durch eine Leitung 45, die einen Auslaß 46 hat, an den Speicher 37 angeschlossen. Die Turbine 44 hat einen in der Regel verschlossenen Schieber 47, über den Luft zuführbar ist, und einen Regler 48, der in eine Offenstellung anhebbar ist. Die Plattform 23 trägt eine Stütze 49, an deren Ausleger die Achse 50 eines Fliehkraftreglers 51 angeschlossen ist. Die Achse 50 ist über ein Kegelradgetriebe 52, 53 mit der Turbinenwelle 33 gekuppelt.

Der Regler 48 ist durch die gewichtsbelasteten Stangen 51a und eine Scheibe 51b nach oben verschiebbar.

Der Schieber 47 wird beim Niedergang der Reglereinrichtung 51, 51a aus einer Mittelstellung nach unten verschoben. Durch diese Reglereinstellung 51, 51a kann somit ein gewisses Abweichen der Umlaufgeschwindigkeit der Antriebswelle 34a des Elektromotors 34 ausgeglichen werden.

Die Fig. 2 zeigt noch einen Spannungsregler 54 für die Förderketten 15. Ein Schwenkarm 56 trägt eine Rolle 55 und verstellbar an dem ausladenden Ende ein Belastungsgewicht 57. Der Schwenkarm 56 ist von einem Tragzapfen 58a der Stütze gehalten, die an der Flanke 2 des Gebirges 1 befestigt ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen in größerem Maßstab eine Einzelheit zu der oberen Umkehrstation 4 der Ketten 15 und des ausladenden Endes 6 der oberen Plattform. Diese obere Plattform 6 umfaß zwei Hauptträger 59, zwischen denen die Kettenbecher 16

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frei hindurchtreten können. Die beiden Hauptträger 59 tragen an der Unterseite nahe der Vorderkante, wie zu der Fig. 1 bereits beschrieben, zwei einander parallele Hängeträger 9, deren Enden durch einen Querträger 10 miteinander verbunden sind und durch eine Stütze 8 gegen die Flanke 2 des Gebirges 1 abgestützt sind.

Die Fig. 3 läßt insbesondere die Zuordnung eines Kettenbechers 16 zu den Hauptträgern 59 und der Hängeträger 9 erkennen. Jede Kette 15 besteht aus aneinander gelenkten kurzen Laschen 15a, die durch einen Hohlzapfen 15b, Nietstift 15c und Scheibe 15d miteinander verbunden sind. Die Länge der Laschen 15a entspricht der Teilung 14a der Kettenräder 14.

Zum Anhängen der Kettenbecher 16 dienen vier Hohlzapfen 60, zwischen denen die Kettenbecher 16 an längeren Kettenlaschen 61 befestigt sind. Die Kettenbecher 16 sind aus Blech gefertigt und miteinander verschweißt. Die Seitenbleche haben in etwa die Form eines Dreiecks mit großer Öffnungsweite 16a, so daß das einzufüllende Gut bei Aufgabe von oben leicht eingefüllt und aufgefangen werden kann. Die Öffnung der Kettenbecher 16 befindet sich in der Füllage annähernd waagerecht.

Von der Unterseite der Kettenbecher 16 stehen zwei zueinander parallele Rippen 16b vor, von denen jede mit zwei Löchern für die langen Zapfen 60 der langen Kettenlaschen 61 versehen ist. Mittels dieser Löcher sind die Rippen 16b der Kettenbecher 16 an den Laschen 61 befestigt. Beim Umlauf der Kettenbecher 16 über die Kettenräder 14 bleibt jeweils eine Zahnlücke 14b unbenutzt. Die langen Zapfen 60 arbeiten mit den Zahnlücken 14b zusammen. Durch diese Anordnung werden die Kettenbecher 16 beim Umlauf um die Kettenräder 14 während des FUllvorgangs aufnahmebereit gehalten.

Die Fig. 4 läßt erkennen, daß die beiden Zahnscheiben 14 der oberen Trommel 13 auf der Achse 12 durch nur vier Abstandsstege 62 gehalten sind, welche durch Muttern 62a gesichert sind.

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Die obere Plattform 6, insbesondere deren Hauptträger 59 nehmen auf Traversen 19b ein Gleis 19 auf. Mit dem Gleis 19 laufen hintereinander einzelne ¥agen 20, deren Folge durch ihren Rädern 70 zugeordnete Prallbleche 63 bestimmt ist. Die Wagen 20 bewegen sich in einer geschlossenen Bahn und laufen dabei wegen der geringen Neigung des Gleises 19 gegen, die Waagerechte selbsttätig in den Bereich der Kettenbecher 16, in welchem sie dann entleert werden.

Der jeweils in der Entleerungsstellung sich befindende Wagen 20 ist in dieser Stellung durch einen Anschlag 65 fest angehalten, der an einem von einem der Hauptträger 59 aufgenommenen Pfosten 66 sitzt. (Vergleiche Fig. 3) An dem Pfosten 66 ist um einen Bolzen 67a schwenkbar ein C-förmiger Hebel 67b angelenkt. Der Hebel 67b ist durch eine Zugfeder 68 in einer solchen Stellung gehalten, daß sich der obere Schenkel vor einen Anschlag 69 des Wagens 20 legt. Die Räder 70 der Wagen 20 stehen beiderseits des Aufnahmebehälters für das zu fördernde Gut über. Die Bodenplatte 71 kann um eine Achse 72 der Wagen 20 kippen. Ein ausreichend groß gewä-rhltes Gegengewicht 73 hält dabei die Wagen 20 aufrechtstehend. Dieses Gegengewicht 73 liegt der Achse 72 gegenüber. Die dem Gegengewicht 73 gegenüberliegende Seitenwand des Wagens 20 hat drei durch Federn 74b in der Schließlage gehaltene Riegel 74, die um Zapfen 74a schwenken. Sie sichern die Bodenplatte 71 des Wagens 20 in der Schließlage. Die Nasen 74c der Riegel 74 sind leicht angeschrägt, um ein Unterfassen der Bodenfläche zu erleichtern. Die Lage der Riegel 74 ist iiasfce sondere der Fig. zu entnehmen.

Zwei aus Blech gefertigte Anschlußstücke 75 sind an der Unterseite des Bodens 71 eines jeden Wagens 20 vorgesehen. Sie liegen etwa in der Mitte zwischen den drei Riegeln 74. An der Außenseite der Wagen der Kettenbecher 16 sind über deren offenen Kante 16a überstehend drei Anschläge 76 vorgesehen, die mit den Nasen 74c zusammenarbeiten. Die Anschläge 76 stehen soweit über die Oberkante 16a der Kettenbecher 16 über, daß

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sie die Nasen 74c der Riegel 74 aus der Bodenplatte der Wagen 20 ausheben, so daß diese um die Achse 72 zum Entleeren des Wageninhalts ausschwenken kann.

Nach dem Entleeren der Wagen 20 wird die Bodenplatte 71 unter dem Einfluß des Gegengewichts 73 zurückgesehwenkt und die Riegel 74 werden unter der Belastung durch die Feder 74b mit den Nasen 74c wieder unter die Bodenplatte 71 zurückgebracht. Eine weitere Bewegung der Kettenbecher 16 führt zum Kontakt der Anlagestücke 75 mit zwei Anlagerollen 77a, die den Oberrand I6a der Kettenbecher 16 überragen. Ein ebenfalls den Oberrand 16a der Kettenbecher 16 überragender Metalldaumen 78 am hinteren Ende der Kettenbecher 16 kommt bei diesem Fortgang der Kettenbecher 16 in die Grundstellung zur Anlage an den unteren Schenkel 67c des C-förmigen Hebels 67 und schwenkt diesen entgegen der Wirkung der Feder 68 nach unten, so daß dieser Schenkel 67c den Anschlag 69 freigibt. Der in der Entleerungsstellung über dem Kettenbecher 16 befindliche und soeben geleerte Wagen 20 kann somit auf dem Gleis 19 weiter verschoben werden, so daß also der nachfolgende Wagen 20 in die Entleerungsstelle über den Kettenförderer gelangen kann, der dann durch den Hebel 67 und Anschlag 69 in der Entleerungsstellung festgehalten wird, bis auch er durch die vorbeschriebene Mechanik entleert worden ist.

Der vorbeschriebene Becherkettenförderer mit der Aufgabestation 4 und der Abgabestation 21, die durch die endlose Kette 15, welche die Kettenbecher 16 trägt, miteinander verbunden sind, arbeitet somit unter Ausnutzung der potentiellen Energie, die beim Niedergang der gefüllten Kettenbecher 16 von der Aufnahmestation 4 zu der Abgabestation 21 frei wird. Das Fördergut wird in die Wagen 20 in einer durch die Ausladung der oberen Plattform 4 bestimmten Menge eingegeben. Das Beladen der Kettenbecher 16 aus den Wagen 20 erfolgt selbsttätig in der Aufgabestation 4. Auch das Einfahren der Wagen 20 in die Entleerungsstelle ist selbsttätig gesteuert, wobei der

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jeweils folgende Wagen 20 seinen Inhalt auch an den jeweils nachfolgenden Kettenbecher 16 abgibt. Die Laufrichtung der Ketten 15 in Richtung der eingezeichneten Pfeile 15a ergibt sich aus dem Gewicht der beladenen Kettenbecher 16, die ihren Inhalt erst an der unteren Abgabestation 21 abgeben. Der über die Wellen 31, 33 und 34a zugekuppelte Stromerzeuger 34, dessen Umlaufgeschwindigkeit konstant gehalten ist, sorgt für die zum Betrieb des Becherkettenförderers erforderliche Energie. Der Speicher 37 dient dabei gegebenenfalls als Bremseinrichtung, da die erzeugte Druckluft auch zum Regeln der Drehzahl des Stromerzeugers 34 eingesetzt werden kann. Diese Geschwindigkeitsregelbarkeit ergibt sich auch aus der Verwendung der Turbine 44, deren Drehzahl durch den Fliehkraftregler 51 einstellbar ist.

Sofern es sich bei dem geförderten Gut um Mineralien handelt, werden diese einem Verarbeitungswerk zugeführt. Die Kettenbecher 16 können aber auch unmittelbar zur fortlaufenden Errichtung eines Deiches, einer Talsperrenmauer oder dergleichen Bauwerke eingesetzt werden. Das Beladen der Kettenbecher 16 in der Aufgabestation 4 kann hydraulisch durch eine an den Speicher 37 angeschlossene Druckluftleitung 37a erfolgen, die längs der Flanke 2 des Gebirges 1 bis zur Aufgabestation 4 hochgeführt ist. Die Schaffung einer Freizone, etwa in der Höhe der Abgabestation 4, bietet insbesondere beim Einsatz des neuen Becherkettenförderers für einen Deich, Damm oder eine Talsperre die Möglichkeit zum Errichten eines Werkes für die Ausnutzung von Sonnenenergie.

Zum Ausbeuten von Minen im Gebirge vergewissert man sich vorteilhaft, ob mit dem neuen Becherkettenförderer die Beförderung des geförderten Materials zu den tiefer gelegenen ■Verarbeitungsstellen auch die Beseitigung der nichtverwendbaren Abbaustoffe möglich ist, damit diese etwa erforderliche Lagerung an den Verarbeitungsstellen keine Schwierigkeiten bereitet.

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Der neue Becherkettenförderer ist insgesamt leicht zerlegbar ausgebildet, damit sein Einsetzen auch an anderer Stelle möglich ist, und zwar insbesondere dann, wenn der Becherkettenförderer zunächst für den Bau einer Staumauer benötigt wurde und dann für andere Zwecke eingesetzt werden soll.

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Claims (4)

1. - 12 -

   Patentansprüche :

   Becherkettenförderer aus einer mit einzelnen Bechern versehenen endlosen Kette, die zwischen einer Aufnahmestation und einer wesentlich tiefer gelegenen Abgabestation gespannt ist, und der zum Fördern von ungeordnetem Gut, etwa Mineralien dient, und dessen Becher beim Niedergang gefüllt und beim Wlederhoanlaufen leer sind, und der über die Förderkette mit einem Stromerzeuger gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgabestation (21) ein regelbarer Luftverdichter (36) mit nachgeordnetem Speicher (37) zugeordnet ist, dieser Luftverdichter (36) auf den Stromerzeuger (34) arbeitet und mit einem Regler (51) für die Drehzahl des Stromerzeugers (34) versehen ist.
2. 2. Becherkettenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Luftverdichter (36) mit einer Turbine (44) gekuppelt und diese mit dem Drehzahlregler (51) versehen ist.
3. 3. Becherkettenförderer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Regler (51) ein Fliehkraftregler ist.
4. 4. Becherkettenförderer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabestation (4) auf einer leicht gegen die Waagerechte geneigten Kreisschienenbahn (19) ein Wagenkarussell (20) vorgeordnet ist, jeder Kettenbecher (16) mit dem Boden (71) der Wagen (20) zum Beladen der Kettenbecher (16) mit dem Inhalt der Wagen (20) zusammenarbeitet und jeder Kettenbecher (16) mit einer Nase (78) zum Entsperren einer Verriegelung (67) des Bodens (71) der Wagen (20) versehen ist.

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