DE2705944B2

DE2705944B2 - Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE2705944B2
Application number: DE2705944A
Authority: DE
Inventors: Robert T. South Bend Ind. Eddy (V.St.A.)
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Reliance Electric Co
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1977-02-12
Publication date: 1980-08-21
Also published as: DE2705944A1; IT1077354B; BE851707A; FR2344475A1; CA1045074A; AU2237277A; FR2344475B1; US4047452A; GB1537002A; JPS52111177A; DE2705944C3; MX4163E

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe mil einem drehbaren Gehäuse, das ein mit dem anzutreibenden I eil verbundenes Element aufweist, wobei das Untersetzungsgetriebe mil einer angetriebenen Lingangswellc und einer dieselbe koaxial umgebenden Ausgangswelle versehen ist.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zum Antreiben von endlosen Förderbändern verwendet (DE-PS 9 53 954). So werden beispielsweise Förderbänder, die zur Förderung schwerer Materialien dienen, wie ■■> ζ. B. Erz, Kohle, Gestein oder dgl, von einem Motor über ein Untersetzungsgetriebe, das mit der Welle einer der Endrollen, über die das Förderband geführt ist, verbunden ist, angetrieben. Der Motor und das Unterseizungsgeiriebe können am Ende der angetrie-

H) benen Rolle angeordnet sein, oder der Motor kann am Ende der Rolle und das Untersetzungsgetriebe in der angetriebenen Rolle als Einheit angeordnet sein. Bei der letztgenannten Anordnung treibt der Motor das Untersetzungsgetriebe über eine Welle, die axial in der Hauptrollcnwellc angeordnet ist, wobei das Untersetzungsgetriebe unmittelbar auf die Rolle wirkt und das Drehmoment überträgt. Die Erfindung ist auf diese letztgenannte Ausführungsform gerichtet. Derartige Antriebsvorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie im unbelasteten oder nur leicht belasteten Zustand des Förderbandes sehr schnell anlaufen, so daß ein plötzlicher Ruck erzeugt wird. Dieses plötzliche Anlaufen kann zu Beschädigungen der Fördereinrichtung oder einem Lockerwerden des

>ί Förderbandes führen. Diese Nachteile können in einem solchen Maße auftreten, daß die Fördereinrichtung bciriebsunfähig wird oder unwirtschaftlich arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu

«ι schaffen, die beim Anlaufen auf die Belastung des anzutreibenden Teils anspricht und unabhängig von der Belastung ein sanftes Anlaufen des anzutreibenden Teils bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

is daß auf der Ausgangswelle ein Reibungskupplungselement drehlest angeordnet ist, das durch einen Kupplungskopf abbremsbar ist, und daß eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Bremswirkung des Kupplungskopf auf das Reibungskupplungselement in Abhängigkeit von der anzutreibenden Last steuerbar ist.

Mit der crfindungsgemäß ausgebildeten Antriebsvorrichtung gelingt es, die Belastung des anzutreibenden Teiles zu erfassen und in Abhängigkeit von dieser

4^r> Belastung und den Besehleunigungserfordernissen ein veränderliches Drehmoment auf das anzutreibende Teil zu übertragen sowie einen stoßfreien Betrieb der Einrichtung aufrechtzuerhalten. Die eiTmdiingsgemäß ausgebildete Antriebsvorrichtung besitzt eine einfache

w und kompakte Konstruktion und ist insbesondere für Förderbänder anwendbar, wobei das anzutreibende Teil die Fndrolle eines Förderbandes ist, mit dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes treibend verbunden ist, und wobei die Bremwirkung des Kupplungskopf in

^r)^ri Abhängigkeit von der Förderhandbelasiiing steuerbar ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der erlindiingsgemäß ausgebildeten Antriebsvorrichtung gehen aus den Unicransprüchen hervor.

w> Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Auslührungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Fs zeigt

l'ig. 1 eine perspektivische Ansicht der Lndrollc eines Förderbandes mit einer in einem Gehäuse an

i'^r> einem Link- der l.iuliolle untergebrachten Antriebsvorrichtung:

l'ig. 2 einen Schnitt gemalt Linie 2-2 der in I i g. I gezeigten Lndrollc:

Fig. 3 einen Teilquerschnitl der in Fig. 1 und 2 gezeigten Endrolle und einen vertikalen Schnitt der Antriebsvorrichtung nach Linie 3-3 der F i g. 2:

Fig.4 einen Vertikalschnitt der in Fig. 1 gezeigten Antriebsvorrichtung nach Linie 4-4 der F i g. 3; und

F i g. 5 ein Schema eines hydraulischen Systems, das i'.ur Steuerung des Betriebes der Antriebsvorrichtung und der Endrolle verwendet wird.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Förderer bezeichnet, der eine Endrolle 12 und ein Förderband 14, das um eine Endrolle 12 läuft, aufweist, wobei letztere von einer Antriebsvorrichtung 16 angetrieben ist, die in einem Gehäuse 18 angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung 16 wird von einem Elektromotor (nicht dargestellt) über einen Riemen 20 angetrieben, wobei die Endrolle 12 in Lagerböcken 22 und 24 gelagert ist.

Die dargestellte Endrolle 12 besieht aus einem Ho.hlzylinder 30 mit scheibenförmigen Endteilen 32 und 34, die mit dem Hohlzylinder 30 verschweißt sind, wobei ein Untersetzungsgetriebe 40 schematisch dargestellt ist. das im Inneren der Endrolle 12 angeordnet ist. Das Untersetzungsgetriebe 40, das von bekannter Art ist und im einzelnen nicht beschrieben wird, ist am Endteil 32 mittels eines Ringflansches 42 und mehreren Schrauben 44 befestigt, die sich durch das Endteil 32 und den Flansch 42 erstrecken. Das Untersetzungsgetriebe 40 wird von einem Elektromotor über den Riemen 20 und die Riemenscheibe 50 angetrieben, die am Ende einer Eingangswelle 52 mittels einer Buchse 53 befestigt ist, wobei die Eingangswelle 52 in einer Bohrung 54 der Ausgangswelle 56 angeordnet ist und sich relativ dazu in Lagern 58 und 60 drehen kann. Die Eingangswelle 52 ist mit dem Eingangszahnrad (nicht dargestellt) des Untersetzungsgetriebes 40 verbunden, während das Ausgangszahnrad des Untersetzungsgetriebes 40 mit der Ausgangswelle 56 verbunden ist, die im Lagerbock 22 gelagert ist, der fest an einem Rahmen 62 angeordnet ist, der eine Gruiidplatte 64 aufweist, die ihrerseits mit einer geeigneten Abstützung verbunden ist, wie /.. B. einem Fundament oder dergleichen. Die Drehung der Eingangswelle 52 treibt die Zahnräder im Untersetzungsgetriebe 40 an, die ihrerseits die Ausgangswelle 56 antreiben, die so lange frei drehbar ist, bis sie in einer Weise abgebremst wird, die nachfolgend eingehender beschrieben wird.

Die Bremsvorrichtung für die Ausgangswelle 56 besieht aus einer im ganzen mit 70 bezeichneten Kupplung, die ei*ie Kupplungsscheibe 72 und einen Kupplungskopf 74 aufweist, der die Kupplungsscheibe 72 mit regelbarer Bremskraft einklemmt und die Drehung der Ausgangswelle 56 abgrenzt. Wenn die Ausgangswelle 56 in der soeben beschriebenen Weise abgebremst wird, wird das Drehmoment des Untersetzungsgetriebes 40 über den Ringflansch 42 auf die Endrollc 12 übertragen, um das Förderband 14 anzutreiben. Das Untersetzungsgetriebe 40 ist auf der Alisgangswelle 56 mittels zweier Lager 76 und 78 gelagert, die in einer Verlängerung 80 des Gehäuses des Untersetzungsgetriebes 40 aufgenommen sind. Die Kupplungsscheibe 72 ist auf einem Ring 90 ungeordnet und durch mehrere Schrauben 92 damit verbunden, die sich durch die Innenkante der Kupplungsscheibe 72 und den Ring 90 erstrecken. Der Ring 90 ist mittels einer geleilten Buchse 94 oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise auf der Ausgangswelle 56 befestigt. Der Kupplungskopf 74 wird hydraulisch betätig! und isi auf den Stützen 96 und 98 abgestützt, die ihrerseits auf der Grundplatte h4 durch Schrauben 100 und 102 befestigt sind.

Eine Bremsvorrichtung 110 weist eine Bremsscheibe 112 auf, die auf der Verlängerung 80 des Gehäuses des Untersetzungsgetriebes 40 angebracht ist und somit

', unmittelbar mit der Endrollc 12 verbunden ist. Die Bremsscheibe 112 wird durch einen hydraulisch betätigten Bremsfühlerkopf 114 gesteuert gebremst, der mittels eines Konsols 116 am Rahmen 62 angebracht ist. Die Bremsvorrichtung ilO, die dazu dient, einen

H) längeren Leerlauf zu vermeiden, nachdem die Energie für den Antrieb des Förderers 10 unterbrochen ist, wird durch ein geeignetes hydraulisches System gesteuert, das schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Das hydraulische System ist mit dem Bremsfühlerkopf 114 über eine

is hydraulische Leitung 115 verbunden.

F i g. 5 zeigt schematisch ein hydraulisches System zur Steuerung des Kupplungskopfes 74 der Kupplung 70. Da die Größe des Drehmomentes und die Drehzahl, die vom Untersetzungsgetriebe 40 auf die Endrollc 12 übertragen wird, über die Steuerung der Drehung der Ausgangswelle 56 durch die Kupplung 70 gesteuert wird, wird das hydraulische System dazu verwendet, den Kupplungskopf 74 mittels einer hydraulischen Pumpe 120 zu steuern, die über eine Scheibe 122. einen Riemen

2Ί 124 und eine Scheibe 126 und die Welle 128 der Pumpe 120 angetrieben ist. Beim Betrieb der Pumpe 120 nimmt der Druck der hydraulischen Flüssigkeit in der Leitung 130 zu, und dieser Druckanstieg wird einem Sammler 132 und über Leitungen 134 und 136 dem Kupplungs-

tu kopf 74 zugeführt. Der Pumpeneinlaß ist über eine Leitung 139 mit einem Speicher 138 verbunden, wobei über ein Überdruckventil 140 überschüssige Flüssigkeit durch die Leitung 142 dem Speicher 138 zugeführt wird. Ein Rückschlagventil 144 verhindert den Rückfluß der

i> Flüssigkeit vom Kupplungskopf 74 zur Pumpe 120. und der Kupplungskopf 74 kann durch ein handbetätigten Ventil 146 in der mit dem Speicher 132 verbundenen Leitung 148 druckentlastet werden. Die schematische Schaltung zeigt ein vereinfachtes System und ist

ι» vorgesehen, um die grundsätzliche Konstruktion und den Betrieb der Kupplungssteuerung darzustellen. Die Drehzahl, mit der die Pumpe 120 zu Beginn der Beschleunigung angetrieben wird, bestimmt die erforderliche Zeitdauer, in der das hydraulische System einen

ι ■> Betriebsdruck in den Leitungen 130,134 und 136 und im Sammler 132 aufbaut, um danach eine wirksame Bremskraft auf die Kupplungsscheibe 72 durch ilen Kupplungskopf 74 auszuüben.

Wenn das Förderband 14 ohne Last ist oder nur eine

in geringe Last trägt, neigt die Ausgangswelle 56 dazu, sich schneller zu verzögern, als wenn das Förderband 14 belastet ist. Somit ist der den Kupplungskopf 74 betätigende Druck zur Abbremsung der Kupplungsscheibe 72 geringer und baut sich langsamer auf. Daher

"> übt der Kupplungskopf 74 einen geringeren Druck auf die Kupplung 70 aus und gestattet einen Schlupf, so daß das Untersetzungsgetriebe 40 ein kleineres Drehmoment für das Förderband 14 abgibt. Hierdurch wird ein plötzliches oder ruckartiges Anlaufen des Förderbandes

h» 12 vermieden und eine sanfte Beschleunigung des Förderbandes 14 erzielt. Wenn das Förderband 14 andererseits schwer belastet ist. bewirkt die Reaktion der /wisgangswelle 56 auf die Trägheit der Last auf dem Förderband 14. daß sich die Scheibe 122 schneller dreht.

''■'· so daß sich die Förderleistung der Pumpe 120 erhohl und der Druck im Sammler I $2 und den /um Kupplungskopf 74 führenden llydraulikleiuingen 114, I 56 schnell ansieigt. Dei durch den Kupplungskopf 74

auf clic Kupplungsscheibe 72 ausgeübte erhöhte Druck bremst die Kupplungsscheibe 72 wirksam ab, so dull das Untersetzungsgetriebe 40 ein größeres Drehmoment aiii die F.ndrollc 12 zum Antrieb des belasteten Förderbandes 14 ausübt. Durch das Rückschlagventil 144 ist zur Betätigung des Kupplungskopf«» 74 zum Abbremsen der Kupplungsscheibe 72 ein geschlossenes S\stein geschaffen. Wenn somit der Förderer voll im Del rieb ist. wird die Kupplungsscheibe 72 durch den Kupplungskopf 74 drehfest gchallcn. so daß das Uniersetzungsgetriebe 40 seine volle Drelimomentleistung auf die Endrolle 12 und somit auf das Förderband 14 übertragen kann.

Heim Betrieb der Antriebsvorrichtung wird dci Motor angelassen, so daß sich die Riemenscheibe 50 und die fiingangswclle 52 des Untersetzungsgetriebes 40 drehen. Der Ausgang des Untersetzungsgetriebes wird auf die Ausgangswelle 56 übertragen, die ihrerseits die l'umpe 120 in der zuvor beschriebenen Weise antreibt, um die Drehung der Kupplungsscheibe 72 entsprechend tier Last auf dem Förderband 14 zu steuern. Während der Kupplungskopf 74 den Druck zur Abbremsung der Kupplungsscheibe 72 ausübt, erhöht sich die Leistung des Untersetzungsgetriebes 40, bis die volle Kapazität auf die Fndrolle 12 ausgeübt wird. Wahrend des ganzen Betriebes des hydraulischen Systems, d.h. wenn das S\ stein die normalen Betriebsdrehzahlen erreicht hat. hält der Kupplungskopf 74 die Kupplungsscheibe 72 drehfest in ihrer Stellung. Wenn der Antrieb abgeschaltet wird, wird ein Leerlauf durch Anlegen der Bremse 110 mittels des hydraulischen Bremsfühlerkopfes 114 verhindert, indem dieser die Bremsscheibe 112 festhält

ι¹' und damit die Verzögerung des Förderbandes 14 erhöht und einen längeren Leerlauf ausschließt.

Das hydraulische System für die Kupplung 70 und für die hydraulische Bremse 110 kann so vereinigt weiden, daß bei den von der gleichen Quelle betätigt und derart

'·> gesteuert werden, daß die Bremse iiö automatisch beim Abschalten des Antriebsmotors oder bei Betätigung des Ventils 146 angelegt wird. Wenn dieses Ventil 146 geöffnet wird, wird der von der Pumpe 120 dem Kupplungskopf 74 zugeführte Druck abgeführt, so daß

'" sich die Kupplungsscheibe 72 und die Ausgangswcllc 5fe drehen können, d. h. das das Untersetzungsgetriebe 40 das Förderband 14 nicht antreiben kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung mit einem Untersetzungsgetriebe mit einem drehbaren Gehäuse, das ein mit dem anzutreibenden Teil verbundenes Element aufweist, wobei das Untersetzungsgetriebe mit einer angetriebenen Eingangsweüe und einer dieselbe koaxial umgebenden Ausgangswelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ausgangswelle (56) ein Reibungskupplungselement (72) drehfest angeordnet ist, das durch einen Kupplungskopf (74) abbremsbar ist, und daß eine Steuerungseinrichtung (120—148) vorgesehen ist, mit der die Bremswirkung des Kupplungskopfes (74) auf das Reibungskupplungselement (72) in Abhängigkeit von der anzutreibenden Last steuerbar ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungskupplungselement eine mit dem anzutriebenden Teil (12) verbundene Kupplungsscheibe (72) ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (120- 148) ein drehfest mit der Ausgangswelle (56) des Untersetzungsgetriebes (40) verbundenes Element (122) aufweist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskopf (74) hydraulisch betätigbar ist und daß das drehfest mit der Ausgangswelle (56) des Untersetzungsgetriebes (40) verbundene Element (122) eine Pumpe (120) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Ausgangswelle (56) antreibt, die über eine einen Sammler (132) enthaltende Leitung (130, 136) mit dem Kupplungskopf (74) verbunden ist.

^r>. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine das anzutreibende Teil (12) steuernde Bremsvorrichtung (110) vorgesehen ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dall die Bremsvorrichtung (110) eine Bremsscheibe (112) und einen Bremsfühlerkopf (114) /ur Abbremsung der Bremsscheibe aufweist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskopf (114) hydraulisch bcläligbar ist.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (112) drehfest mit dem anzutreibenden Teil (12) verbunden ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anzutreibende Teil die Endrolle (12) eines Förderbandes (14) ist, mit dem das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes (40) treibend verbunden ist. und daß die Bremswirkung des Kiipplungskopfcs (74) in Abhängigkeit von der I'örderbandbelaslung steuerbar ist.