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Gurtförderer Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtförderer, mit
einem endlosen, vorzugsweise im Obertrum gemuldeten, das Fördergut aufnehmenden
Gurt, der von einer oder mehreren Antriebs-bzw.
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Bremsvorrichtungen angetrieben bezw. gebremst und von Tragrollen gestützt
ist, von denen mehrere oder alle mittels Zwischenantrieben angetrieben bezw. gebremst
sind.
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Der wirtschaftliche und technische Fortschritt der letzten Jahre,
insbesondere die Entwicklung bei der Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen,
hat die moderne Fördertechnik vor immer größere Transportaufgaben gestellt. Bei
der Förderung von Massengütern durch Gurtföderanlagen zielt die Tendenz
eindeutig
darauf ab, auf der einen Seite immer größere Volumenströme zu befördern und auf
der anderen Seite immer längere Förderstrecken zu erstellen. Hierbei hat die Entwicklung
der Gurtförderanlagen Größenordnungen erreicht, die in vielerlei Hinsicht an Grenzen
stoßen.
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Heute werden Gurtföderanlagen betrieben, die Massenströme von 37.500
t/h bei Gurtbreiten von bits zu 3.200 mm und Fördergeschwindigkeiten von bis zu
7,5 m/s bewältigen. Noch höhere Fördergeschwindigkeiten und damit Massenströme sind
zwar denkbar, sie bedürfen aber einer Weiterentwicklung der Gurtförderer.
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Durch Hintereinanderreihen mehrerer Gurtförderer, deren längster einen
Achsabstand von 12 km überwindet, werden heute Gesamtlängen von 100 km erreicht.
Langstrecken bis zu 250 km sind projektiert.
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Ob nun größere Volumenströme oder längere Förderstrecken bewältigt
werden sollen, in beiden Fällen ist erforderlich,immer größere Antriebs - oder auch
Bremskräfte bezw. -momente und -leistungen auf den Fördergurt zu übertragen. Bei
ausgeführten Anlagen werden bis zu 16.000 kW über 4 Antriebstrommeln in den Gurt
eingespeist, von denen jede von beiden Seiten mit je 2.000 kW angetrieben wird.
Denkbar sind jedoch auch Antriebstrommeln, die beidseitig mit je 3.000 kW oder sogar
4.000 kW angetrieben werden. 2 bis 3 solcher Antriebstrommeln könnten zu Antriebsstationen
kombiniert werden.
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Diese extrem großen Leistungen können auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten
nur von Gurten aufgenommen werden, die über eine hohe Festigkeit verfügen. Lieferbar
sind heute Gurte bis zu einer Festigkeit von 6.300 N/mm. Die Herstellung von Gurten
mit einer Zugfestigkeit bis zu 20.000 N/mm ist denkbar, bei denen jedoch die Verbindungslängen
unvertretbar groß werden.
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Ohne Durchbrechen der aufgezeigten Grenzen sind viele Förderprobleme
der heutigen Zeit mit der herkömmlichen Antriebsart
nicht mehr lösbar,
insbesondere weil die zur Übertragung der großen Leistungen erforderlichen extremen
Gurtkräfte nicht mehr vom Gurt aufgenommen werden können.
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Zur Verminderung der Gurtkräfte sind verschiedene technische Möglichkeiten
bekannt, von denen folgende hier erwähnt werden sollen: Aufteilung der gesamten
Gurtförderanlage in mehrere Teilstrecken.
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Dieses ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß eine entsprechende
Anzahl von Übergabestellen erforderlich ist, wobei jede Übergabestelle mit erhöhtem
Verschleiß des Gurtes infolge Aufprall und Beschleunigung des Fördergutes und mit
erheblichem konstruktiven Aufwand verbunden ist. Außerdem muß jede Teilstrecke mit
einer konstruktiv entsprechend aufwendigen Antriebsstation und Spannvorrichtung
versehen werden.
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Zwischenantrieb mit Antriebstrommeln an Bandschleifens Auch hierbei
muB man die oben beschriebenen Nachteile in Kauf nehmen, die mit zusätzlichen Ubergabestellen
verbunden sind.
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Zwischenantriebe, bei denen die erforderliche Antriebskraft über die
Gurtlänge verteilt oder an verschiedenen Stellen in den Gurt eingeleitet wird, ohne
daß die Anlage geteilt werden muß. Hierzu seien folgende Lösungen angeführt: Gurtförderer
mit mehreren gemeinsam und/oder einzeln angetriebenen, aufeinanderliegenden endlos
umlaufenden Fördergurten(DE-GM 71 12097.3): Dieses Antriebsprinzip hat den Nachteil,
daß die treibenden Gurte zu einem Teil durch ihre eigenen Bewegungswiderstände und
bei nichtsöhligen Anlagen durch ihren eigenen Hangabtrieb belastet werden, so daß
nur der Rest
der Gurtzugfestigkeit zur Leistungsübertragung genutzt
werden kann. Ab einer bestimmten Länge des Treibgurtes wird die gesamte Gurtzugkraft
zur Überwindung der eigenen Bewegungswiderstände und des Hangabtriebes benötigt,
so daß keine Antriebsleistung mehr auf den Traggurt übertragen werden kann. Hieraus
ergibt sich ein weiterer Nachteil, daß dieses Antriebsprinzip nur bis zu einer bestimmten,
von der jeweiligen Gurtzugfestigkeit abhängigen Länge verwirklicht werden kann,
wobei die Ausnutzung der Treibgurte zur Leistungsübertragung mit zunehmender Länge
schlechter wird.
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Gurtförderer mit Zwischenantrieb durch Treibgurte: DE-PS 11 89 449,
DE-AS 19 50 169, DE-OS 22 41 193, DE-PS 22 48 088, DE-AS 26 40 129, Z."Hebezeuge
und Fördermittel "(1978) Nr. 4, S. 119 - 121, Z."Hebezeuge und Fördermittel" (1978)
Nr. 3, S. 76 -80.
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Dieses Antriebsprinzip hat den Nachteil, daß, in Förderrichtung betrachtet,
die Spannungen im Treibgurt ansteigen und im Traggurt abnehmen. Diese gegensätzliche
Spannungsänderung führt zu unterschiedlichen Dehnungen und damit zu unterschiedlichen
Gurtgeschwindigkeiten in übereinanderliegenden Punkten des Treib-und Traggurtes.
Es kommt zwangsläufig zu mit Verschleiß verbundenem Schlupf.
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Außerdem können die unterschiedlichen Gurtgeschwindigkeiten im Treib-
und Traggurt ein Verschieben und damit Schieflaufen des Treibgurtes gegenüber dem
Traggurt verursachen, was zur Zerstörung des Treibgurtes führt, wenn der Treibgurt
gegen Teile der Tragkonstruktion läuft. Wird der Treibgurt in bestimmten Abständen
durch Ablenkrollen vom Traggurt weggeführt und/oder ist der Treibgurt mit geeignetem
Profil versehen, daß die Geschwindigkeitsdifferenz durch Verformungsschlupf aufgenommen
werden kann, so entfällt zwar letztgenannter Nachteil, der Nachteil des Verschleißens
bleibt jedoch.
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Dieses gilt auch dann, wenn der Treibgurt so geführt
wird,
daß es lediglich zu Linienberührung quer zur Förderrichtung zwischen Treibgurt und
Traggurt kommt.
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Gurtförderer mit Wulstbandantrieb: (DE-OS 22 40 202, DE-OS 22 41 193
Dieses Antriebsprinzip ist mit dem Nachteil verbunden, daß die Gurte teurer sind.
Durch die größere Dicke der Gummiwulste kommt es zu stärkerer Walkung und demzufolge
zu geringerer Lebensdauer der Fördergurte. Außerdem muß beim Gurt mit Wulst an beiden
Seiten der Gurt um die gesamte Wulstbreite breiter sein, um einen vergleichbaren
Füllquerschnitt zu erreichen, was nicht nur den Gurt, sondern auch die Tragkonstruktion
verteuert.
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Gurtförderer mit vom Fördergurt getrenntem Zugmittel; Hierzu zählen
beispielsweise Seilgurtförderer,(DE- OS 19 61 869) sowie Förderer mit seitlich angebrachten
Ketten. Mit Seilgurtförderanlagen können keine großen Förderströme erreicht werden,
weil infolge der zu geringen Muldung und infolge der erreichbaren Gurtbreiten kein
großer Füllquerschnitt erreicht wird.
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Außerdem liegt ein kritischer Punkt in den sehr langen Spleißstellen
der Seile ( ca. Tausendfaches des Seildurchmessers),von denen die Lebensdauer der
Seile abhängt.
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Gurtförderer mit seitlich angebrachten Ketten als Zugmittel haben
den Nachteil, daß sie nicht mit größerer Fördergeschwindigkeit betrieben werden
können, und demzufolge können sie keine großen Förderleistungen bewältigen. Ein
weiterer Nachteil liegt in den Kosten, in der erforderlichen Wartung und um Verschleiß
der Ketten.
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Gurtförderer mit Antrieb durch Linearmotoren: (DE-OS 26 48 918) Z.
" Braunkohle " (1977) Nr. 11, S. 457 - 467.
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Dieses Antriebsprinzip ist mit dem Nachteil verbunden
daß
die Linearmotoren aus konstruktiven Gründen nur einen sehr schlechten Wirkungsgrad
erreichen, was zu eventuell nicht vertretbarer Erwärmung des Gurtes führt und infolge
der Verlustleistung sehr hohe Energiekosten verursacht, die lediglich bei Anlagen
mit geringem Energiebedarf in Kauf genommen werden können.
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Gurtförderer mit angetriebenen Tragrollen (DE-PS 491 860, DE-PS 21
46 218, DE -PS 22 57 420, DE-OS 21 28 088, DE-OS 23 26 452, DE-GM 72 19 379) Der
Antrieb von Gurtförderern mit angetriebenen Tragrollen führt zur einer starken Leistungsverzweigung,
die mit entsprechendem Aufwand verbunden ist. Außerdem wirkt sich die große Anzahl
von Antriebsmotoren kostensteigernd aus.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Gurtförderanlage,
die einen hohen Antriebskraftbedarf hat und deren Fördergurt vorzugsweise aus einem
Gummigurt mit Stahlseileinlagen besteht,ein Antriebssystem zu schaffen, das die
maximalen Gurtzugkräfte vermindert, ohne die Nachteile der oben angeführten technischen
Möglichkeiten aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Tragrollen
des Gurtförderers in einer vorgegebenen, in Abhängigkeit von der wirtschaftlichen
Größenordnung des Antriebsmotors und der Leistungsübertragungselemente vorgesehenen
Anzahl in Gruppen gekoppelt sind, wobei die Gruppen der Tragrollen jeweils mit einem
Antriebsmotor bzw. einer Bremsvorrichtung ausgerüstet sind.
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Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Tragrollen miteinander formschlüssig in Gruppen gekoppelt sind.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die
Tragrollen
miteinander mittels einer zahnriemenförmigen Gummikette in Gruppen zusammengefasst
sind.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen,daß die Tragrollen
miteinander kraftschlüssig in Gruppen gekoppelt sind.
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Bei einer weiteren Variante der Erfindung sind zweckmäßigerweise die
Tragrollen miteinander hydraulisch in Gruppen gekoppelt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden
Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen: Fig. 1 den Förderer in der Seitenansicht, Fig. 2 hierzu
eine Draufsicht, Fig. 3 der Förderer ausgerüstet mit dreiteiliger Rollenstation
mit Obertrum sowie Untertrum, Fig. 4 den Förderer mit vierteiliger Rollenstation,
mit Ober- sowie Untertrum Der Gurtförderer 2, insbesondere Großförderbandanlage
für relativ große Höhenunterschiede ist mit Tragrollen l,die in vorgegebenen, vorzugsweise
regelmäßigen Abständen angeordnet sind, ausgerüstet. Die Tragrollen 1 sind miteinander
in einer vorgegebenen in Abhängigkeit von der wirtschaftlichen Größenordnung des
Antriebsmotors 4 und der Leistungsübertragungselemnte vorgesehenen Anzahl in Gruppen
3 gekoppelt, wobei diese jeweils mit einem Antriebsmotor 4 bezw. einer Bremsvorrichtung
5 ausgerüstet sind.
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Bei einer Variante sind die mit einem Antrieb bzw.
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Bremsvorrichtung 5 ausgestatteten Gruppen 3 der Tragrollen 1 mit formschlüssiger
Verbindung vorgesehen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind hierbei die Tragrollen
1 miteinander mittels zahnriemenförmiger Gummiketten 6 in Gruppen 3 zusammengefasst.
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Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist eine Zusammenordnung
der Tragrollen 1 kraftschlüssig oder hydraulisch in Gruppen 3 vorgesehen.
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Bei Ausführungsbeispielen sind dreiteilige Rollenstationen 7 oder
vierteilige Rollenstation 8 am Gurtförderer 2 angeordnet.
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Die Funktionsweise ist folgende: Zumindest ein Teil der insgesamt
erforderlichen Antriebs-bzw. Bremskraft wird durch angetriebene bezw. gebremste
Tragrollen an vielen Stellen über die Länge des Gurtes verteilt in den Gurt eingeleitet,
wobei eine den örtlichen Erfordernissen angepaßte Anzahl von Tragrollen mechanisch
oder andersartig gekoppelt und mit einer Antriebs-oder Bremseinrichtung verbunden
ist. Die mechanische Kopplung der Tragrollen kann vorzugsweise formschlüssig, z.B.
durch eine zahnriemenförmige "Gummikette", aber auch kraftschlüssig sein. Die zu
Gruppen zusammengekoppelten Tragrollen sollten an den Stellen der Gurtförderanlage
plaziert sein, an denen entweder die Antriebskraft zur Überwindung der dort auf
tretenden Bewegungs-und gegebenenfalls Hubwiderstände oder die Bremskraft zum Ausgleich
der dort auftretenden Hangabtriebskraft dienen kann.
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Dieses Antriebssystem hat alle Vorteile der angetriebenen Tragrollen.
Die maximalen Gurtzugkräfte werden wesentlich verringert und die Flächen mit Dehn-bzw.
Gleitschlupf zwischen Traggurt und angetriebenen bzw. gebremsten Tragrollen sind
infolge der theoretischen Linienberührung
zwischen Rolle und Gurt
klein, was einen geringen Verschleim und eine Uerringerung der Gefanr des Gurtschieflaufs
bedeutet. Andererseits wird der Nachteil der starken Leistungsverzreigung beseitigt.
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Bei Anordnung der gekoppelten, aus angetriebenen (oder gebremsten)
Tragrollen plus Antriebs- oder Bremseinrichtungen bestehenden Einheiten an den Stellen,
an denen die von den Tragrollen aufgebrachte Antriebskraft (Bremskraft) zur unmittelbaren
Überwindung der dort auftretenden Bewegungswiderstände und gegebenenfalls Hubwiderstände
( Hangabtriebskraft) dienen, bleibt die Gurtzugkraft konstant oder ändert sich nur
geringfügig.
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Dies hat zur Folge, daß auch die Gurtdehnung und die Gurtgeschwindigkeit
annähernd konstant sind. Bei formschlüssiger Kopplung der Tagrollen ist also der
Schlupf zwischen allen Tragrollen einer Antriebsstation und dem Gurt gleich groß,
was bei gleichmäßiger Beladung des Gurtes eine gleichmäßige Verteilung der Antriebskraft
(Bremskraft) auf alle Tragrollen zur Folge hat. Bei nichtformschlüssiger Kopplung
der Tragrollen kann, falls erforderlich, durch entsprechende konstruktive Maßnahmen
wie geringfügige Änderung der Tragrollendurchmesser oder Übersetzungsverhältnis
se die Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen (gebremsten) Tragrollen der örtlichen
Gurtgeschwindigkeit angepaßt werden. Bei ungleichmäßiger Beladung des Fördergurtes
erhöht sich der Schlupf der weniger belasteten Tragrollen infolge der Kopplung mit
den mehr belasteten Tragrollen praktisch nicht, so daß der Verschleiß ebenfalls,
wenn überhaupt, nur unwesentlich zunimmt. Die Verhältnisse lassen sich durch richtige
Wahl der t'rmenten-Drehzahl-jennlinie der Antriebsmotoren optimal gestalten Um ein
DurchT-utschen der angetriebenen Tragrollen beim Anfahren und dar.Iü--rhöhten Verschleiß
an den Tragrollen
und am Gurt zu verhindern, können die Antriebsmotoren
der aus den angetriebenen Tragrollen plus Antriebs oder Bremseinrichtungen bestehenden
Einheiten mit einer entsprechenden Anlaufcharakteristik versehen werden.
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L e e r s e i t e