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Band, insbesondere Förderband, zum Antrieb durch einen
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Linearmotor.
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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Verfahren
und Vorrichtungen, die zum Antrieb von flexiblen Endlosbandsystemen dienen, bei
denen Linearmotoren als Antriebseinrichtung verwendet werden.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Aufbau des Endlosbands,
das in solchen Systemen verwendet wird, insbesondere auf den Aufbau von Förderbändern.
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Es ist bekannt, daß Linearinduktionsmotoren für einen direkten Antrieb
von flexiblen Endlosbändern, wie z. B. Förderbändern, verwendet werden können. Jedoch
ist dieses Verfahren zum Antrieb von Förderbändern bisher nicht erfolgreich im technischen
Maßstab verwendet worden. Einer der Gründe für diesen mangelnden technischen Erfolg
ist der niedrige elektrische Wirkungsgrad des Systems, der sich unter anderem aus
ungeeigneten Bandkonstruktionen ergibt.
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Es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, diese Schwierigkeiten
zu beseitigen. So ist in der GB-PS 1 317 944 ein Band beschrieben, das länglich
ausgebildete.Käfigankereinschlüsse enthält, die aus zwei in Längsrichtung angeordneten
Litzen aus einem leitenden Metall, wie z. B. Kupfer, gebildet sind und sich an jeder
Seite entlang des Band erstrecken und durch Querstücke miteinander verbunden sind,
welche die gleiche Konstruktion aufweisen können. Außerdem sind in Längsrichtung
angeordnete Verstärkungsteile mit einer niedrigeren Dehnfähigkeit als die Litzen
vorhanden, um die Neigung zu verringern, daß die Litzen beim Gebrauch reißen.
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Die GB-PS 1 419 358 beschreibt ein Förderband, welches Einschlüsse
aufweist, die sich an den Rändern des Bands in Längsrichtung
erstrecken
und die die Form eines abgeflachten Drahtnetzrohrs aufweisen, das einen Kern aus
Gummi oder Kunststoff enthält.
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Es wurde nunmehr eine besonders brauchbare Form einer Bandkonstruktion
gefunden, die durch einen Linearmotor angetrieben werden kann. Diese Konstruktion
umfaßt ein Teil, das sich in Längsrichtung des Bands erstreckt und eine laminierte
Struktur aufweist, nämlich.eine erste obere Schicht, welche die lastentragende Oberfläche
des Bands bildet, eine zweite Schicht aus einem magnetischen Material, eine dritte
Schicht aus einem unmagnetischen Material und eine vierte untere Schicht aus einem
Material, welches das unmagnetische Material schützt und welches das gleiche Material
sein kann, aus welchem die erste obere Schicht besteht.
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Die Erfindung umfaßt auch ein tibertragungssystem, bestehend aus einem
Band und mindestens einem unter Einhaltung eines Luftspalts in der Nachbarschaft
der Unterseite des laminierten Teils angeordneten Linearmotors, der mit dem laminierten
Teil zusammenarbeitet, um das Band anzutreiben.
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Wenn der Aufbau aus einem Förderband besteht, dann sind normalerweise
mehrere Linearmotoren entlang des fördernden Trums unterhalb des Bands sowie eine
geringere Anzahl entlang des rücklaufenden Trums oberhalb des Bands angeordnet.
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Die obere Schicht kann von jeder herkömmlichen Bandkonstruktion sein,
d. h. also, daß sie aus einer Gummibasis mit Einlagen aus Textil- oder Stahldrähten,
welche die nötige Zugfestigkeit ergeben, besteht. Die zweite und die dritte Schicht
sind vorzugsweise in ein isolierendes Material eingekapselt, bei welchem es sich
um das gleiche Material handeln kann, das in der oberen Schicht verwendet wird,
wie z. B. Gummi. Die zweite Schicht aus magnetischem Material kann beispielsweise
aus
in Gummi eingebetteten Eisenteilchen bestehen, während die dritte Schicht aus unmagnetischem
Material,beispielsweise aus einem metallischen Material, wie z. B. Teilchen oder
Drähte auf Aluminiumbasis, die in Gummi eingebettet sind,oder aus ähnlichen Materialien,
die auf Kupfer basieren, bestehen kann.
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Es ist zwar erwünscht, daß das isolierende Material in der zweiten
und in der dritten Schicht das gleiche Material ist , aus welchem das Band selbst
besteht, es kann sich aber dabei auch um ein anderes geeignetes Material handeln,
wie z. B. Kunststoff, vorausgesetzt, daß die einzelnen Schichten mit den benachbarten
Schichten'verträglich sind, daß eine erfolgreiche Laminierung erre-icht werden kann,
damit beim Gebrauch nur ein geringes Risiko einer Delaminierung besteht.
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Es ist außerdem erwünscht, daß die laminierte Konstruktion zu einer
Längs- und Radialbewegung fähig ist, damit es um die vordere und hintere Walze eines
Förderers herumlaufen kann, aber in der Quer- und Längsrichtung ausreichend starr
bleibt, so daß Ablenkungen durch die Anziehungskräfte eines zum Antrieb des Bands
verwendeten Linearmotors verhindert werden.
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Das Band muß außerdem in die Form eines Trogs gebracht werden können,
so daß die zweite und die dritte Schicht, welche gemeinsam die Bandarmatur darstellen,
normalerweise nur in solchen Teilen des Bands auftreten, die in Querrichtung flach
gehalten werden können. Deshalb kann bei trogförmigen Bändern die Armatur ausschließlich
im Zentrum der Unterseite oder in Paaren an den äußeren Flanken oder natürlich sowohl
im Zentrum der Unterseite als auch an den äußeren Flanken angeordnet sein, wobei
zum Antrieb in jed@m jedem Fa11'entspreehen angeordn@te Linearmotoren
verwendet werden.
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Die Linearmotoren, z. B. Linearinduktionsmotoren, die zum Antrieb
gemäß der Erfindung verwendet werden, sind vorzugsweise vollständig eingekapselt,
um Schäden durch Staub zu vermeiden, wie sie in Fördersystemen von Kohlebergwerken
oder Steinbrüchen auftreten.
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Um eine maximale Antriebskraft von den Linearinduktionsmotoren zu
erlangen, ist es nötig, daß der Spalt zwischen dem Band und den Motoren auf kritische
Abmessungen gehalten wird. Dies kann erreicht werden durch die Verwendung von schmalen
Rollen, die in dichtem Abstand zu beiden Seiten des Linearmotors angeordnet sind,
wobei das Band auf den Rollen läuft, welche in dem erforderlichen Abstand über der
oberen Oberfläche des Linearmotors angeordnet sind. Die Verwendung von solchen Rollen
läßt wirksam Schwierigkeiten vermeiden, die sich aus einem Durchhängen des Bands
aufgrund von Lasten auf dem Band und auch aufqrund der Anziehungskräfte des Linearmotors
ergeben könnten. Alternativ oder zusätzlich können Leerlaufrollen in geeigneter
Weise unmittelbar vor und hinterhalb des Linearinduktionsmotors angeordnet werden.
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Das Durchhängen des Bands in Querrichtung kann normalerweise wirksam
dadurch beseitigt werden, daß man dem Band eine ausreichende Querfestigkeit gibt.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht nur auf die Verwendung
bei F8rderbSndern beschränkt. Sie kann vielmehr immer dann angewendet werden, wenn
die Notwendigkeit besteht, endlose Bänder anzutreiben, wie z. B. Transmissionsbänder,
und Handläufe von Rollböden und Rolltreppen. Zusätzlich zum Antrieb von endlosen
Förderbändern können Linearmotoren auch als Bremsen verwendet werden, beispielsweise
wenn das Fördertrum abwärts gerichtet ist.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemaßen
Endlosförderbandsystems; Figur 2 einen Schnitt an der Linie A-A von Figur 1; Figur
3 einen Schnitt durch den Aufbau eines Teils des Bands der Figuren 1 und 2, welcher
die Bandarmatur zeigt; Figur 4 eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform,
wobei die Armatur im mittleren Teil des Bands angeordnet ist; Figur 5 eine bevorzugte
erfindungsgemäße Ausführungsform, wobei die Armaturen entlang den beiden Seiten
des Bands angeordnet sind.
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Gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt ein Förderband 1 ein.oberes förderndes
Trum 10 und ein rücklaufendes Trum 11. Das fördernde Trum 10 des Bands 1 ist trogförmig
und besitzt Seitenwandungen 9, was insbesondere in Figur 2 zu sehen ist, und wird
in Absenden entlang seiner Länge durch herkömmliche Leerlaufrollen gestützt, die
eine untere Rolle 4 und Seitenrollen 5 umfassen. Im rücklaufenden Trum 11 ist das
Band flach und wird in Abständen durch herkömmliche Leerlaufrollen 6 gestützt.
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Eine Bandarmatur läuft entlang des zentralen flachen Teils des Bands
und besitzt die weiter unten angegebene Konstruktion.
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Abgekapselte Linearinduktionsmotoren 7 und 8 treiben das Band im fördernden
Trum 10 bzw. im rücklaufenden Trum 11 an.
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Jeder Motor besitzt eine individuelle Thyristor-Geschwindigkeitsregelungseinrichtung
und kann durch eine verfügbare Stromquelle angetrieben werden. Im allgemeinen reicht
es aus, wenn jeder Motor entlang des fördernden Trums nur an der Unterseite des
Trogs angeordnet ist, in welchem Fall nur die
einzige Armatur erforderlich
ist, die entlang dieses Teils des Trums verläuft. In bestimmten Fällen kann es jedoch
nötig sein, zusätzliche Motoren 12 und 13 entlang den Flanken des trogförmigen Abschnitts
zu verwenden, in welchem Fall das Band natürlich zusätzliche Armaturen benötigt,
die entlang diesen beiden Flankenteilen des Bands angeordnet sind.
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Der Teil eines Bands, der eine Armatur aufweist, kann den in Fig.
3 gezeigten Aufbau besitzten. Das Band 20 besteht aus 4 Schichten 21, 22, 23 und
24, die einen laminierten Aufbau bilden. Die obere Schicht 21 besitzt einen herkömmlichen
Bandaufbau und besteht aus synthetischem Gummi, der mit herkömmlichen Textileinlagen
verstärkt ist. Die zweite Schicht 22 besteht aus Eisenteilchen, die in Gummi eingebettet
sind. Sie ist mit der oberen Schicht laminiert. Die dritte Schicht 23 besteht aus
Aluminiumteilchen, die in Gummi eingebettet sind. Sie ist mit der Schicht 22 laminiert.
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Die vierte und unterste Schicht ist eine verhältnismäßig dünne Schutzschicht
aus Gummi.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt
ist, besitzt ein trogförmiges Band 50 einen flachen Mittelteil 51 und Flankenteile
52 und 53, wobei die Teile 51 und die Teile 52 und 53 entlang ihrer Länge durch
herkömmliche Leerlaufrollen gestützt werden, wie es in Fig. 1 zu sehen ist. Der
mittlere Teil 51 besitzt eine Armatur 54.
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Das Band wird durch eine Reihe von Linearinduktionsmotoren 56 und
57 angetrieben. Der mittlere Teil 51 des Bands 50 wird von der Oberseite des Linearinduktionsmotors
56 auf einen festen Abstand gehalten, und zwar mit Hilfe von zwei frei drehbaren
Rollen 57 und 58, die in der Nachbarschaft des Linearmotors angeordnet sind und
deren Mantelflächen um die erforderliche Strecke über die Oberfläche des Linearmotors
56 vorspringen.
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Beim rücklaufenden Trum wird das Förderband, das hier flach ist, mit
Hilfe von frei rotierbaren Rollen 60 und 61 vom Linearmotor 57, der hier über dem
Band angeordnet ist, auf einen festen Abstand gehalten, wobei das Band mit diesen
Rollen durch die Druckwirkung in Kontakt gehalten wird, die auf das Band durch die
Leerlaufrolle 62 ausgeübt wird, welche so angeordnet ist, daß ihre Mantelfläche
von den Mantelflächen der Rollen 60 und 61 einen Abstand aufweist, der der Gesamtstärke
des Bands 50 entspricht.
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Bei einem typischen System kann das Band 50 eine Gesamtbreite von
1400 mm aufweisen, wobei der Mittelteil 51 460 mm und die Armatur 450 mm breit ist.
Die Armatur ist dabei breiter als die Induktionsmotoren 56 und 57. Der Aufbau des
Teils 51.
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ist ähnlich demjenigen, der anhand von Fig. 3 beschrieben worden ist,
außer daß die unmagnetische Schicht aus 3 mm x 1 mm großen Aluminiumblechen gebildet
ist, die durch 0,4 mm Gummi zusammenlaminiert sind. Die untere Schicht des Gummis
ist 2 mm dick. Die obere Schicht besteht aus einer dicken Gummischicht, die Polyestergarnschichten
in einem üblichen Aufbau enthält und die sich über die gesamte Breite des Bands
erstreckt.
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Die Gesamtdicke des Bands ist 18 mm. Die Flankenabschnitte 52 und
53 sind ebenfalls 18 mm dick.
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Bei Verwendung von Linearinduktionsmotoren wurden Schübe von mehr
als 27000 Newtons je Linearmotor erreicht, wenn ein Band mit dem in Fig. 5 geschriebenen
Aufbau verwendet wurde.
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Bei der in Fig. 5 geeeige AussührunSform wird ein tegl förmiges Band
70 mit einem mittleren Teil 71 und Flankenteilen 72 und 73 durch Linearmotoren angetrieben,
die in der Nachbarschaft der Flankenteile 72 und 73 angeordnet sind,
welche
Teile endlose Armaturen 74 und 75 mit der gleichen Konstruktion, wie sie anhand
von Fig. 5 beschrieben wurde, enthalten. Beim fördernden Trum wird das Band wieder
mit Hilfe von frei rotierbaren Rollen 76, 77, 78 und 79-auf einem festen Abstand
von den Linearmotoren 80 und 81 gehalten. Eine frei rotierbare Leerlaufrolle 72
stützt den mittleren Teil des Bands zwischen. den Linearmotoren 80 und 81.
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Das rücklaufende Trum des Bands 71 ist flach und wird durch Linearmotoren
90 und 91 angetrieben, die über den Armaturen 74 und 75 angeordnet sind. Frei rotierbare
Rollen 92, 93 bzw.
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94, 95 halten die Armaturen auf den erforderlichen Abstand von den
Linearmotoren, wobei das gesamte Band mit den Rollen mit Hilfe einer Leerlaufrolle
96 in Kontakt gehalten wird, die so angeordnet ist, daß der Abstand zwischen ihrer
Mantelfläche und den Mantelflächen der Rollen 92, 93 bzw. 94, 95 gleich der Bandstärke
ist.
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Die Erfindung wurde anhand der Verwendung von Linearinduktionsmotoren
beschrieben, welche den Antrieb besorgen, es können aber natürlich auch andere Formen
von Linearmotoren verwendet werden, wie z. B. Querflußmotoren.
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