DE4031925A1 - Kettenkratzfoerderer mit linearmotorantrieb - Google Patents

Kettenkratzfoerderer mit linearmotorantrieb

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DE4031925A1
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DE19904031925
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Jan Ketterer
Michael Krosch
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E & Pk Ingbuero
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E & Pk Ingbuero
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G23/00Driving gear for endless conveyors; Belt- or chain-tensioning arrangements
    • B65G23/22Arrangements or mountings of driving motors
    • B65G23/23Arrangements or mountings of driving motors of electric linear motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Kettenkratzförderer für den Massenguttransport, insbesondere für den Transport von Kohle und Bergen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, mit miteinander gelenkig verbundenen Rinnen und dem darin ver­ laufenden und mit Mitnehmern bestückten Zugelement, das end­ seitig des Rinnenstranges umgelenkt und im Rücklauftrum zurückgeführt wird.
Kettenkratzförderer werden im untertägigen Berg- und Tunnelbau für den Massenguttransport eingesetzt, weil sie aufgrund der stabilen Zugelemente und der Förderrinnen hohen Beanspruchungen gewachsen sind und insbesondere im Bereich der Gewinnung zusammen mit den Gewinnungsmaschinen und dem Strebausbau in Kombination eingesetzt werden können. Die gelenkig miteinander verbundenen stählernen Rinnen dienen dabei als Führung für die von einem endlosen Kettenstrang gezogenen Mitnehmer. Die bekannten Kettenkratzförderer werden üblicherweise zentral angetrieben, d. h. an den Umkehren wird die notwendige Zugkraft über Kettensterne, die durch Motoren angetrieben werden, auf die Kette übertragen. Bekannt sind mittig angeordnete einzelne oder doppelt ausge­ bildete Ketten oder auch an den Außenseiten der Mitnehmer verlaufende Ketten. Der Rücklauf der Kette und der Mitnehmer erfolgt üblicherweise nach Umlenkung im sog. Rücklauftrum, einem Raum unterhalb des Förderbleches, in dem die Kette mit dem Mitnehmern gerade soviel Platz findet, um sie sicher bis zum anderen Ende und der Umkehre des Förderers zurückzuziehen. Die Kette muß bei diesen bekannten Kettenkratzförderern über­ dimensioniert werden, weil die nötigen Zugkräfte ausschließ­ lich an den Umkehren in die Kette eingeleitet werden. Um dies zu vermeiden, sind dezentrale Antriebe geschaffen worden, wobei mittig in der Förderrinne in bestimmten Abständen Antriebsstationen untergebracht sind, wozu Ober- und Unter­ trum entsprechend auseinandergeführt werden. Die dort ange­ ordneten Antriebssterne greifen dabei sowohl in die Kette des Ober- wie des Untertrums ein, so daß zwangsweise auch Kohle- und Bergeklein vom Ober- in das Untertrum gebracht werden und dadurch sind immer wieder Förderstörungen aufgetreten, so daß sich derartige Zwischenantriebe nicht haben durchsetzen können. Bekannt ist es auch (DE-PS 8 09 415, DE-AS 10 58 430, DE-OS 34 21 669) Förderer mit rechtwinklig zueinander angeordneten Förder- und Rücklauftrum zu entwickeln. Doch auch bei dieser Konzeption gestaltet sich der gleichzeitige Eingriff der Antriebsräder in den oberen und den unteren Strang der Antriebs­ kette als schwierig. Hauptsächlicher Mangel ist aber das fast völlige Fehlen eines Umschlingungswinkels zwischen Antriebsrädern und Kette, so daß immer nur wenige Zahnradzähne im Eingriff sind, was die Möglichkeiten der Leistungsübertragung deutlich mindert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Förderer mit mehreren dezentralen, platzsparenden, einen hohen Wirkungsgrad aufweisenden Antrieben zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Rinnenstrang über dessen Länge verteilt auf die Mitnehmer und/oder das Zugelement einwirkende Linearmotorantriebe ange­ ordnet sind, daß die Linearmotorantriebe bzw. ihre Statoren in die Rinne integriert sind und daß die Mitnehmer auf der den Statoren zugewandten Seite integrierte Permanentmagnete aufweisen.
Damit ist ein Kettenkratzförderer geschaffen, der berührungslos, also ohne Form- und Reibschluß arbeitet und der dennoch die Möglichkeit bietet, ausreichende Zugkräfte in die Zugelemente einzuleiten, ohne daß diese eine Über­ dimensionierung des Zugelementes notwendig machen. Damit ist es möglich einen derartigen Kettenkratzförderer erheblich leichter und billiger zu bauen und gleichzeitig auch den Verschleiß gezielt zu minimieren, da aufgrund der Linearmotor­ antriebstechnik die Möglichkeit geschaffen ist, das Schleifen der Mitnehmer auf dem Förderblech der Rinnen auf ein Mindest­ maß zu reduzieren. Vorteilhaft ist weiter neben der hohen Wirkungskraft solcher einzelnen Antriebe die freie Steuerbar­ keit der Geschwindigkeit. Auf die platzsparende Anordnungs­ möglichkeit der Linearmotorantriebe ist bereits hingewiesen worden, wobei diese Antriebstechnik mit der allgemeinen dezentralen Antriebstechnik insgesamt den Vorteil hat, daß die großen Antriebsstationen an den Enden des Förderers und damit die Überdimensionierung der Zugelemente nicht mehr erforderlich ist. Kurven können geführt durchfahren werden.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Statoren auf die im Förder- oder die im Rücklauftrum geführten Mitnehmer einwirkend angeordnet sind. Damit können die Statoren und die in den Mitnehmern oder dem Zugelement angebrachten Permanentmagnete in einem jeweils optimal geringen Abstand gehalten werden, so daß die Über­ tragung der Kräfte auch durch das Kohleklein nicht behindert werden kann. Darüber hinaus wird durch die Erfindung der Tatsache Rechnung getragen, daß auf das Zugelement und die Mitnehmer im Untertrum geringere Antriebskräfte einwirken können, als auf die die Kohle mitfördernden Teile im Förder­ trum. Dies erfolgt insbesondere dadurch, daß jeder dritte oder vierte Stator auf die im Rücklauftrum und die übrigen auf die im Fördertrum verlaufenden Mitnehmer einwirkend angeordnet und geschaltet sind. Dabei besteht die Möglichkeit, auch jeweils die Statoren so umzuschalten, daß beispielsweise bei Förder­ störungen noch mehr der Statoren auf das Fördertrum einwirkend geschaltet werden, so daß hier das Mitnehmen des auflagernden Fördergutes auf jeden Fall sichergestellt werden kann. Genauso­ gut ist es dabei auch möglich, die Statoren auf die im Rück­ lauftrum verlaufende Mitnehmer umzuschalten, um auf diese Art und Weise dort evtl. vorhandene Beeinträchtigungen auszuräumen um für ein sicheres Rücktransportieren der Rücklaufkette zu sorgen.
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, auf den Formschluß zwischen Antrieb und Zugelement zu verzichten. Damit kann das Zugelement auch wesentlich einfacher ausgebildet werden. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß das Zugelement im Abstand und plattenförmig angeordnete, integrierte Permanentmagnete aufweist. Die einzelnen Permanentmagnete können dabei beliebig dicht aneinander angeordnet werden, so daß sich eine fast durchgehende Bahn ergibt, die mit den Statoren korrespondieren kann. Eine gleichförmige Bewegung des Zugelementes und damit der Mitnehmer in der Förderrinne ist damit erreicht.
Eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß das Zugelement als Flachseil ausgebildet ist, wobei ein derartiges Flachseil ohne Probleme um die Umkehren herumgeführt werden kann und auch sonst ein kurviges Führen des Förderers ohne weiteres zuläßt. Ein derartiges Flachseil unterliegt nur einem begrenzten Verschleiß und weist den Vorteil auf, daß die Permanentmagnete integriert werden können, so daß nicht nur die einzelnen Mitnehmer mit derartigen Permanentmagneten bestückt werden, sondern auch das Zugelement selbst.
Die Erfindung ermöglicht weiterhin eine Veränderung des Zugelementes in der Form, daß das Zugelement von plattenförmigen, gelenkig miteinander verbundenen Permanentmagneten gebildet ist. Dadurch kann auf die Anordnung der Permanentmagnete in den Mitnehmern verzichtet werden, so daß diese in unveränderter Form zum Einsatz kommen, während sich durch diese besondere Aus­ bildung des Zugelementes ein durchgehender "Zugstrang" ergibt, der mit den Statoren zusammenwirkt.
Um die notwendigen Zugkräfte aufbringen zu können, ist es zweckmäßig, die Permanentmagnete in gelenkig miteinander ver­ bundene Stahlrahmen einzulassen, wobei diese Stahlrahmen gelenkig beispielsweise über eine Art Kugelgelenk miteinander verbunden werden. Da die Permanentmagnete in die Stahlrahmen eingelassen sind, können diese auch bei hohen Belastungen nicht verbiegen, sondern wahren insgesamt ein gleichmäßig geformtes Zugelement, das entsprechend günstig auch um die Umkehren herumgeführt werden kann.
Eine weitere sehr zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß das Förder- und das Rücklauftrum rechtwinklig zueinander angeordnet sind, daß die Mitnehmer klappbar mit dem im senkrecht stehenden Rücklauftrum in beiden Richtungen geführten Zugelement verbunden und daß die Statoren jeweils zwischen den beiden Strängen des Zugelementes positioniert sind. Damit ist die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, die Antriebe steinstoßartig anzuordnen und zwar so, daß sie gezielt jeweils auf das Förder- oder das Rücklauftrum einwirken. Außerdem wird die Höhe des Gesamtförderes, auf den das Gewinnungsgerät die hereinge­ wonnene Kohle aufladen muß, so gering gehalten, daß große Mengen an Fördergut abtransportiert werden können und schließlich kann die Reibung zwischen Mitnehmern und Rinne auf ein Mindestmaß reduziert werden, weil entsprechende Tragelemente für das Zugelement gefunden werden können. Hierzu sieht die Erfindung ergänzend vor, daß die Mitnehmer über einen hakenförmigen Ansatz mit Gelenk und einen im Rücklauftrum ablaufenden Rollen­ wagen jeweils mit dem Zugelement verbunden sind. Über die Rollenwagen kann die Reibung so reduziert werden, daß die Möglichkeit besteht, den Förderquerschnitt wesentlich zu vergrößern und damit die Menge des abzutransportierenden Förder­ gutes.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebs­ technik für den Betrieb von Kettenkratzförderern besteht vor allem in der reibungslosen und berührungslosen Übertragung von Zugkräften, im hohen Wirkungsgrad solcher Antriebe und in der freien Steuerbarkeit der Geschwindigkeit. Hinzukommt noch, daß derartige Antriebe außerordentlich platzsparend untergebracht werden können. Mit der dezentralen Antriebstechnik insgesamt hat die erfindungsgemäße Antriebstechnik darüber hinaus den Vorteil gemeinsam, daß große Antriebsstationen an den Enden des Kettenkratzförderers nicht mehr erforderlich sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Kettenkratzförderer mit Linearmotor­ antrieb mit hochbauendem Stator,
Fig. 2 einen flachbauenden in das Förderblech integrierten Stator,
Fig. 3 einen in einen üblichen Mitnehmer integrierten Permanentmagneten,
Fig. 4 die Verteilung der Statoren im Förderblech,
Fig. 5 ein Zugelement mit integrierten Permanent­ magneten und
Fig. 6 einen Kettenkratzförderer mit winkelförmigem Förder- und Rücklauftrum und Linearmotor­ antrieben.
Fig. 1 zeigt einen üblichen Kettenkratzförderer (1) mit einer Vielzahl miteinander gelenkig verbundener Rinnen (2). Diese Rinnen (2) verfügen über seitliche Profile, in denen die Mitnehmer (3) geführt sind, die von einem Zugelement (4), hier beispielsweise einer Rundgliederkette gezogen werden. Dadurch ergibt sich ein Rinnenstrang (5) von 200, 300 oder mehr Meter Länge, der in ein Fördertrum (6) und ein Rücklauftrum (7) durch das Förderblech (9) unterteilt ist. Bei der aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlichen Ausbildung liegen die einzelnen Rinnen (2) auf dem Liegenden (8) auf, so daß der einzelne Mitnehmer (3) auf diesem Liegenden (8) geführt wird bzw. dicht darüber. Es besteht auch die Möglichkeit, hier ein Bodenblech vorzusehen, um dadurch ein insgesamt geschlossenes Rücklauftrum (7) zu schaffen.
Nach Fig. 1 und Fig. 2 ist dieser Rinnenstrang (5) bzw. der Kettenkratzförderer (1) mit Linearmotorantrieben (10) ausgerüstet, wobei die Permanentmagnete (11) nach Fig. 1 in die Mitnehmer (3) und die Statoren (12) in das Förderblech (9) integriert sind. Es besteht die Möglichkeit, über eine Vielzahl von solchen Linearmotorantrieben (10) die not­ wendigen Zugkräfte recht gleichmäßig auf das Zugelement (4) und die Mitnehmer (3) zu übertragen.
Die notwendige Energie wird den Linearmotorantrieben (10) bzw. den Statoren (12) über Kabel (14) zugeführt, die in einem Kabelkanal (15) verlegt sind.
Nach Fig. 1 ist das Förderblech (9) verstärkt worden bzw. zwei derartige Förderbleche (9) werden im Abstand zueinander angeordnet, um so einen Kabelkanal (15) und den notwendigen Hohlraum für den Stator (12) zu schaffen. Dieser Stator (12) ist hier mittig der Rinne (2) positioniert, um mit dem ebenfalls mittig der Mitnehmer (3) angeordneten Permanentmagneten (11) korrespondierend wirken zu können.
Nach Fig. 2 ist eine andere Wicklung für den Stator (12) geschaffen, so daß dieser sehr flachbauend in ein übliches Förderblech (19) integriert werden kann. Auch hier ist ein Kabelkanal (15) für das Kabel (14) vorhanden, so daß ein leichter Anschluß der im Abstand angeordneten Linearmotorantriebe (10) ohne Probleme möglich ist.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Rinne (2) mit darin geführtem Mitnehmer (3). Mittig dieses Mitnehmers (3) ist ein Permanentmagnet (11) angeordnet und zwar zweckmäßigerweise von unten in eine entsprechende Ausnehmung des Mitnehmers (3) eingeschoben, so daß er gut mit dem in das Förderblech (9) integrierten Stator (12) zusammenwirken kann. Das Zugelement (4) ist auch hier wieder eine Art Kette, wobei auch diese Ketten mit Permanentmagneten zusätzlich ausgerüstet werden können, um so einen möglichst durchgehenden Effekt zu erreichen.
Fig. 4 zeigt die Möglichkeit, die Statoren (12, 16) ent­ weder mittig allein oder paarweise im Abstand zueinander anzuordnen, um so je nach Anordnung der Permanentmagnete (11) in den Mitnehmern eine möglichst günstige Führung zu erreichen. Die Anordnung der Statoren (16, 16′) bietet die Möglichkeit, die einzelnen Mitnehmer gleichzeitig ergänzend zu führen, da die Antriebskraft nicht mittig oder nicht nur mittig, sondern in Abstand und dabei den Mitnehmer stabilisierend eingeführt wird. Denkbar ist es dabei auch, beispielsweise in Kurven nur einen der paarweise angeordneten Statoren (16) zu schalten, so daß der Mitnehmer quasi geführt um eine Kurve herum gezogen werden kann.
In dem Förderblech (9) sind die Kabelkanäle (15) so anzuordnen, daß entweder der mittig angeordnete Stator (12) oder die im Abstand angeordneten Statoren (16, 16′) mit der notwendigen Energie versorgt werden können.
Fig. 4 verdeutlicht ergänzend, daß jeweils mehrere Rinnen (2, 2′, 2′′) gelenkig so miteinander verbunden werden, daß sich insgesamt ein durchgehender Rinnenstrang (5) ergibt.
Bei der aus Fig. 5 ersichtlichen Ausführung wird das Zug­ element (4) aus miteinander gelenkig über die beispielsweise kugelartigen Gelenke (13) verbundenen Permanentmagnete (11, 11′) gebildet. Dabei ist es besonders zweckmäßig, diese Permanentmagnete (11′′, 11′′′) in Stahlrahmen (17) unterzu­ bringen, so daß ausreichende Kräfte über diese Stahlrahmen (17) und die Gelenke (13) übertragen werden können. Gezeigt ist auch, daß im Abstand mit diesen Stahlrahmen (17) Mitnehmer (3) kombiniert sind, um auf diese Art und Weise den jeweiligen Förderverhältnissen angepaßte Abstände zwischen den Mitnehmern vorzugeben.
Abweichend von den in Fig. 1 und 2 insbesondere gezeigten Rinnen (2) verdeutlicht Fig. 6 eine Ausbildung, nach der Fördertrum (6) und Rücklauftrum (7) rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine sehr niedrige Bauhöhe für das Fördertrum (6). Die Übergabe der hereinge­ wonnenen Kohle auf den Kettenkratzförderer (1) wird damit erleichtert.
Im Rücklauftrum (7) sind die beiden Stränge (18, 19) des Zugelementes (4) übereinander verlaufend angeordnet und zwar so, daß sie und damit die Mitnehmer (3, 3′) über einen Rollenwagen geführt werden, der entweder auf der waagerechten Fahrbahn (23) oder der senkrechten Fahrbahn (24) ablaufen kann. Um hier das Umklappen der Mitnehmer (3) zu ermöglichen, sind diese über hakenförmige Ansätze (20) und Gelenke (21) jeweils mit den Rollenwagen (22) verbunden.
Das Zugelement (4, 4′) bzw. die Stränge (18, 19) können die Form gemäß Fig. 5 aufweisen oder auch andere Formen, wobei sie über die im Abstand angeordneten Statoren (12) angeregt werden.
Fig. 6 verdeutlicht, daß diese Statoren (12) gut zugänglich sind, da sie steinstoßseitig in die gleichzeitig als Brake wirkende Rücklauftrumwand integriert sind. Der Abstand zwischen den einzelnen Statoren (12) kann den Notwendigkeiten entsprechend ausgebildet werden, wobei Fig. 6 andeutet, daß hier nur der Permanentmagnet (11) des Zugelementes (4) angesprochen wird, während das Zugelement (41) in diesem Bereich nicht beeinflußt wird. Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, daß eine gleichzeitige Beeinflussung von Rücklauf­ trum (7) und Fördertrum (6) bzw. der dort verlaufenden Zug­ elemente (4) nicht notwendig ist. Vielmehr wird die Beein­ flussung des Zugelementes (4) im Fördertrum (6) in dichteren Abständen erfolgen, als des Zugelementes (4′) des Rücklauftrums (7).

Claims (10)

1. Kettenkratzförderer für den Massenguttransport, insbesondere für den Transport von Kohle und Bergen im unter­ tägigen Berg- und Tunnelbau, mit miteinander gelenkig ver­ bundenen Rinnen und dem darin verlaufenden und mit Mitnehmern bestückten Zugelement, das endseitig des Rinnenstranges umgelenkt und im Rücklauftrum zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Rinnenstrang (5) über dessen Länge verteilt auf die Mitnehmer (3) und/oder das Zugelement (4) einwirkende Linearmotorantriebe (10) angeordnet sind, daß die Linear­ motorantriebe bzw. ihre Statoren (12) in die Rinne (2) integriert sind und daß die Mitnehmer (3) auf der den Statoren zugewandten Seite integrierte Permanentmagnete (11) aufweisen.
2. Kettenkratzförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statoren (12) auf die im Förder- oder die im Rücklauf­ trum (6, 7) geführten Mitnehmer (3) einwirkend angeordnet sind.
3. Kettenkratzförderer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dritte oder vierte Stator (16) auf die im Rücklauf­ trum (7) und die übrigen (12) auf die im Fördertrum (6) ver­ laufenden Mitnehmer (3) einwirkend angeordnet und geschaltet sind.
4. Kettenkratzförderer nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Statoren (12, 16) umschaltbar auf die im Förder- oder Rücklauftrum (6, 7) verlaufenden Mitnehmer (3) ausgebildet sind.
5. Kettenkratzförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (4) im Abstand und plattenförmig angeordnete, integrierte Permanentmagnete (11) aufweist.
6. Kettenkratzförderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (4) als Flachseil ausgebildet ist.
7. Kettenkratzförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (4) von plattenförmigen, gelenkig miteinander verbundenen Permanentmagneten (11) gebildet ist.
8. Kettenkratzförderer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (11) in gelenkig miteinander verbundenen Stahlrahmen (17) eingelassen sind.
9. Kettenkratzförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förder- und das Rücklauftrum (6, 7) rechtwinklig zueinander angeordnet sind, daß die Mitnehmer (3) klappbar mit dem im senkrecht stehenden Rücklauftrum (7) in beiden Richtungen geführten Zugelement (4) verbunden und daß die Statoren (12, 16) jeweils zwischen den beiden Strängen (18, 19) des Zugelementes (4) positioniert sind.
10. Kettenkratzförderer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (3) über einen hakenförmigen Ansatz (20) mit Gelenk (21) und einen im Rücklauftrum (7) ablaufenden Rollenwagen (22) jeweils mit dem Zugelement (4) verbunden sind.
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