DE4033913A1 - Gurtbandfoerderer mit integriertem linearantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtbandförderer mit endlos verlegtem und um zwei Umlenkrollen geführtem Förder­ gurt und über die Fördererlänge unterhalb des Fördergurtes verteilt angeordneten Linearmotorantrieben bzw. Statoren und in den Fördergurt integrierten Permanentmagneten, vorge­ sehen insbesondere für den Massenguttransport im unter­ tägigen Berg- und Tunnelbau.

Gurtbandförderer werden im untertägigen Berg- und Tunnelbau für den Massenguttransport, d. h. für den Transport der hereingewonnenen Kohle oder des Erzes sowie auch des mit oder gesondert hereingewonnenen Nebengesteins einge­ setzt. Gleichzeitig dienen diese Gurtbandförderer häufig auch dem Personentransport, wozu den Gurtbandförderern Auf- und Abstiegstellen sowie Sicherheitseinrichtungen zugeordnet werden müssen. Wegen der zu bewegenden Massen aber auch wegen der vorhandenen "Verkehrswege" ist die Länge derartiger Gurtbandförderer begrenzt. Es müssen in gewissen Abständen Übergaben und entsprechende Antriebs­ motore installiert werden, die nicht nur entsprechenden Installations- und Wartungsaufwand erfordern, sondern auch einen erheblichen Platzbedarf aufweisen, der gerade im untertägigen Berg- und Tunnelbau Probleme mit sich bringt. Durch Zuordnung von Zwischenantrieben (ZE "Hebezeuge und Fördermittel 18, 1978, Seiten 76 bis 80") hat man versucht, die Länge des Gurtbandförderers zu verlängern und dabei gleichzeitig auch die Beanspruchung des Fördergurtes zu verringern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß solche Zwischen­ antriebe nicht geeignet sind, weil der notwendige Reibbei­ wert zwischen den beiden Gurten nicht immer ausreichend gesichert ist. Weiter sind dezentral eingesetzte Antriebe in Form von Linearmotoren eingesetzt worden, wobei die Permanentmagnete in die Ränder der Gurtbanddecke eingelassen wurden, die dann von außen um die Kanten des Gurtes herum­ greifende, in Statoren liegende Elektromagnete in Form eines Linearmotorantriebes angetrieben wurden. Die Versuche wurden eingestellt, weil zum einen die Kräfte auf die beiden Kanten des Gurtes nicht gleichmäßig waren und zum anderen, weil die Statoren durch den Fördergurt leicht beschädigt wurden. Darüber hinaus setzte sich in den Spalt zwischen Stator und Fördergurt Staub, so daß der notwendige magnetische Kraftfluß nicht mehr gegeben war. Aus der DE-OS 37 41 054 sind schließlich Gurtbandförderer mit Linearantrieben bekannt. Der Fördergurt ist mit einer recht­ winklig dazu angeordneten, mit der Unterseite des Förder­ gurtes verbundenen Antriebs- und Führungsleiste ausgerüstet. In dieser Führungsleiste sind die Permanentmagnete unterge­ bracht, während die Statoren seitlich und auf die Permanent­ magnete einwirkend neben der Antriebs- und Führungsleiste untergebracht sind. Neben diesen Antrieben sind außerdem Anhebeinrichtungen in Form von Permanentmagneten und Statoren vorgesehen, wobei die Permanentmagneten in den Rändern des Fördergurtes untergebracht und die Statoren senkrecht darunterstehend vorgesehen sind. über diese Linearmotoren wird ein Anheben des Gurtes erreicht, so daß die Tragrollen eigentlich nur noch Führungsfunktionen erfüllen, da der Gurt praktisch auf dem Magnetkraftpolster schwebt. Der Fördergurt mit den integrierten Permanent­ magneten muß endseitig des Gurtbandförderers um Umlenk­ rollen herumgeführt werden. Dabei und auch bei den Berüh­ rungen und dem Abrollen auf den Tragrollen kommt es zur erheblichen Beanspruchung der Permanentmagnete, die zur Übertragung der notwendigen Antriebskräfte entsprechend groß bemessen sein müssen. Wegen der Umlenkung des Förder­ gurtes ist die Größe der Permanentmagneten allerdings stark begrenzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtbandförderer mit großflächigen Permanentmagneten zu schaffen, der hohe Standzeiten der Linearantriebe ermöglicht und der die Einleitung der notwendigen Antriebskräfte an beliebigen Stellen des Gurtbandförderers zuläßt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in Längsrichtung des Fördergurtes in diesen integrierten Permanentmagnete aus kleinen Einzelteilen zusammengesetzt sind, die in die Unterwand des Fördergurtes dicht nebenein­ ander und dabei untereinander Bewegungen ermöglichend einge­ lassen sind.

Ein derart ausgerüsteter Gurtbandförderer kann unab­ hängig von seiner Länge und Breite mit großflächigen Permanentmagneten ausgerüstet werden, die dennoch durch die laufende Umlenkung an den Umlenkrollen hohe Standzeiten erreichen lassen. Die entsprechende Ausbildung der Permanentmagnete sichert darüber hinaus einen gleichmäßigen Betrieb, weil die durch die Linearantriebe erzeugten Anstöße in entsprechend kurzen Abständen erfolgen, so daß ruckweise Belastungen des Fördergurtes ausgeschlossen sind. Die ent­ sprechende Ausbildung der Permanentmagnete hat darüber hinaus den Vorteil, daß preiswertere Einzelteile zum Einsatz kommen können und daß bei einem evtl. notwendigen Aus­ tauschen der dafür notwendige Aufwand relativ niedrig ist. Gerade bei Fördergurten mit 1000 und mehr Meter Länge und der dafür benötigten großen Anzahl von Permanentmagneten kommt den beiden o. g. Punkten eine erhebliche Bedeutung zu. Durch die entsprechende Verringerung der Größe der Einzelteile der Permanentmagnete ist darüber hinaus die Integrierung in den Fördergurt leichter möglich, wobei zweckmäßigerweise die Permanentmagnete in entsprechenden Streifen integriert sind, die dann unter den Fördergurt geklebt oder anvulkanisiert werden, wobei der Fördergurt selbst zumindest in den Randbereichen Einlagen nicht mehr bedarf, weil durch die dezentrale Einleitung der Kräfte eine Überlastung und Dehnung des Fördergurtes ausgeschlossen ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Permanentmagnete aus magnetisierten Plättchen zusammengesetzt sind, deren rechtwinklig zur Längskante des Fördergurtes verlaufende Kanten abgerundet und/oder deren Schmalseiten ballig ausgeführt sind. Durch diese Ausbildung der Plättchen ist die Möglichkeit gegeben, diese Plättchen dicht nebeneinander anzuordnen, wobei sie bei gegenläufigen Bewegungen sich nicht beeinflussen und damit auch nicht beschädigen können. Die ballige Ausführung der Schmalseiten hat den Vorteil, daß die Plättchen über ihre kurze oder lange Kante montiert werden können, ohne daß Beschädigungen beim Betrieb des Gurtbandförderers zu befürchten sind.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Permanentmagnete aus walzenförmigen Einzel­ teilen zusammengesetzt sind, die mit ihrer Längsachse recht­ winklig zur Längskante des Fördergurtes und parallel zuein­ ander angeordnet sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Einzelteile der Permanentmagnete praktisch gegenein­ ander rollende Bewegungen ausführen können, so daß Beschädi­ gungen ebenfalls sicher ausgeschlossen sind.

Auch eine kugelförmige Ausbildung der Einzelteile ermöglicht eine zweckmäßige Ausbildung der Permanentmagnete, wobei durch Zuordnung von Kugeln unterschiedlichen Durch­ messers optimale Kugelpackungen erreicht werden können, die somit eine praktisch durchgehend flächige Ausbildung der Permanentmagnete ergeben. Die kugelförmigen Einzelteile können ebenso wie die walzenförmigen Einzelteile einander berührend angeordnet werden, da beim Umlenken bzw. Biegen des Fördergurtes an den Umlenkrollen jeweils eine punkt­ förmige Berührung und damit eine schadensfreie Berührung gesichert ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Permanent­ magnete bzw. Anordnung der Permanentmagnete ist die, bei der die Permanentmagnete von Drähten gebildet sind, die zu einem dichten Netzwerk zusammengefaßt und magnetisiert sind. Dies hat den Vorteil, daß die Drähte zunächst einmal in die entsprechenden Streifen oder auch in den Fördergurt integriert werden können, wo sie sicher im Gurtmaterial untergebracht sind, um sie dann zu magnetisieren und damit als Gegenpart zum Linearantrieb auszubilden. Das Netzwerk erlaubt ein Umbiegen an den Umlenkrollen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Drähte dadurch beeinflußt werden. Das gleiche trifft insbesondere zu, wenn das Netzwerk aus miteinander verwebten oder geflochtenen Drähten besteht, wodurch das Netzwerk eine vorteilhafte Einheit bildet, ein dicht Nebeneinanderanordnen der Drähte zuläßt und den­ noch beim Führen über die Umlenkrollen sicher im Verband bleiben.

Dieser enge Verband des Netzwerks ist insbesondere gegeben, wenn es aus aufeinandergelegten, versetzt zuein­ ander angeordneten Drahtgittern besteht, wobei diese Draht­ gitter aus miteinander verwebten oder geflochtenen Drähten beim Überführen über die Umlenkrollen nicht zerrissen werden können, was bei verlöteten Drähten zu befürchten wäre.

Neben den mehr oder weniger kompakten Permanentmagneten bestehend aus entsprechenden dicht nebeneinander ange­ ordneten Einzelteilen, ist es auch möglich, in dem Förder­ gurt Hohlräume auszubilden, die mit feinkörnigem, einen Permanentmagneten darstellenden Pulver lose gefüllt sind. Durch die lose Füllung der Hohlräume mit dem Pulver ist ein Abrollen des Fördergurtes auf den Umlenkrollen problem­ los möglich. Die Einzelkörnchen des Pulvers werden dabei immer wieder in die vorgegebene Richtung orientiert, so daß die notwendigen Antriebskräfte sicher auch bei dieser Ausbildung übertragen werden.

Eine praktisch feste Anordnung der einzelnen Pulver­ körnchen kann bei Bedarf auch dadurch erreicht werden, daß das Pulver in ein Gel eingelassen in die Hohlräume eingefüllt ist. Durch das Gel ist dabei den einzelnen Körnchen genügend Bewegungsfreiheit gegeben, so daß auch hier eine Beeinflussung der Einzelteile des Permanent­ magneten beim Überfahren der Umlenkrollen oder andere Hindernisse nicht zu befürchten ist.

Schließlich ist es auch möglich, das Pulver in eine Schicht aus Bandmaterial zu integrieren, um diese dann mit dem Fördergurt zu verbinden. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß die Unterseite des Fördergurtes randseitig mit einer Beschichtung versehen ist, in die Pulver einen Perma­ nentmagneten darstellend integriert ist. Dabei kann die Dichte der einzelnen Pulverkörner beim Herstellen der Be­ schichtung vorgegeben werden. Denkbar ist es auch, daß mehrere derartige Beschichtungen übereinander angeordnet sind, wobei auch unterschiedliche Zumengungen an Pulver denkbar sind, um beispielsweise auf diese Art und Weise die Einleitung der Antriebskräfte gezielt in einen be­ stimmten Bereich der Beschichtung bzw. des Fördergurtes hineinzubringen.

Eine möglichst einfache Ausbildung des Gurtband­ förderers ist zu erreichen, wenn die Permanentmagnete streifenförmig in beiden Randzonen des Fördergurtes und/oder unter Verzicht auf jeden Führungssteg mittig verlegt ange­ ordnet sind. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Permanent­ magnete und ihre streifenförmige Anordnung genau in die Bereiche, wo gezielt Antriebskräfte übertragen werden sollen, sichert gleichzeitig eine genaue Führung des Förder­ gurtes, so daß auf Führungsstege bzw. Antriebsstege vor­ teilhaft verzichtet werden kann. Damit wird nicht nur die Ausbildung des Fördergurtes vereinfacht, sondern auch des gesamten Gurtbandförderers, da auf entsprechende Führungs­ rollen und auch eine kompliziertere Ausbildung der Umlenk­ rollen verzichtet werden kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die streifenförmig angeordneten Permanent­ magnete unterhalb der und deckend mit der Verstärkungszone im Fördergurt angeordnet sind, wobei die Verstärkungszone bei derart ausgebildeten Gurtbandförderern vereinfacht und wenig aufwendig ist, dennoch aber gerade für die Führung und auch die Einleitung der Antriebskräfte sich optimal eignet, so daß derartige Gurtbandförderer auch um Kurven herum verlegt werden können, wodurch ihre Gesamtlänge wesentlich vergrößert werden kann.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Gurtbandförderer geschaffen ist, der gerade im untertägigen Bergbau zu einer wesentlichen Verbesserung des Massenguttransportes führt. Die erfindungsgemäßen Gurt­ bandförderer können nicht nur eine wesentlich größere Länge aufweisen, sondern ermöglichen darüber hinaus einen wesent­ lich vereinfachten Aufbau des Fördergurtes und einen Lang­ zeiteinsatz, da die in den Fördergurt oder entsprechende Streifen integrierten Permanentmagnete praktisch keiner Beanspruchung unterliegen. Damit ist es auch möglich, die Permanentmagnete in die Bereiche zu bringen, wo sie für den gleichmäßigen Antrieb und für die Führung des Förder­ gurtes am besten untergebracht sind und wo sie darüber hinaus auch dazu verwendet werden können, ein gezieltes Abheben des Fördergurtes zu erreichen, um auf diese Art und Weise einen weitgehendst reibungsarmen Betrieb zu ermög­ lichen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbei­ spiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzel­ teilen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Gurtbandförderer in vereinfachter Darstellung im Schnitt mit Linearmotor­ antrieb,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines aus Einzelteilen zusammengesetzten Permanent­ magneten,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der plättchenförmigen Einzelteile des Perma­ nentmagneten,

Fig. 4 und Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der walzen­ förmigen Einzelteile des Permanentmagneten,

Fig. 6 einen Permanentmagneten mit kugelförmigen Einzelteilen,

Fig. 7 einen Permanentmagneten, bestehend aus in einen Hohlraum eingefülltes Pulver,

Fig. 8 ein Netzwerk aus Einzeldrähten und

Fig. 9 eine Schicht aus Bandmaterial und inte­ griertem Pulver.

Aus Gründen der Vereinfachung ist der Gurtbandförderer (1) nur in einem kleinen Abschnitt wiedergegeben. Zu sehen ist der Fördergurt (2), auf dessen Unterseite der Linear­ antrieb (3) mit Statoren (4) und Permanentmagneten (5) angeordnet ist.

Etwa mittig des Fördergurtes (2) ist eine Verstärkungs­ zone (6) angedeutet, unterhalb der ein Permanentmagnet (5) und ein Stator (4) vorgesehen ist, ebenso wie in den Randzonen (7 und 8). Die einzelnen Permanentmagneten (5) sind in Streifen (9) integriert, die an die Unterwand (10) des Fördergurtes (2) anvulkanisiert oder sonst wie mit dieser verbunden sind.

Die einzelnen Permanentmagnete (5) bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen (11, 12), wie dies Fig. 2 zeigt. Die Einzelteile (11, 12, 11′, 12′, 11′′) sind dicht neben­ einander positioniert, wobei die verbleibenden geringen Spalte zwischen den Einzelteilen (11, 12) in der Regel nicht mit Gurtmaterial ausgefüllt werden.

Um eine Beschädigung dieser Einzelteile (11, 12) bei möglichst dichter Anordnung und beim Überfahren der hier nicht dargestellten Umlenkrollen zu vermeiden, sind die nach Fig. 3 als Plättchen (15) ausgebildeten Einzelteile (11, 12) bzw. die Permanentmagneten (5) mit abgerundeten Kanten (16, 17) versehen. Diese abgerundeten Kanten (16, 17) verlaufen dabei parallel zur Längskante (18) des Förder­ gurtes (2). Damit rollen die einzelnen Plättchen (15, 15′, 15′′) beim Überfahren der Umlenkrolle praktisch aneinander ab, ohne daß eine Beeinträchtigung oder gar Zerstörung zu befürchten ist. Die Plättchen (15) können dabei den abgerundeten Kanten (16, 17) auch ballig ausgeführte Schmal­ seiten (19) aufweisen, wodurch es ohne weiteres möglich ist, die aus den einzelnen Plättchen (15) bestehenden Permanentmagnete (5) über ihre Längs- oder ihre Schmalseite in den Fördergurt (2) zu integrieren.

Die Fig. 4 und 5 zeigen walzenförmig ausgebildete Einzelteile (20), wobei diese mit ihrer Längsachse (21) so in den Fördergurt (2) bzw. in die entsprechenden Streifen eingebracht werden, daß sie ebenfalls aneinander abrollen können, wie dies weiter oben schon erläutert ist. Auch hier ist es möglich, die Enden der walzenförmigen Einzel­ teile (20) ballig auszuführen, wobei dann aber die Länge der einzelnen walzenförmigen Einzelteile (20) erheblich reduziert werden muß, um eine Beschädigung beim Überfahren der Umlenkrollen zu vermeiden.

Fig. 6 zeigt eine Ausbildung, bei der kugelförmige Einzelteile (23, 24) zu einem Permanentmagneten (5) zusammengefügt sind. Diese kugelförmigen Einzelteile (23, 24) weisen nach Fig. 6 einen gleichen oder annähernd gleichen Durchmesser auf. Es ist aber auch denkbar, kugel­ förmige Einzelteile (23, 24) unterschiedlichen Durchmessers zu verwenden, um auf diese Art und Weise eine möglichst dichte Kugelpackung und damit einen vorteilhaft gleich­ förmigen Permanentmagneten (5) zu erreichen.

Fig. 8 zeigt ein aus einer Vielzahl von Drähten (25, 26) bestehendes Netzwerk (27), wobei die Drähte (25, 26) vorteilhaft miteinander verwebt oder verflochten sind, um so ein möglichst stabiles Netzwerk (27) zu erreichen. Mehrere aus solchen Drähten (25, 26) bestehenden Drahtgitter können aufeinandergelegt werden, um so ein entsprechende Antriebskräfte übertragendes Netzwerk (27) zu erreichen. Das Netzwerk (27) läßt beim Überfahren der Umlenkrolle oder anderer Rollen und Hindernisse genügend Bewegungsfrei­ heit zu, so daß Beschädigungen der Permanentmagnete (5) nicht zu befürchten sind.

Nach Fig. 7 sind in den Fördergurt (2) oder in ent­ sprechende Streifen (33, 34, 35) Hohlräume (29) eingebracht, in die Pulver eingeführt ist, das in der Gesamtheit einen praktisch beliebig nachgiebigen Permanentmagneten (5) dar­ stellt. Das Pulver kann dabei lose eingefüllt sein oder aber in ein Gel integriert, um so eine gewisse Fixierung der einzelnen Körner des Pulvers zu gewährleisten.

Die Ausbildung nach Fig. 9 schließlich zeigt ein in eine Beschichtung (31) integriertes Pulver (30), wobei diese Beschichtung (31) auf die Unterseite (32) des Förder­ gurtes (2) aufgebracht ist. Dabei kann die Beschichtung streifenförmig vorgenommen werden, ähnlich der Darstellung in Fig. 1 oder aber auch durchgehend, wenn dies sich als zweckmäßig ergeben sollte, wobei die Streifen dann nicht in Längsrichtung, sondern quer zur Längsrichtung des Förder­ gurtes (2) verlaufen. Diese querverlaufenden Streifen be­ hindern die Kurvengängigkeit eines entsprechenden Förder­ gurtes (2) nicht.

Claims (12)

1. Gurtbandförderer mit endlos verlegtem und um zwei Umlenkrollen geführtem Fördergurt und über die Fördererlänge unterhalb des Fördergurtes verteilt angeordneten Linear­ motorantrieben bzw. Statoren und in den Fördergurt inte­ grierten Permanentmagneten, vorgesehen insbesondere für den Massenguttransport im untertägigen Berg- und Tunnelbau, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung des Fördergurtes (2) in diesen integrierten Permanentmagnete (5) aus kleinen Einzelteilen (11, 12) zusammengesetzt sind, die in die Unterwand (10) des Fördergurtes dicht nebeneinander und dabei untereinander Bewegungen ermöglichend eingelassen sind.

2. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (5) aus magnetisierten Plättchen (15) zusammengesetzt sind, deren rechtwinklig zur Längskante (18) des Fördergurtes (2) verlaufenden Kanten (16, 17) abgerundet und/oder deren Schmalseiten (19) ballig ausge­ führt sind.

3. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (5) aus walzenförmigen Einzelteilen (20) zusammengesetzt sind, die mit ihrer Längsachse (21) rechtwinklig zur Längskante (18) des Fördergurtes (2) und parallel zueinander angeordnet sind.

4. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (5) aus kugelförmigen Einzelteilen (23) zusammengesetzt sind.

5. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (5) von Drähten (25, 26) gebildet sind, die zu einem dichten Netzwerk (27) zusammengefaßt und magnetisiert sind.

6. Gurtbandförderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (27) aus miteinander verwebten oder geflochtenen Drähten (25, 26) besteht.

7. Gurtbandförderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (27) aus aufeinandergelegten, versetzt zueinander angeordneten Drahtgittern besteht.

8. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fördergurt (2) Hohlräume (29) ausgebildet sind, die mit feinkörnigem, einen Permanentmagneten (5) dar­ stellenden Pulver (30) lose gefüllt sind.

9. Gurtbandförderer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver (30) in ein Gel eingelassen in die Hohlräume (29) eingefüllt ist.

10. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (32) des Fördergurtes (2) randseitig mit einer Beschichtung (31 versehen ist, in die Pulver (30) einen Permanentmagneten (5) darstellend integriert ist.

11. Gurtbandförderer nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (5) streifenförmig in beiden Rand­ zonen (7, 8) des Fördergurtes (2) und/oder unter Verzicht auf jeden Führungssteg mittig verlegt angeordnet sind.

12. Gurtbandförderer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmig angeordneten Permanentmagnete (5) unterhalb der und deckend mit der Verstärkungszone (6) im Fördergurt (2) angeordnet sind.