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Tragrolle zum Abstützen eines Förderbandes an seiner Beladestelle
Die
Erfindung betrifft endlose biegsame Bandförderer und insbesondere Bandförderer,
bei denen Schüttgut oder andere zu befördernde Lasten unter dem Einfluß ihres Eigengewichts
auf das Band herunterfallen, so daß das Band an der Stelle, an der die Last auf
das Band auftrifft, erheblichen, stoßartigen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Bei
derartigenBandförderern ist es notwendig, denArbeitstrum des Bandes in der Nähe
der Bei ades teile mitteils einer oder mehrerer Tragrollen abzustützen, um die Möglichkeit
des Reißens oder deri Beschädigung des Bandes durch die hier plötzlich auftretenden
großen Belastungen zu verringern.
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Bandförderer der obenerwähnten Art werden beispielsweise im Kohlenbergbau
verwendet, und als besonders gutes Beispiel seien Bandförderer angeführt, die parallel
zu der im Abbau befindlichen Fiözfiäche verlaufen und auf die die zu befördernden
Kohlenbrocken oder Stücke herunterfallen.
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Ein weiteres Beispiel für stoßartige Beanspruchungen von im Kohlenbergbau
verwendeten Förderbändern sind die an den Umladepunkten von
einem
Förderband auf ein anderes -aùftrete3:den Beanspruchungen.
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In der Regel ist das an der Abbaufläche entlang laufende Band so
aufgestellt, daß sein Ende quer zu einem zweiten Band steht und daß von diesem Ende
des ersten Bandes die Kohle auf den Arbeitstrum des zweiten Bandes herunterfällt.
Vom Ende dieses zweiten Bandes kann dann die Kohle auf ein weiteres in ähnlicher
Weise angeordnetes Band fallen, und dieser Vorgang wiederliolt sich bei weiteren
Bändern, die zur Beförderung der Kohle zum Förderschacht vorgesehen sein können.-An
jedem dieser Umladepunkte ist das Band des untenliegenden Förderers erheblichen
Stoßbeanspruchungen ausgesetzt, und dies trifft auch für das erste, an der Abbaustelle
befindliche Band zu.
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Bisher hatten Tragrollen, die das Band an seiner Beschickungsstelle
abstützen, im allgemeinen die Form von starren Metallzylindern, deren äußerer Umfang
mit der Unterseite des Bandes direkt in Berührung war. Ebenfalls sind Tragrollen
bekanntgeworden, die außen mit einem Mantel aus Vollgummi versehen waren dessen
innerer Umfang auf seiner ganzen Länge am Metallzylinder anliegt und dessen äußerer
Umfang mit dem Förderband in Berührung ist.
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In diesen Fällen war die mit dem- Förderband in Berührung befindliche
Fläche der Tragrolle starr oder im wesentlichen starr, so daß beim Auftreffen der
Last auf das Band die hierbei auftretenden Stoßkräfte ein Zerbrechen oder eine Zerkleinerung
des Schüttgutes oder eine Formänderung oder Beschädigung des gerade zwischen der
Tragrolle und der auftreffenden Last befindlichen Teiles des Bandes hervofriefen.
Hierbei wurden die Fasern des Bandmaterials beschädigt und die Lebensdauer des Förderbandges
erheblichherabgesetzt.
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Diese Schwierigkeiten, die sich besonders bei im Kohlenbergbau verwendeten
Förderbändern zeigen, treten auch beim Fördern andersartiger auf das Förderband
herabfallender Schüttgüter, beispielsweise Eisenerz, Steinen und Erden, auf.
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Die auf die obenerwähnte Weise sich ergebenden Beschädigungen der
Förderbänder sind von großer Bedeutung, da Förderbänder, namentlich Förderbänder
von großer Länge, äußerst kostspielig sind und ihre häufige Auswechslung und Reparatur
Produktionsstockungen verursacht. Ebenso ist der dem Fördergut zugefügte Schaden,
namentlich im Kohlenbergbau von erheblicher Bedeutung, da eine zu große Zerkleinerung
der Kohle unerwünscht und unwirtschaftlich ist.
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Um eine größere Nachgiebigkeit der an den Beschi ckungspunkten eines
Förderbandes angeordneten Tragrollen zu erreichen, hat man bereits vorgeschlagen,
die Naben der Tragrollen mit dünnwandigen mit Druckluft aufgepumpten Schläuchen
zu umgeben. Derartige Rollen haben sich in der Praxis vor allem deshalb nicht bewährt,
weil laufende Wartungsarbeiten, die namentlich im Bergwerksbetrieb leicht vernachlässigt
werden, erforderlich sind, um den Druck innerhalb der Schläuche auf einer gewünschten
Höhe zu halten.
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Fällt nämlich der Lufttruck unter diese bestimmte Höhe, so wird sich
beim Auftreffen des Schüttgutes die dünnwandige Mantelfläche derartiger Rollen so
weit durchbiegen, daß sie mit den starren Teilen innerhalb der Rolle in Berührung
kommt, was eine Beschädigung der Schläuchc und des Förderbandes zur Folge haben
muß. Bei zu hohem Luftdruck wird die gewünschte Nachgiebigkeit nicht erreicht, so
daß ein schneller Verschleiß des Förderbandes eintreten wird.
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Ein weiterer Nachteil, der der Verwendung der--artiger- druckluftgepolsterter
Tragrollen entgegensteht, liegt, abgesehen von der komplizierten Bauart des in der
Regel aus mehreren Schläuchen oder 5 chlaudrlcammern bestehenden Rollenmantels,
darin, daß Druckluftleitungen und Zapfstellen entlang der Förderleitung vorgesehen
werden müssen.
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Weiterhin sind bereits Tragrollen ohne starre Achse mit einem im
Verhältnis zu ihrer Länge geringen Durchmesser bekannt, die sich bei Belastung des
Förderbandes durchbiegen und eine trogartige Auflage für das Förderband bilden.
Diese Rollen besitzen einen im Verhältnis zum Durchmesser der Rolle verhältnismäßig
dicken Rollenmantel, der nur an seinen Enden abgestützt ist. Der von dem Mantel
umschlossene Raum kann aber bei diesen Rollen nicht als Luftpolster dienen, da sich
die Rollen als Ganzes durchbiegen, so daß keine Verminderung sondern eher eine«-ATergrößerung
des Hohlraumvolu-mens eintritt.
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Derartige Rollen biegen sich unteir verhältnismäßig geringen Belastungen
durch und behalten bei ihrer Drehung ihre gekrümmte Lage bei, so daß eine sehr erhebliche
Walkarbeit vom Antrieb des Bandförderers namentlich bei größerer Wandstärke aufzubringen
ist. Sie müssen daher aus einem verhältnismäßig weichen Material bestehen, das zur
Aufnahme stoßartiger Beanspruchungen ungeeignet ist. Außerdem wird eine solche Rolle,
falls der Mantel nicht auf seiner ganzen Länge von innen abgestützt ist, in gekrümmtem
Zustand einen elliptisch abgeflachten Querschnitt aufweisen, so daß zur Abstützung
der Mantelfläche eine Metallspirale od. dgl. in den Hohlraum eingeführt werden muß.
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Auch aus diesem Grunde eignet sich die Rolle nicht zur Aufnahme von
stoß artigen Belastungen.
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in einer verbesserten
Konstruktion von Tragrollen, die an oder in der Nähe der Beladestelle den Arbeitstrum
eines endlosen biegsamen Förderbandes so abstützen, daß die im vorhergehenden angeführten
Nachteile bekannter Bandförderkonstruktionen vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Tragrolle einen hohlen
Mantel besitzt, der auf einer starren, innerhalb des Hohlraumes liegenden Achse
koaxial zu dieser Achse drehbar gelagert ist. Dieser hohle Rollenmantel der Tragrolle
besteht ausschließlich aus nicht metallischem, elastisch nachgiebigem Material,
vorzugsweise Gummi, und kann sich unter der Stoß wirkung der auf das Förderband
aufgebrachten Last vorübergehend deformieren.
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Dabei ist der vom Rollenmantel umschlossene Raum
hermetisch
von der Umgebungsluft abgeschlossen und unterstützt daher den Rollenkörper beim
Abfangen stoßartiger Bela,debeanspruchungen, während im Inneren dieses Hohlraumes
normalerweise, d. h. bei unbelastetem Förderband, kein erhöhter Druck herrscht.
Dabei ist die radiale Dicke des Rollenmantels etwa gleich einem Viertel des Gesaintdurchmessers,
so daß er sich bei den beim Beladen von Förderbändern auftretenden maximalen Stoßbeanspruchungen
nicht so weit verformen kann, daß er mit irgendeinem in der Tragrolle liegenden
starren Teil in Berührung kommt.
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Die Erfindung ist auch auf biegsame Bandfördermittel mit trogförmigem
Bandquerschnitt anwendbar. Bei derartigen Bandförderern ist es üblich, den Arbeitstrum
des Bandes auf paarweise angeordneten Tragrollen abzustützen, deren Achsen entgegengesetzt
geneigt. sind, damit das Band die gewünschte. Trogform erhält.
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Bei Fördermitteln der beschriebenen Art können örtliche Kräfte auftreten,
die das Band in bezug auf die Tragrollen seitlich zu verschieben suchen.
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Kräfte dieser Art können durch schlechtes Fluchten des das Band abstützenden
Traggerüstes verursacht werden. Andererseits können aber derartige Kräfte dadurch
hervorgerufen werden, daß die Last von der Seite aus auf das Band aufgebracht wird,
z. B. dann, wenn die Last auf das Band von dem einen Ende eines quer zu diesem angeordneten
zweiten Bandes herunterfällt.
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Da das Band dazu neigt, sich an örtlich begrenzten Stellen seitlich
zu verschieben, kann das Band am Traggerüst hängenbleiben oder es kann ein Teil
des Fördergutes vom Band herunterfallen, und es ist deshalb eine weitere Aufgabe
der Erfindung, durch konstruktive Verbesserungen ein derartiges seitliches Verschieben
des Bandes wirkungsvoll zu verhindern.
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Zu diesem Zweck ist beispielsweise bei endlosen biegsamen Förderbändern
mit trogartigem Querschnitt ein Tragrollenelement mit zwei seitlichen, entgegengesetzt
geneigten Tragrollen, die dem Band eine Trogform geben, vorgesehen, welche an ihrem
Umfang in an sich bekannter Weise mit schraubenlinienförmigen Rillen versehen sind,
während die mittlere Rolle ebenfalls in an sich bekannter Weise je zur Hälfte mit
schraubenlinienförmigen Rillen entgegengesetzter Steigung versehen ist. Der Querschnitt
der Rillen bat erfindungsgemäß eine unsymmetrische Form, bei der die eine Kante
jeder Rille verhältnismäßig stumpf ist, so daß sie einer in bezug auf die Rollen
seitlichen Bewegung des Bandes keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt, während
die andere Kante der Rille verhältnismäßig scharf ist. Diese verhältnismäßig scharfe
Kante wird am Rollenumfang von der Rilienwand gebildet, die der Längsmittelebene
des Bandes gegenüberliegt, und trägt zusätzlich zu der schraubenlinienförmigen Ausbildung
der Rille dazu bei, daß der mit ihnen in Berührung stehende Teil des Bandes axial
zur Rolle in Richtung auf die parallel zu den Stirnseiten verlaufende Mittelebene
der Rolle gedrängt wird. Bei dieser Ausführung wird also im Vergleich zu bekannten
Rollen mit schraubenlinienförmigen Rillen, bei denen beide Seitenwände der Rillen
mit der Rollenlauffläche eine scharfe Kante bilden, die durch die schraub,enlinienförmige
Ausbildung der Rille hervorgerufene Zentrierwirkung wesentlich verstärkt. In an
sich bekannter Weise ist dabei die Gangrichtung der schraubenlinienförmigen Rillen
der Rollen derart gewählt, daß bei der normalen Bewegungsrichtung des Bandes die
verhältnismäßig scharfen Kanten der Rillen, die mit ihnen in Berührung stehenden
Teile des Bandes in Richtung der Mittellinie zu verschieben suchen.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht, von denen Fig.
I eine Draufsicht auf einen Teil des Arbeitstrums eines Förderbandes darstellt,
der durch zwei Sätze der erfindungsgemäßen Tragrollen abgestützt ist, Fig. 2 ein
vergrößerter Schnitt gemäß der Schnittlinie 2-2 der Fig. I ist und Fig. 3 ein Teillängsschnitt
durch das Ende einer Tragrolle ist.
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Die Figuren zeigen eine Ausführungsform von Tragrollen, die an im
Kohlenbergbau verwendeten Bandförderern zur Abstützung des Förderbandes an den Stellen
vorgesehen sind, an denen das Fördergut stoß artig auf das Band auftrifft. Jede
dieser Rollen besitzt einen hohlen Rollenkörper4 aus Vollgummi. Als geeignete radiale
Wanddicke dieses Rollenkörpers 4 hat sich eine Dicke von 1,9 bis 5,4 cm und als
geeignete axiale Länge eine Länge von 25,5 bis 41 cm erwiesen. Als geeigneter Außendurchmesser
für den Körper 4 kann z. B. ein Durchmesser von 15,3 cm angesehen werden. Die genaue
Länge und der genaue Außendurchmesser des Körpers 4 hängen von der Breite des Bandes
5 ab.
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In jedem Ende des Rollenkörpers ist eine zylindrische Büchse 6 angeordnet,
die so eng in den Körper eingepaßt und mit der inneren Wand desselben haftend verbunden
wird, daß eine luftdichte Verbindung zwischen der Außenwand der Büchse und der Innenwand
des Körpers 4 besteht.
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In das nach innen zu liegende Ende der inneren Oft'nun jeder Büchse
6 ragt ein Rohr 8 hinein, das bei 7 mit der Büchse verschweißt ist. Das Rohr 8 erstreckt
sich zwischen den beiden Büchsen des Rollenkörpers, so daß zwischen dem Rohr und
der Innenwand des Rollenlsörpers ein ringförmiger Luftraum 9 gebildet wird. Die
Luft in diesem Luftraum g soll nicht auf höheren Druck als die Umgebungsluft gebracht
werden. Der Luftraum g wird lediglich gegenüber der Umgebungsluft und gegenüber
dem Inneren des Rohrs 8 bei dem Zusammenbau der bisher beschriebenen Teile abgedichtet.
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Durch das Innere des Rohrs 8 erstreckt sich mit Abstand von der Rohrinnenwand
eine aus den äußeren Enden der Büchsen 6 hinausragende starre Achse I0, auf der
die beiden Büchsen 6 mittels der in Aussparungen dieser Büchsen angeordneten Kugellager
II drehbar gelagert sind. Jedes dieser Lager II wird durch einen an seinem äußeren
Um-
fang mit Gewinde versehenen Deckel 12, der in einen mit entsprechendem
Gewinde versehenen Teil der Büchse 6 eingeschraubt ist, gehalten. Das äußere Ende
jedes Deckels besitzt einen mit Löchern 32 versehenen Flansch I3.
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Jede der in der im vorhergehenden beschriebenen Weise ausgestatteten
Rollen wird durch Halterungen 14 gehalten, an denen die Achse 10 mittels der Muttern
15 (s. Fig. 2) befestigt ist.
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Der ringförmige Raum I6 zwischen der Innenwand des Rohrs 8 und der
Achse 10 dient als Schmiermittelbehälter für die Lager II, und ein Austreten des
Schmiermittels an den Enden der Achse wird durch Filzringe und Metallscheiben I7
bzw. 33 verhindert, die in Aussparungen der Deckel I2 angeordnet sind. In die zwischen
den Scheiben und den Lagern liegenden Räume münden die von den Enden der Achsen
ausgehenden Zuführungskanäle für das Schmiermittel ein An den äußeren Enden dieser
Kanäle sind Schmiernippel 19 vorgesehen, die es gestatten, jedem der Lager II und
dem Schmiermittetraum I6 von Zeit zu Zeit neues Schmiermittel zuzuführen.
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Da die Büchsen 6 starre Körper sind, hat sich gezeigt, daß, wenn
die an diesen Büchsen anliegenden Enden des Rollenkörpers 4 größeren Stoßbeanspruchungen
der im vorhergehenden beschriebenen Art ausgesetzt sind, der Rollenkörper dazu neigt,
sich an diesen Büchsen zu lockern, so daß er nicht mehr richtig abgestützt wird
und die Gefahr besteht, daß das Innere des Rollenkörp.ers nicht mehr luftdicht abgeschlossen
ist. Um dies zu vermeiden, sind die äußeren Enden des Rollenkörpers innen mit einem
Versteifungsring 20 in der Form eines dünnen zylindrischen Metallbandes versehen,
dessen Innendurchmesser erheblich größer als der Innendurchmesser des Rollenkörpers
und dessen Außendurchmesser erheblich kleiner als der Außendurchmesser des Rollenkörpers
ist. Diese Versteifungsringe 20 sind axial in jedes Ende des Rollenkörpers eingeführt
und werden durch die Flansch 12 in ihrer Stellung gehalten, wenn diese so weit angezogen
sind, daß sie an den Stirnwänden des Rollenkörpers anliegen.
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Hierdurch befindet sich in der Nähe der Büchsen 6 ein Polster von
elastischem Material zwischen dem äußeren Umfang des Versteifungsrings 20 und dem
äußeren Umfang des Rollenkörpers und auch zwischen dem inneren Umfang des Bandes
und der Innenseite des Rollenkörpers, so daß eine Formänderung des Versteifungsrings
bei den beschriebenen stoßartigen Beanspruchungen vermieden wird.
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In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei Verwendung derartiger Versteifungsbänder
die Enden des Rollenkörpers fest mit den Büchsen 6 verbunden bleiben.
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Tragrollen der beschriebenen Art sind an jedem Bes chickungspunkt
des Bandforderers vorgesehen, und eine Vielzahl solcher Tragrollen (in den Zeichnungen
sind drei Rollen gezeigt) sind iiber die Breite des Förderbandes verteilt, so daß
das Band entlang seiner Länge in Zwischenräumen durch Sätze von je drei Tragrollen
abgestützt wird, von denen jeder Satz eine waagerecht liegende mittlere Tragrolle
21 besitzt, die die Mitte des Bandes abstützt, während die beiden anderen Rollen
22 bzw. 23 an entgegengesetzten Enden der mittleren Rolle auf zur Waagerechten geneigten
Achsen angeordnet sind, um die Seiten des Bandes gegenüber dem mittleren Teil anzuheben.
Alle drei Rollen sind an den an der gemeinsamen Grundplatte 24 befestigten Halterungen
14 drehbar gelagert.
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Die geneigt angeordneten Rollen 22 und 23 haben an ihrer Oberfläche
eine Rille 25 von unsymmetrischem, vorzugsweise keilförmigem Querschnitt, wie dies
am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, so daß die eine Kante verhältnismäßig stumpf
ist und einer seitlichen Bewegung des Bandes in jeder Richtung wenig Widerstand
entgegensetzt. Die andere Kante an der Seitenwand 27, die sich im wesentlichen radial
zur Rollenachse erstreckt, ist verhältnismäßig scharf.
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Die schraubenförmig verlaufenden Rillen 25 der Rollen 22 und 23 haben
entgegengesetzte Gangrichtung, und die erwähnte scharfe Kante am Ende der nach der
Längsmittellinie des Bandes hin gerichteten Rillenseite 27 setzt auf Grund ihrer
verhältnismäßig spitzen Form einer seitlichen, von der Längsmittellinie des Bandes
weg gerichteten Bewegung des über sie hinweglaufenden Bandteiles Widerstand entgegen.
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Weiterhin ist die Gangrichtung der schraubenförmigen Rille jeder
der Rollen 22, 23 derart, daß bei der normalen, in Fig. 2 durch Pfeile angedeuteten
Umlaufrichtung des Bandes die verhältnismäßig scharfen Kanten der schraubenförmigen
Rillen sich in Richtung auf die Bandlängsmittellinie bewegen, wenn sie sich ihrer
Berührungsstellung mit dem Band nähern, so daß die beim Inberfihrungkommen mit der
Unterseite des Bandes dieses in Richtung auf die Längsmittellinie des Bandes zu
verschieben suchen. Dies wird bei der in Fig. 1 gezeigten Umlaufrichtung des Bandes
dadurch bewirkt, daß man jede der Rollen 23 mit einer rechtsgängigen schraubenförmigen
Rille und jede der Rollen 22 mit einer linksgängigen schraubenförmigen Rille versieht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist jede Hälfte der mittleren Rolle mit
schraubenförmigen Rillen28, 29 entgegengesetzter Gangart versehen, die denselben
unsymmetrischen Querschnitt haben wie die Rillen 25, so daß jede der Rillen 28 bzw.
29 an ihrer einen Seite 30 bzw. 3I eine verhältnismäßig scharfe Kante hat, die den
bereits erwähnten scharfen Kanten der Rolle 22 und 23 entsprechen. Die Gangrichtung
der Rillen 28 und die Lage ihrer scharfen Kanten bezüglich der Längsmittellinie
des Bandes ist der der benachbarten Rolle 22 ähnlich, während die Rillen 29 in dieser
Hinsicht den Rillen der benachbarten Rolle 23 entsprechen. Bei dieser Anordnung
üben die Rillen in jeder Hälfte der Rolle 21 dieselbe Wirkung aus wie die Rillen
in den Rollen 22 und 23.
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Da jede der Rollen an ihrem äußeren Umfang aus Gummi besteht, ist
notwendigerweise eine gute Reibungsberührung zwischen den scharfen Kanten
an
den Rillenseiten 27, 3o, 3I und dem Förderband vorhanden.
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Eine axiale Bewegung der starren Rollenachsen 10 bezüglich der Grundplatte
24 wird durch an den beiden Enden dieser Achsen angebrachte Muttern I5 verhindert,
während eine axiale Bewegung der Rollenkörper 4 in bezug auf die Achse 10 durch
die Lager II in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise verhindert wird. Jede Rolle ist
daher völlig gegen eine quer zum Förderband verlaufende Bewegung gesichert.
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Da jeder der Rollenkörper aus elastisch verformbarem Material besteht,
kann er sich vorübergehend bei einem stoßartiigen Auftreffen der Bescllicliung durchbiegen.
Der Stoß wird hierdurch elastisch aufgefangen, anstatt in einem eine Beschädigung
des Förderbandes hervorrufendem Grade auf dieses Band übertragen zu werden.
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Diese stoßdämpfende Eigenschaft des Rollenkörpers wird durch den
ringförmigen Luftraum g unterstützt, der in der im vorhergehenden beschriebenen
Weise gegen die Umgebungsluft abgedichtet ist und als pneumatisches Luftkissen zum
Aufnehmen der beim Auftreffen von Fördergut auf das Band auftretenden Stoßbeanspruchungen
beiträgt.
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Wie bereits erwähnt, hat der hohle Rollenkörper eine erhebliche Dicke,
die hinreicht, um zu verhindern, daß sich der Rollenkörper so stark durchbiegt,
daß er auf das Rohr 8 auftrifft. Dabei beruht die Polsterwirkung nicht allein auf
einer Erhöhung des Luftdrucks innerhalb des Luftraums 9.
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Würde beim Auftreffen des Fördergutes der Rollenkörper 4 auf das
Rohr 8 aufstoßen, so würde die Gefahr einer Beschädigung des Förderbandes bestehen;
dies wird durch die erhebliche Wandstärke des Rollenkörpers und das Vorsehen eines
ringförmigen Luftraumes zwischen dem Rollenkörper 4 und dem Rohr 8 verhindert.
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Da der Luftdruck im ringförmigen Luftraum 9 nicht höher als der Umgebungsdruck
ist, entfällt auch die Notwendigkeit, in bestimmten Zeitabständen das Innere jeder
Rolle aufpumpen zu müssen, um den Luftdruck auf einer gewünschten Höhe zu halten.
Die beschriebene Konstrukilon eignet sich daher besonders für den Kohlenbergbau
und andere Verwendungsgebiete, wo häufig vorzunehmende Wartungsarbeiten lästig sind.