DEP0011920DA - Triebtrommel - Google Patents

Description

Bei Triebtrommeln, wie sie vornehmlich für den Antrieb von Förderbändern verwendet werden, ist das Untersetzungsgetriebe zwischen Antriebsmotor und Trommel vielfach in das Innere der Trommel verlegt, da die räumlichen Verhältnisse eine Unterbringung ausserhalb der Trommel in vielen Fällen nicht mehr gestatten. Der in der Trommel zur Verfügung stehende Raum ist aber beschränkt, zumal dann, wenn auch noch der Antriebsmotor darin untergebracht werden muss, so dass man gezwungen ist, das Getriebe möglichst gedrängt auszubilden und anzuordnen. Die Lösung dieser Aufgabe bietet dadurch noch besondere Schwierigkeiten, dass die anzutreibenden erheblichen Massen beim Anfahren nur langsam beschleunigt werden können und hierzu einer besonderen Anfahrvorrichtung bedürfen, die gleichfalls in der Trommel untergebracht werden muss.

Bei Triebtrommeln dieser Art ist es bekannt, innerhalb des Untersetzungsgetriebes ein Umlaufrädergetriebe vorzusehen. Diese Getriebsart hat den Vorteil, dass sie auf kleinem Raum eine verhältnismässig hohe Untersetzung zulässt. Auch beim Gegenstand der Erfindung findet ein Umlaufrädergetriebe Verwendung, dessen Auswirkung an dieser Stelle aber dadurch wesentlich günstiger ist als bei den bekannten Einrichtungen, dass es gemäss der Erfindung in der Anordnung mit zwei Abtrieben verwendet ist und beide Abtriebe in Antriebsverbindung mit der Trommel stehen. Hierdurch wird nicht nur die bekannte hohe Untersetzung der Umlaufgetriebe ausgenutzt, sondern darüber hinaus, wie weiter unten noch näher dargelegt ist, eine weitere, mit ähnlichen einfachen Mitteln nicht zu erzielende Untersetzung bewirkt, wodurch sich erst die gedrängte, auf kleinsten Raum beschränkte Bauart des

Untersetzungsgetriebes ermöglichen lässt. Am günstigsten wirkt dabei ein Stirnradplanetengetriebe, das an sich einen geringen Raumbedarf hat. Dabei ist die Anordnung beim Gegenstand der Erfindung so getroffen, dass das Planetenrad oder die Planetenräder zwischen dem antreibenden Ritzel und einem innenverzahnten, mit der Trommel verbundenen Zahnkranz arbeiten und dass die zweite Antriebsverbindung mit der Trommel vom Planetenradträger aus über eine weitere Untersetzungsstufe erfolgt. Diese letztere Untersetzungsstufe mit ihrer Antriebsverbindung zur Trommel kann in Anpassung an die jeweils vorliegenden Verhältnisse verschieden ausgebildet sein, z. B. als Stirnradstufe, die mit einem zweiten Innenzahnkranz der Trommel in Eingriff steht, wenn es sich um eine Einzeltrommel mit völlig eingebautem Getriebe handelt. Ist die Triebtrommel als Doppeltrommel ausgebildet, deren Einzeltrommeln z. B. über ein sie gemeinsam umschlingendes Förderband miteinander gekuppelt sind, so kann der zweite Antrieb auf die andere Trommel erfolgen und durch einen an dieser Trommel angreifenden Bandtrieb (Riementrieb, Kettentrieb o. dgl.) vermittelt werden.

Ferner lässt sich bei der erfindungsgemässen Anordnung aber auch die Vorrichtung zum langsamen Anfahren der Trommel in einfacher, besonders zweckmässiger Weise vorsehen, ohne dass ein nennenswerter Raumbedarf entsteht. Zu diesem Zweck ist die Anfahrkupplung in einen der beiden Antriebe des Untersetzungsgetriebes eingebaut, vorzugsweise in den das kleinere Drehmoment übertragenden. Sie kann als einfache Bremsbandkupplung ausgebildet und zwischen der Trommel und dem innenverzahnten Zahnkranz des Stirnradplanetengetriebes vorgesehen werden. Da die Anteile der Drehmomente für die beiden Trommelantriebe in ihrem Verhältnis dem realen Untersetzungsverhältnis entsprechen und der Zahnkranz des Stirnradplanetengetriebes stets mit der kleineren Untersetzung angetrieben wird und damit das kleinere Drehmoment überträgt, eignet er sich besonders für den Einbau der Bremsbandkupplung. Wird das eine Ende des Bremsbandes an der Trommel befestigt und das andere freie Ende nach Umschlingen des Zahnkranzes so weit geführt, dass eine Überlappung entsteht, so wird auf einfache Weise beim Anfahren ein sanfter, allmählicher Angriff und im Betrieb eine sichere Kupplung erzielt. Der Raumbedarf fällt dabei überhaupt nichts ins Gewicht.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in verschiedenen Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigt die Figur 1 eine Triebtrommel in Ansicht, teilweise aufgeschnitten, mit einem Stirnradplanetengetriebe und einer weiteren Stirnradstufe, Figur 2 eine Doppeltrommel in Ansicht mit an der zweiten Trommel angreifendem Bandtrieb als zweite Untersetzungsstufe, Figur 3 einen Schnitt durch die Triebtrommel und die Anfahrkupplung senkrecht zur Trommelachse und Figur 3a einen Teil dieses Schnitts in vergrössertem Massstab.

Nach dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Triebtrommel 1 mit dem angedeuteten Förderband 2 ein Antriebsmotor 3 fest im Raum gelagert. Auf der Triebwelle 4 des Antriebsmotors sitzt das Ritzel 5 als Sonnenrad eines Stirnradplanetengetriebes, das ferner aus den Planetenrädern 6 und 7, dem Aussenzahnkranz 8 und dem Planetenradsteg 9 besteht. Vom Planetenradsteg 9 aus ist über dessen Welle 10 die Drehung auf das Stirnrad 11 übergeleitet, von dem aus über ein Zwischenrad 12 der fest mit der Triebtrommel 1 verbundene Zahnkranz 13 angetrieben wird. Dabei ist die Achse 14 des Zwischenrades 12 unbeweglich mit dem fest gelagerten Achsstrumpf 15 der Triebtrommel 1 verbunden, so dass auch die Achse des Zwischenrades 12 fest im Raume steht.

Da auch der Zahnkranz 8 des Planetenradgetriebes mit der Triebtrommel 1 fest verbunden ist oder über eine Kupplung in feste Antriebsverbindung gebracht werden kann, erfolgt der Antrieb der Trommel 1 vom Motor 3 aus über zwei Antriebsverbindungen, nämlich einmal über die Räder 5, 6 und 7 sowie den Zahnkranz 8 und dann über die Räder 5, 6, 7, den Planetenradsteg 9, dessen Welle 10 und die Stirnräder 11 und 12 auf den zweiten Zahnkranz 13. Die Grösse der Untersetzung zwischen Motordrehzahl und Trommeldrehzahl ergibt sich dabei einerseits aus dem Untersetzungsverhältnis <Formel> zwischen Zahnkranz 8 und Antriebsritzel 5, andererseits aus dem Untersetzungsverhältnis <Formel> zwischen Zahnkranz 13 und Ritzel 11 der zweiten Untersetzungsstufe. Das Planetenradgetriebe hat, wie jedes Umlaufrädergetriebe, den Vorteil einer verhältnismässig hohen Untersetzung, die auch beim Erfindungsgegenstand ausgenutzt wird, dabei aber durch die Anordnung mit zwei Abtrieben, die getrennt auf die Trommel übertragen werden, noch eine wesentliche

Steigerung erfährt. Dadurch wird mit einem einfachen Planetenradgetriebe und einem einzigen, nur aus einer gewöhnlichen Stirnradstufe bestehenden Untersetzungsgetriebe eine hohe, für alle Betriebsverhältnisse der Triebtrommel ausreichende Untersetzung erzielt. Der Raumbedarf wird somit auf ein Mindestmass beschränkt, so dass sich das Getriebe mit dem Antriebsmotor sicher innerhalb normaler Trommelgrössen unterbringen lässt, bei denkbar einfachster Getriebegestaltung.

Der erzielte Fortschritt hinsichtlich der Grösse der Untersetzung wird besonders anschaulich, wenn man die Verhältnisse rechnerisch betrachtet. Wird das Drehmoment auf die Triebtrommel nur durch e i n e n Antrieb übertragen und dabei das Planetenradgetriebe in der Verwendungsweise mit nur einem Abtrieb verwendet, so dient dessen Aussenzahnkranz 8 nicht als Antriebszahnkranz für die Trommel und ist als im Raum feststehend anzusehen. Bezeichnet man die Motordrehzahl mit n(sub)M, die Trommeldrehzahl mit n(sub)T, die Drehzahl des Planetenradstegs 9 mit n(sub)8, das Untersetzungsverhältnis des Planetenradgetriebes <Formel> mit i(sub)P und das Untersetzungsverhältnis der Stirnradstufe <Formel> mit i(sub)R, so ergibt sich für den zu betrachtenden Antrieb der Triebtrommel 1 über nur einen Antrieb für die Drehzahl des Planetenstegs 9 oder dessen Welle 10, die in diesem Falle mit n(sub)S1 bezeichnet sei.

und da <Formel> ist, erhält man das gesuchte gesamte Untersetzungsverhältnis zwischen Motordrehzahl n(sub)M und Trommeldrehzahl n(sub)T zu

Dies entspricht den allgemein bekannten Verhältnissen bei Umlaufrädergetrieben.

Wird nun hingegen die Triebtrommel 1 gleichzeitig auch über den Zahnkranz 8 des Planetenradgetriebes mit angetrieben, so verringert sich hierdurch die Umlaufzahl für den Planetenradsteg 9, da die Drehrichtung des Zahnkranzes 8 der des Planetenradstegs 9 entgegengesetzt ist. Dieser Differenzbetrag ergibt sich zu

Damit erhält die wirkliche Drehzahl n(sub)S des Planetenradstegs 9 also den Wert

n(sub)S = n(sub)S1 - n(sub)S2 oder und da im übrigen wiederum <Formel> gilt, ergibt sich für das gesamte Untersetzungsverhältnis, also für <Formel> nun die Beziehung

Hieraus ist klar ersichtlich, dass das Untersetzungsverhältnis beim Erfindungsgegenstand um den Betrag i(sub)p grösser ist als bei den Einrichtungen mit nur einem Antrieb für die Triebtrommel. Dabei ist die allgemeine Anordnung und die Zahl der Getrieberäder genau dieselbe. Man kann also durch die Erfindung ein recht einfaches und unempfindlicheres Getriebe benutzen, das sich in den zur Verfügung stehenden Raum einbauen lässt und dabei eine genügend grosse Untersetzung für alle Betriebsverhältnisse vermittelt.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 kommt in Frage, wenn es sich bei der Triebtrommel um eine Doppeltrommel handelt, deren Einzeltrommeln 16, 17 miteinander gekoppelt sind, z. B. durch das sie gemeinsam umschlingende Förderband 2. Auch hier ist in der ersten Trommel 16 ein Planetenradgetriebe 5, 6, 7 angeordnet, das gleichzeitig mit zwei Abtrieben verwendet ist, nämlich dem über die Plantenräder 6, 7 auf den Zahnkranz 8 der Trommel 16 und dem über den Planeten- radträger 9 und dessen Welle 10 auf die Bandscheibe 18, die dem Ritzel 11 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht, und von dort über das Band 19 und die Scheibe 20 auf die zweite Trommel 17. Da die Trommeln 16 und 17 fest gekuppelt sind, wirkt der Bandtrieb 18, 19, 20 so als zweite Untersetzungsstufe, wie im ersten Ausführungsbeispiel die Stirnradstufe 11, 12, 13. Die Verhältnisse entsprechen hinsichtlich des Untersetzungsverhältnisses völlig denen des ersten Ausführungsbeispiels, auch in rechnerischer Hinsicht, wobei das Untersetzungsverhältnis der nachgeschalteten Untersetzungsstufe i(sub)R dem Verhältnis <Formel> der Radien der beiden Bandscheiben 20 und 18 entspricht. Diese Ausführungsform kommt dann in Frage, wenn sich bei Doppeltrommeln in der Haupttriebtrommel kein Raum für die zweite Untersetzungsstufe mehr findet.

Die für die erfindungsgemässe Anordnung vorgesehene Anfahrvorrichtung zum langsamen, sanften Beschleunigen der Massen ist aus den Figuren 1 und 3 bzw. 3a ersichtlich. Zwischen der Trommel 1 oder einem fest mit dieser verbundenen Ring 21 (Fig. 3 und 3a) und dem Zahnkranz 8 des Planetenradgetriebes ist ein Bremsband 22 angeordnet, das mit einem Ende 23 an der Trommel befestigt ist und mit dem anderen Ende 24 nach Umschlingung des Zahnkranzes 8 unter das feste Ende 23 tritt, das in diesem Bereich zweckmässig keinen Bremsbelag 25 erhält. Beim Anfahren dreht sich zunächst der Zahnkranz 8 lose, da das Bremsband noch nicht gespannt ist. Sobald eine geringe Reibung auftritt, wird das freie Ende allmählich unter das gespannte geschoben, was dadurch begünstigt wird, dass das freie Ende mit seinem Bremsbelag 25 auf dem Zahnkranz 8 reibt, während seine blanke Oberfläche auf dem blanken Teil des Bremsbandes gleiten kann. Mit Beginn der Reibung und Spannung des Bremsbandes 22 wird auch der zweite Abtrieb des Planetenradgetriebes über den Planetenradsteg 9 in Bewegung gesetzt und die Trommel über den Zahnkranz 13 angetrieben, bis die Bandbremse voll gesperrt ist und der Antrieb zwangläufig über beide Zahnkränze 8 und 13 erfolgt. Die Anlaufzeit kann durch die Länge des freien Bremsbandendes 24 und Auswahl der Reibungskoeffizienten geregelt werden. Die Reibverhältnisse müssen aber konstant gehalten werden, was am sichersten durch kleine Reibwerte, z. B. durch Arbeiten der Bremse unter Schmierung, erreicht werden kann.

Die Bremsbandkupplung kann an einem der beiden Zahnkränze 8 und 13 vorgesehen werden. Da jedoch bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel am Zahnkranz 8 ein kleineres Drehmoment übertragen wird als am Zahnkranz 13, entsprechend den realen Werten der beiden Übersetzungsverhältnisse, wird die Anfahrbremse zweckmässig am Zahnkranz 8 vorgesehen, so dass die Bremse nur für eine geringe Teilleistung auszulegen ist.

Die Bremsbandkupplung kann auch so angeordnet werden, dass sie von Hand bedienbar ist. Auch ist der Erfolg der erfindungsgemässen Anordnung zur Erzielung eines grossen Unersetzungsverhältnisses nicht von der unbedingen Verwendung der beschriebenen Bremsbandkupplung abhängig. Es kann statt dessen jede andere Art von Kupplung eingebaut werden, z. B. eine Flüssigkeitskupplung. Durch die beschriebene Bremskupplung mit Bandbremse wird jedoch der Erfindungsgegenstand in vollkommenster Weise weitergebildet, insbesondere auch im Hinblick auf die zu lösende Aufgabe grösster Raumersparnis.

Claims (7)

1. Triebtrommel, deren ganz oder teilweise in die Trommel eingebautes Untersetzungsgetriebe ein Umlaufrädergetriebe enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufrädergetriebe in der Benutzungsweise mit zwei Abtrieben verwendet ist und beide Abtriebe in Antriebsverbindung mit der Trommel stehen.

2. Triebtrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Umlaufrädergetriebe ein Stirnradplanetengetriebe mit dem Planetenrad (6, 7) zwischen dem antreibenden Ritzel (5) und einem innenverzahnten, mit der Trommel (1) verbundenen Zahnkranz (8) verwendet ist und dass der Planetenradträger (9) - als zweiter

Abtrieb - über eine zweite Untersetzungsstufe, vorzugsweise über eine Stirnradstufe (11, 12, 13) in Antriebsverbindung mit der Trommel (1) steht.

3. Triebtrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung der Triebtrommel (1) als Doppeltrommel (16, 17) deren Einzeltrommeln miteinander gekuppelt sind, z. B. über ein sie gemeinsam umschlingendes Förderband (2), der eine Abtrieb des Untersetzungsgetriebes auf die eine und der andere Abtrieb auf die andere Trommel arbeitet.

4. Triebtrommel nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Untersetzungsstufe durch einen an der zweiten Einzeltrommel (17) angreifenden Bandtrieb (18, 19, 20) (Riementrieb, Kettentrieb o. dgl.) gebildet wird.

5. Triebtrommel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zum Zwecke des Sanftanlaufs dienender Anfahrkupplung diese in den einen Abtrieb des Untersetzungsgetriebes, vorzugsweise in den das kleinere Drehmoment übertragenden Abtrieb, eingebaut ist.

6. Triebtrommel nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung zwischen der Trommel (1) und dem innenverzahnten Zahnkranz (8) des Stirnradplanetengetriebes angeordnet und vorzugsweise als Bremsbandkupplung ausgebildet ist.

7. Triebtrommel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung als Bremsbandkupplung ausgebildet ist, vorzugsweise mit Überlappung des an der Trommel (1) befestigten und des freien Endes (23 bzw. 24) des den Zahnkranz (8) umschlingenden Kupplungsbandes (22).