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Dieser
Erfindungsvorschlag betrifft einen Schmutzabstreifer beziehungsweise
Produktabstreifer für Förderbänder. Insbesondere
einen Schmutzabstreifer zum Einsatz unter Verschleiß-fördernden Bedingungen
wie im Bergbau. Feld der Erfindung ist B 65G045/1. Der Erfindungsvorschlag
bezieht sich vorwiegend auf eine verbesserte Auswechselbarkeit der
Schmutzabstreifer.
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Aufgabenstellung:
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Im
Bergbau werden Güter wie Abraum und Kohle über
Förderbänder transportiert. Diese laufen meist
rasch und transportieren in kurzer Zeit viel Gut.
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Wenn
auf einem Förderband beispielsweise Kohle transportiert
wird, fällt diese meist am Ende des Förderbandes
in einen Schüttguttrichter. Zu transportierendes Gut, in
diesem Fall Kohle, welches nicht abfällt und am Förderband
anhaftet, soll einfach und unter Schonung des Förderbandes
abgestreift werden. Aufgrund der hohen Relativgeschwindigkeit des
Förderbandes zum Abstreifer und weil die transportierten
Güter material-verschleißend wirken, ist ein Förderbandabstreifer
ein hoch belastetes Bauteil. Unter Bedingungen wie im Bergbau kommt
es trotz Verwendung hochwertigster Materialien zu einem Verschleiß der
Abstreifer.
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Dies
stellt einen deutlichen Kostenfaktor dar, weil es den Wartungsaufwand
der Förderbandstrecke erhöht und weil die Abstreifer
ersetzt werden müssen.
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Stand der Technik:
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Für
eine lange Standzeit werden Vorabstreifer mit einem Abstreiferelement
aus hoch abriebfestem warm verfestigtem Polyurethan eingesetzt.
Das nun so von groben Partikeln gereinigte Förderband wird
anschließend meist durch einen Nachabstreifer aus Hartmetall
gereinigt.
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Das
Förderband ist meist mittels Trumrollen auf einem Rahmen
gelagert. Das Abstreiferelement ist meist aus einem Stück
Polyurethan gefertigt und besteht aus einer Abstreiflippe, welche
an das Förderband angepresst wird und das Abstreifen bewirkt. Daneben
besitzt er ein Fußteil, mit welchem er an einem Tragelement
befestigt ist. Dazwischen liegt ein Abstreiferkörper. Bei
fortschreitendem Verschleiß der Abstreiflippe wird Material
des Körpers als Abstreiflippe verwendet, bis dieser aufgebraucht
ist.
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Der
Abstreifer besteht neben Abstreiferelement aus einem Tragelement,
welches in einer Weise im Bezug zum Rahmen des Förderbandes
gelagert ist, dass es einen Anpressdruck der Abstreiflippe am Förderband
bewirken kann. Dieses Tragelement ist oft als Profilteil aufgeführt.
Das Profil besitzt dann eine Längsachse und ist meist am
Rahmen drehbar gelagert, mit Drehachse parallel zu seiner Längsachse.
Der Anpressdruck der Abstreiflippe wird beispielsweise durch Federkraft
erzeugt. Hierzu dient meist eine Feder, welche ein Drehmoment auf
das Tragelement überträgt, indem sie versucht,
das Tragelement um seine Drehachse zu verdrehen. Vom Tragelement
wird die Kraft über das Fußteil des Abstreiferelementes über
den Körper auf die Abstreiflippe übertragen. Überwiegend
werden außen liegende Stahlfedern verwendet.
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Ein
Erfindungsvorschlag (
US.4,917,231 )
bezieht sich auf die Form des Abstreifers, um seine Funktion möglichst
lange zu erhalten, obwohl bereits viel Material der Abstreiflippe
verbraucht ist.
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Da
die Abstreiflippe am Rande des Förderbandes weniger verschlissen
wird als in der Mitte, bieten einige Abstreifer die Möglichkeit,
die mittleren Anteile der Abstreiflippe separat zu tauschen. Dazu wird
die Abstreiflippe meist durch Schnitte senkrecht zu ihrer Längsachse
in einzelne Segmente aufgeteilt. Diese liegen dann nebeneinander
und können einzeln getauscht werden können. Dies
bietet auch die Möglichkeit, wenig verschlissene Segmente
vom Rand in die Mitte zu verschieben und am Rande neue Segmente
zu verwenden. Dadurch wird eine bessere Materialausnutzung erreicht.
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Bei
einer verbreiteten Ausführungsform ist das Tragelement
als Profilteil mit einer Längsachse ausgeführt.
Das Profil ist so gestaltet, dass es das Fußteil der Abstreiflippe
festhalten kann. Der Fuß der Abstreiflippe kann nun von
der Seite des Profils eingeschoben werden und wird formschlüssig
gehalten.
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Problemstellung:
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Abstreiferelemente
im Bergbau sind also Verschleißteile. Sie müssen
regelmäßig ausgetauscht werden, wenn der Abstreiferkörper
bis zu einer bestimmten Grenze verbraucht ist. Der Ein- und Ausbau
der Abstreifelemente ist momentan mit Montageaufwand verbunden,
weil sie in Richtung der Längsachse vom Tragelement herunter
geschoben werden müssen. Dabei treten Reibungskräfte
auf und allgegenwärtige Verschmutzungen können
stören. Die Arbeiten müssen manchmal unter erschwerten
Bedingungen, wie großer Höhe, stattfinden. Ein vereinfachter
Ein- und Ausbau wäre also vorteilhaft.
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Ein
weiteres Problem besteht in der Feder, welche den Anpressdruck erzeugt.
Außen liegende Stahlfedern, wie meist verwendet, sind anfällig
für Verschmutzung und Korrosion.
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Lösungsvorschlag:
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Hier
wird vorgeschlagen, dass das Fußteil des Abstreiferelementes,
wo es am Tragelement befestigt ist, so ausgelegt wird, dass es die
Kräfte, die zum Abstreifen notwendig sind, gut aufnehmen
und übertragen kann, jedoch Kräfte in Entgegengesetzter Richtung
nicht. Die zum Abstreifen notwendigen Kräfte sind die,
welche zum Beispiel eine Federkraft vom Tragelement auf das Abstreiferelement übertragen,
dass die Abstreiflippe an das zu reinigende Förderband
angepresst wird. Durch Kräfte in Entgegengesetzter Richtung
kann das Wechseln eines Abstreiferelement oder eines einzelnen Segmentes
erfolgen, durch Handkräfte oder je nach Größe
des Abstreifers mit einem Hammer oder Ähnlichem.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Wechsel des
verschlissenen Abstreiferelementes folgendermaßen:
Das
Tragelement wird gegen die Federkraft weggeschwenkt und arretiert.
Dann werden die zu wechselnden Abstreiferelemente durch Hammerschlag
in Richtung der Drehachse der Trumrolle gelöst. Sie lehnen
sich dann an das Förderband an und fallen nicht gleich
heraus, was eine Montage an unzugänglichen Stellen deutlich
erleichtert.
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Ein
weiterer Verbesserungsvorschlag bezieht sich darauf, statt außen
liegender Stahlfedern zum Erzeugen der Anpresskraft innenliegende
Torsionsfedern zu verwenden, insbesondere aus Elastomer. Diese sind
dann in einem Hohlraum des Tragelementes angebracht. Insbesondere
bei Anwendungen in extremer Kälte ist eine Torsionsfeder
aus Elastomer zu bevorzugen. Neben einer verringerten Korrosionsanfälligkeit
besteht dadurch ein besserer Schutz der Feder vor Verschmutzung.
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Ziffer 1 (bezieht sich auf Schutzanspruch
1)
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Der
Schutzanspruch erstreckt sich auf einen Abstreifer für
Förderbänder, der vorwiegend aus folgenden Bauteilen
besteht:
Ein Tragelement, dieses besitze eine Längsachse und
eine profilierte Seite zur Aufnahme des Abstreiferelementes.
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Ein
Abstreiferelement, welches aus Elastomer gefertigt ist, mit einem
Fußteil, mit welchem es mit dem Tragelement verbunden ist,
mit einer Abstreiferlippe zum Andrücken und Abstreifen
an das Förderband, mit einem dazwischen liegenden Körper.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abstreifelement
durch Schnitte, mit Schnittebene senkrecht zur Längsachse
des Tragelementes, in zwei oder mehr Segmente unterteilt.
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Das
Fußteil des Abstreiferelementes ist am Tragelement befestigt.
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Ein
Federelement zwischen Rahmen und Tragelement bewirkt eine rückstellende
Kraft, welche über das Tragelement und das damit verbundene
Abstreiferelement auf die Abstreiflippe übertragen wird. Diese
Kraft sei im Bezug zwischen Abstreifer und Förderband sei
so gerichtet, dass die Abstreiflippe an das Förderband
angedrückt wird. Diese Richtung ist dann die Arbeitspositionsrichtung.
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Durch
Schwenken des Abstreifers um die Längsachse des Tragelementes
in die entgegen gesetzte Richtung wird die Abstreiferlippe von dem
zu reinigenden Förderband weggeschwenkt in die so genannte
Demontageposition.
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Kennzeichnend
für einen Abstreifer nach Schutzanspruch 1 ist die Form
des Fußteiles,
welche die Übertragung relativ
hoher Kräfte,
wie sie für eine Reinigungsfunktion
notwendig sind,
in Arbeitpositions-Richtung gewährleistet,
zum
Beispiel durch Formschluss mit dem Profil des Tragelementes,
jedoch
ein Lösen der Verbindung zwischen Fußteil und
Tragelement durch relativ geringere Kräfte in entgegen
gesetzter Richtung, also in Richtung Demontage-Position, gewährleistet.
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Dies
geschieht bei einer bevorzugten Ausführungsform, indem
die Verbindung zwischen Fußteil und Tragelement zweiteilig
ausgelegt ist.
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Der
erste Teil der Verbindung wird dann durch Kräfte in Arbeitspositionsrichtung
auf Zug belastet, der zweite Teil durch diese Kräfte auf
Druck. Die Form des Fußteiles ist im Bezug zum Profil des Tragelementes
so profiliert, dass es für den Betrieb ausreichende Kräfte übertragen
kann.
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Durch
Kräfte in Demontage-Position-Richtung wird der erste Teil
der Verbindung auf Druck belastet und der zweite Teil auf Zug. Kennzeichnend
ist bei dieser Ausführungsform, dass der zweite Teil der Verbindung
so profiliert ist, dass er deutlich geringere Zugkräfte übertragen
kann als der erste Teil der Verbindung.
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Dies
schließt eine Formschuss von beiden Teilen der Verbindung
mit dem Profil des Tragelementes nicht aus, weil das Material des
Abstreiferelementes verformbar ist.
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Ziffer 2
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Förderbandabstreifer
wie unter Ziffer 1 beschrieben mit einer Feder, welche
im vorgespannten Zustand eine rückstellende Kraft in Arbeitsposition-Richtung
erzeugen kann, mit der weiteren Eigenschaft, dass sie als Torsionsfeder
ausgelegt ist und sich im Tragelement befindet, also von außen
nicht oder nur teilweise sichtbar.
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Definitionen:
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Abstreifelement:
Ein Elastomer-Element mit Abstreiferlippe, Körper und Fußteil.
Diese kann in Segmente aufgeteilt sein.
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Anpressfeder:
Stellt eine rückstellende gerichtete Kraft zur Verfügung,
In diesm Fall wirkt sie zwischen Rahmen und Tragelement. Von hier
wird diese Kraft über das Fußteil der Abstreifer
oder der Abstreifersegmente, über den Körper an
die Abstreiferlippe(n) übertragen wird. Die Torsionsfeder
stellt eine rückstellende Kraft als Drehmoment zur Verfügung
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Arbeits-Position-Richtung:
Die Richtung, die die Abstreiferlippe, zum Beispiel durch Drehung
des Abstreifers um die Drehachse des Tragelementes, an die Oberfläche
des zu reinigenden Förderbandes andrückt.
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Demontage-Position:
Eine Position, wo die Abstreiferlippe, zum Beispiel durch Drehung
des Abstreifers um die Drehachse des Tragelementes, von der Oberfläche
des zu reinigenden Förderbandes weggeschwenkt ist. Die
Abstreiferlippe ist dann von der Oberfläche des Förderbandes
beabstandet.
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Fußteil:
Das Fußteil des Abstreifelementes ist die Stelle, wo es
am Tragelement befestigt ist. Durch das Fußteil wird das
Abstreifelement in seiner Lage gehalten sowie die Anpresskräfte
vom Tragelement übertragen. Die Anpresskräfte
sind notwendig, um die Abstreiferlippe an das zu reinigende Förderband
anzupressen, um so eine Reinigung des Förderbandes zu gewährleisten.
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Körper
des Abstreifelementes: Besteht aus Elastomer und beabstandet die
Abstreiferlippe vom Fußteil. Der Körper ist elastisch
und sorgt dafür, dass ein Teil Abstreiferlippe vom Förderband
abheben kann, ohne dass die ganze Abstreiferlippe abheben muss. Über
die Rückenseite des Körpers gleitet abgestreiftes
Material. Bei zunehmendem Verschleiß der Abstreiferlippe
dient das Material des Körpers wiederum als Abstreiflippe,
der Körper verkürzt sich also im Laufe der Lebensdauer.
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Abstreiferlippe
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Diese
ist der Teil des Abstreifelementes, welches am Förderband
anliegt und am Förderband anhaftende Verschmutzungen von
dessen Oberfläche abhebt.
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Tragelement:
Profilteil mit einer Längsachse. Diese trägt die
Abstreiferelemente. Beispielsweise ist es so im Bezug zum Förderband-Rahmen
befestigt, dass es (durch Verdrehung oder Verschiebung) Anpresskräfte
von der Feder auf das/die Fußteile der Abstreiferelementes/Segmentes übertragen
kann.
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Trumrolle:
Diese ist drehbar an einem Rahmen befestigt und trägt das
Förderband.
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Beschreibung der Zeichnungen:
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles
eines Förderbandabstreifers nach Schutzanspruch 3 und ein
dazu angeordnetes Förderband (1). Die Segmentierung
des Abstreiferelementes in 3 Segmente ist erkennbar sowie die Längsachsen.
Der Rahmen ist bei dieser Zeichnung weg gelassen worden.
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2 zeigt
eine seitliche Ansicht eines Ausführungsbeispieles eines
Förderbandabstreifers nach Schutzanspruch 3. Das Fußteil
des Abstreiferelementes ist zweiteilig ausgelegt und im Bezug zum Profil
des Tragelementes so geformt, dass der linke Teil größere
Zugkräfte übertragen kann als der rechte Teil.
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3 Zeigt
eine Ausführungsform eines Förderbandabstreifers
nach einem der vorangehenden Schutzansprüche in Seitenansicht
und schematisch einen Teil eines Förderbandes. Der Abstreifer
befindet sich hier in Arbeitsposition.
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4 Zeigt
eine Ausführungsform eines Förderbandabstreifers
nach einem der vorangehenden Schutzansprüche in Seitenansicht
und schematisch einen Teil eines Förderbandes. Der Abstreifer
befindet sich hier in Demontageposition.
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5 Zeigt
eine Ausführungsform eines Förderbandabstreifers
nach einem der vorangehenden Schutzansprüche in Seitenansicht
und schematisch einen Teil eines Förderbandes. Die Verbindung
zwischen Fußteil und Tragelement ist hier teilweise gelöst.
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6 Zeigt
eine Ausführungsform eines Förderbandabstreifers
nach einem der vorangehenden Schutzansprüche in Seitenansicht
und schematisch einen Teil eines Förderbandes. Die Verbindung
zwischen Fußteil und Tragelement ist hier vollständig gelöst.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Förderbandabstreifers
nach Schutzanspruch 1. Dazu ein Förderband (1)
und seinen Rahmen (2). Dazu ein zweiter Rahmen (3),
in welchem das Tragelement drehbar gelagert ist. Der zweite Rahmen
ist am Rahmen des Förderbandes befestigt. Dazu eine außenliegende
Feder, welche eine rückstellende Kraft zwischen Rahmen
und Abstreifer bewirkt. Der Abstreifer befindet sich in Arbeitsposition
und die Arbeitspositionsrichtung (14) ist hier eingezeichnet.
Gestrichelt ist die Demontage-Position des Abstreifers eingezeichnet.
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8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Förderbandabstreifers
nach Schutzanspruch 1. Dazu ein Förderband (1)
und seinen Rahmen (2). Dazu ein zweiter Rahmen (3),
in welchem das Tragelement drehbar gelagert ist. Der zweite Rahmen
ist am Rahmen des Förderbandes befestigt. Dazu eine außenliegende
Feder, welche eine rückstellende Kraft zwischen Rahmen
und Abstreifer bewirkt. Der Abstreifer befindet sich in Demontageposition
und die Demontage-Positionsrichtung (15) ist hier eingezeichnet. Gestrichelt
ist die Arbeitsposition des Abstreifers eingezeichnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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