-
Zwischenantrieb für Förderketten mittels einer Mitnehmerscheibe Es
sind Zwischenantriebe für Kettenförderer bekannt, bei denen eine drehbare Antriebsscheibe
mit daran gelenkig gelagerten, in die Förderkette eingreifenden Mitnehmern versehen
ist. Die Gelenke der Mitnehmer liegen auf einem gemeinsamen Teilkreis der Scheibe.
Die Mitnehmer werden beim Eingreifen in die Förderkette sowie beim Lösen von der
Förderkette gesteuert. Sie sind z. B. als zweiarmiger Hebel ausgebildet, der am
einen Ende einen den Förderkettenbolzen entsprechenden konkaven Mitnehmerkopf und
am anderen Ende eine Steuerrolle aufweist.
-
Die Steuerrolle wirkt mit einer undrehbaren Steuerscheibe zusammen.
Es können die Mitnehmerhebel auch zwischen zwei koaxialen Antriebsscheiben gelenkig
gelagert werden. Die Steuerscheibe ist dann in koaxialer Lage ebenfalls zwischen
den Antriebsscheiben untergebracht. Ein derartiger Antrieb kann in ein oder beide
Förderkettentrume eingreifen. Bei Endantrieben ist es auch bekannt, auf dem Teilkreis
der Antriebsscheibe Winkelhebel gelenkig zu lagern, die am einen Ende einen bogenförmigen
Mitnehmerkopf für die Kettenbolzen und am anderen Ende die Steuerrolle für die koaxiale,
undrehbare Steuerscheibe aufweisen.
-
In diesen Fällen bewirkt die Steuerscheibe sowohl das Eingreifen
wie auch das Lösen. Außerhalb des Eingrifisbereiches sind die Mitnehmerhebel mittels
einer zweiten Steuerrolle oder eines die Steuerscheibe umgebenden Ringes am beliebig
freien Pendeln verhindert.
-
Es sind schließlich endlose Zwischenantriebe bekannt, deren Mitnehmer
als Winkelhebel ausgebildet und mittels ihrer Steuerrolle und Steuerbahnen im Eingreifen
und Lösen beeinflußt werden. Die Steuerbahn weist z. B. zwei geradlinige Strecken
für die beiden Eingriffsbereiche im Ober- und Untertrum auf.
-
Die bekannten Mitnehmerscheiben für Zwischenantriebe haben den Nachteil,
daß sich die Mitnehmer während der Eingriffs dauer radial gegenüber den Kettenanschlägen
bewegen, womit eine Reibung verbunden und nur eine Linienberührung möglich ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit steuerbaren Mitnehmern
versehene Antriebsscheiben zu verwenden, da die endlosen Antriebsketten z. B. durch
Längung der Kette Störungen mit sich bringen, und dabei den Scheiben-Zwischenantrieb
so zu gestalten, daß eine Flächenberührung zwischen Mitnehmern und Kettenanschlägen
während der gesamten Eingriffsdauer erzielt wird und Reibungen möglichst verringert
werden. Nur dadurch kann bei den notwendigerweise starken Antrieben die Flächenpressung
zwischen den Mitnehmern und Kettenanschlägen in
zulässigen Grenzen gehalten werden.
Ein Verschleiß würde nicht nur die Lebensdauer des Antriebs verringern, sondern
auch die Eingriffsbeziehungen verändern und damit die Wirkungsweise des Antriebs
verschlechtern.
-
Die Lösung besteht darin, daß die Mitnehmerhebel winkelartig ausgebildet
sind und die Steuerbahn im Eingriffsbereich eine geradlinige, zur Förderkette parallele
Strecke aufweist, die den Kreisbogenlauf der Winkelhebelgelenke ausgleicht und den
Mittelpunkt des Mitnehmerkopfes in der Ebene der Förderkette führt. Des weiteren
sollen die Steuerrollen im Inneren einer endlosen Steuerbahn abrollen und die Winkelhebel
eine Feder aufweisen, d. h. unter der Einwirkung einer Feder stehen, die das Anlegen
der Steuerrollen an die Bahn bewirkt sowie ein Abheben hiervon bei Klemmungen zuläßt.
-
Der Zwischenantrieb kommt in völlig gleicher Weise mit dem Obertrum
und mit dem Untertrum des Förderers in Eingriff. Die Längen der Winkelhebelschenkel
und der eingeschlossene Winkel sind so zu wählen, daß im Zusammenwirken mit der
geradlinigen Bahnstrecke ein wenigstens angenähert geradliniger Lauf des Mitnehmerkopfmittelpunktes
entsteht. Es ist zweckmäßiger, die betreffende Strecke der Steuerbahn völlig geradlinig
auszubilden und die geringfügigen, innerhalb des für die Führung der Kette ohnehin
notwendigen Spieles liegenden Abweichungen des Mitnehmerkopfes nach oben bzw. nach
unten zuzulassen. Diese Abweichungen von der gedachten Geraden sind sehr klein.
Bei fehlender Übereinstimmung zwischen den Mitnehmerköpfen und den von ihnen zu
erfassenden Kettenanschlägen, z. B. beim Einlaufen eines Förderbandzuges in den
Antrieb,
können sich die Mitnehmer ohne weiteres absenken und damit
die Steuerrollen abheben. Die Mitnehmer bleiben dann, ohne Störungen verursachen
zu können, außerhalb des Eingriffbereiches und unterhalb der sich auf sie aufsetzenden
Kettenanschläge. Sobald sie aber infolge von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen
Antrieb und Kette in eine Lücke zwischen den Kettenanschlägen gelangen können, setzen
sie sich selbsttätig hinter den zu treibenden bzw. vor den zu bremsenden Anschlag,
woraus sich wiederum ergibt, daß auch die folgenden Mitnehmer auf eine Lücke treffen
und somit in den richtigen Eingriff gelangen.
-
Ist der Abstand der Mitnehmerköpfe voneinander im Eingriffsbereich
genau gleich der Kettenteilung, so werden sie sich in dem Augenblick im Eingriff
ablösen, wenn der neu zum Eingriff kommende Mitnehmer sich genau so weit vor dem
Scheitelpunkt seines Umlaufs befindet, wie der von ihm abzulösende Mitnehmer hinter
diesem Scheitelpunkt, d. h. wenn sie genau in der gleichen Höhe stehen. Ist der
Abstand der Mitnehmerköpfe genau doppelt so groß wie die Kettenteilung, so befinden
sich im Augenblick der Ablösung zwei Kettenglieder zwischen den Mitnehmern, wie
es für das Antreiben einer Rundgliederkette erwünscht ist, wo die Mitnehmer entweder
nur an den vertikalen oder nur an den horizontalen Gliedern angreifen können.
-
Die geradlinige Strecke der Steuerbahn ist die Eingrifistrecke. Infolgedessen
gelangt nach dem Ablösen der Mitnehmer nach einer Drehung der Mitnehmerscheibe um
z. B. 20 der neu zum Eingriff gekommene Mitnehmer bei z. B. 160 in einem fiacheren
Winkel, der sich aus dem Eingriff lösende Mitnehmer bei + 200 in einen steileren
Winkel zur Kettenlängsachse. Befinden sich ihre wirksamen Flächen noch in der Ebene
der Kettenlängsachse, so müssen sich deren Abstände voneinander also verringert
haben, was für das reibungslose und störungsfreie Lösen des jeweils abgelösten Mitnehmers
aus dem Eingriffsbereich von Vorteil ist. Umgekehrt steht vor dem Eingreifen der
z. B. bei -200 befindliche Mitnehmer in einem steileren Winkel zur Kettenlängsachse
als der in diesem Augenblick bei +160 befindliche von ihm noch nicht abgelöste Mitnehmer.
Dies ist gleichbedeutend mit einer Vergrößerung des Abstandes ihrer wirksamen Flächen.
Die durch den cos a bestimmte Verkürzung dieses Abstandes wird bei entsprechender
Länge der Mitnehmer dadurch überkompensiert, was wiederum zu einem erleichterten
und reibungslosen Eingreifen und Ablösen führt.
-
Stimmt die Kettenteilung z. B. infolge eingetretener Längungen von
Gliedern der Förderkette genau mit dem Abstand der Mitnehmerdrehachsen überein,
so vollzieht sich die Ablösung etwas früher bzw. später, ohne daß die geschilderten
Vorgänge sich im grundsätzlichen Verlauf verändern würden.
-
Nach einem weiteren Merkmal weist die kreisförmige Ausnehmung der
Mitnehmerköpfe nicht mehr einen größeren Radius auf als die zylindrischen Kettenbolzen.
Vielmehr ist die kreisförmige Ausnehmung der Mitnehmerköpfe mit einem den zylindrischen
Bolzen der Laschenkette oder mit einem den gekrümmten Stirnseiten senkrechter Rundkettenglieder
entsprechenden Radius versehen. Damit wird an Stelle der Linienberührung eine Flächenberührung
erzielt. Die Möglichkeit zum Anwenden gleich großer Radien ergibt sich aus der besonderen
Mitnehmerführung, die dem Mittelpunkt des Mitnehmerkopfes
eine geradlinige Bahn vorschreibt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kettenbolzen oder Rundkettenglieder
durch die Mitnehmer jeweils umgriffen, also an einem Ausweichen nach oben verhindert
werden. Bei Rundgliederketten wird jeder Mitnehmer natürlich auch noch dem runden
Querschnitt der Kettenglieder angepaßt.
-
Die gleich großen Radien von Mitnehmerwölbung und Kettenbolzen bzw.
Kettenglieder waren bisher nur bei endlosen Zwischenantrieben oder Mitnehmerscheiben
für Endantriebe durchgeführt worden.
-
Werden eine antreibende und noch eine bremsende Mitnehmerscheibe
angeordnet, so können diese hintereinanderliegen und in bekannter Weise getrieblich
miteinander verbunden sein. Ferner kann der aus den beiden hintereinander angeordneten
Scheiben bestehende Antrieb in seiner Gesamtheit in bekannter Weise in Längsrichtung
des Bandtraggerüstes verschiebbar gelagert sein, was einen Ausgleich der von den
Mitnehmern beider Scheiben aufzunehmenden Belastungen ermöglicht. Es kann aber auch
bei im Berg angeordneten Anlagen zweckmäßig sein, die treibende Scheibe im einen
Trum und die bremsende Scheibe im anderen Trum eingreifen zu lassen. Beide Scheiben
sind dann mit einem eigenen Motor auszurüsten, in bekannter Weise mit einem Elektromotor,
der auch als Generator laufen kann.
-
Beim Eingreifen und Ausgreifen der durch die Steuerbahn gesteuerten
Mitnehmer ergeben sich Geschwindigkeitsdifferenzen der Mitnehmer, wie sie in ähnlicher
Weise bei Antrieben unter Verwendung von Treibketten bekannt sind, die auf dem Prinzip
einer gegenüber der Teilung der Förderkette verkleinerten Teilung der Treibkette
beruhen. Die Tatsache, daß der eingreifende Mitnehmer in der Zeiteinheit einen größeren
Weg zurücklegt als der von ihm abgelöste sich aus dem Eingriff lösende Mitnehmer,
ist jedoch durch die Steuerbahn bedingt und unabhängig von der jeweiligen Geschwindigkeit
der Mitnehmerscheibe. Es ist deshalb möglich, ohne eine Beeinträchtigung der durch
die Steuerbahn erzielten Vorteile beim Eingreifen und Lösen der Mitnehmer die Geschwindigkeit
der Scheiben beliebig zu verändern, also auch sie in der Weise zu steuern, daß die
Geschwindigkeitsdifferenzen ihrer Mitnehmer ausgeglichen werden. Bei einer Drehung
der Scheibe von -18 bis 0° legen die Mitnehmer infolge der Steuerkurve in Richtung
der Kettenlängsachse einen größeren Weg zurück als bei einer Drehung der Scheibe
von 0 bis + 180. Wenn sich die Scheibe jeweils im ersten Abschnitt der Mitnehmerbewegung
entsprechend langsamer dreht als im zweiten Abschnitt dieser Bewegung - bei feinerer
Einteilung dieser Abschnitte würde sich eine entsprechend genauere Anpassung der
Geschwindigkeiten ergeben, läßt sich durch einen solchen periodischen Wechsel in
der Geschwindigkeit der Scheibe eine konstante Geschwindigkeit der Mitnehmer erreichen.
Dies kann namentlich für die Zusammenarbeit zweier getrieblich verbundener Mitnehmerscheiben
von Bedeutung sein, von denen beispielsweise die eine stets im Obertrum des Förderers
treibt, während die andere stets im Untertrum bremst oder umgekehrt. Dabei wird
mindestens eine der beiden Scheiben in ihrer Drehgeschwindigkeit durch Zwischenschaltung
eines Exzenters oder von Knickhebeln oder durch andere bekannte Maßnahmen im Sinne
der gewünschten periodischen Differenzen beeinflußt.
-
Ein Ausgleich der erwähnten Geschwindigkeitsdifferenzen läßt sich
auch schon dadurch erzielen, daß die Übertragung des Drehmoments von der Abtriebswelle
des Getriebes auf die Mitnehmerscheibe unter der Wirkung eines Kraftspeichers (z.
B. der Feder einer elastischen Kupplung) steht, derart, daß die Scheibe bei hoher
Belastung (also jeweils in den Perioden, bei denen sie die zu bewegenden Massen
des Bandes am stärksten zu beschleunigen sucht) unter momentaner Verringerung ihrer
Geschwindigkeit Energie an den Kraftspeicher abgibt, um diese Energie in den Perioden
geringerer Belastung unter entsprechender Beschleunigung der Scheibe aus dem Kraftspeicher
wieder aufzunehmen.
-
Die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den gleichzeitig im Eingriff
befindlichen Mitnehmern der treibenden und bremsenden Scheibe lassen sich in noch
einfacherer Weise aber auch dadurch herabsetzen, daß man unter Beibehaltung einer
gleichmäßigen Drehbewegung beider Scheiben die Scheiben lediglich gegeneinander
verstellt, derart, daß die gegenseitige Ablösung der Mitnehmer der ersten Scheibe
jeweils zu einem anderen Zeitpunkt erfolgt als die gegenseitige Ablösung der Mitnehmer
der zweiten Scheibe.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des Eingriffsablaufes einer einzigen
Antriebsscheibe, Fig. 2 einen Antrieb mit einer treibenden und einer bremsenden
Scheibe, Fig. 3 zwei koaxiale Antriebsscheiben.
-
Sämtliche Figuren beziehen sich auf zwei Beispiele, nämlich auf das
Antreiben einer Laschenkette und einer Rundgliederkette. Demgemäß ist die obere
Hälfte der Antriebsscheibe als im Eingriff mit den zylindrischen Bolzen einer im
Obertrum zu treibenden bzw. zu bremsenden Laschenkette dargestellt.
-
Die untere Hälfte ist dagegen als im Eingriff mit den vertikalen Gliedern
einer im Untertrum zu treibenden bzw. zu bremsenden Rundgliederkette gezeigt.
-
Es ergibt sich zwar in beiden Fällen ein gleicher Eingriffsablauf
der Mitnehmer, jedoch sind verschiedene konstruktive Anordnungen bzw. Einzelheiten
der Mitnehmer und der Führungselemente erforderlich.
-
Nach Fig. 1 ist mit 1 ein Bolzenteilkreis bezeichnet, auf dem die
Mitnehmer an der Antriebsscheibe 5 drehbar gelagert sind. Mit 2 ist eine ortsfeste
Steuerbahn bezeichnet, an der die Steuerrollen der Mitnehmer von innen her anliegen.
Mit 3 und 4 sind die Längsmittellinien der Laschen- und Rundgliederketten bezeichnet.
Die Antriebsscheibe 5 weist acht Mitnehmer auf, deren Winkelhebel 7 im Gelenk 9
drehbar gelagert und mit einer Steuerrolle 8 sowie einem Mitnehmerkopf 6 versehen
ist. Der Mitnehmerkopf 6 greift an einem zylindrischen Bolzen bzw.
-
Anschlag der Laschenkette oder an einem senkrechten Glied der Rundgliederkette
an. Der Abstand der Bolzen entspricht der Teilung der Laschenkette 3 bzw. der doppelten
Teilung der Rundgliederkette 4.
-
In der gezeichneten Stellung lösen sich gerade die betreffenden Mitnehmer
gegenseitig im Antreiben der Förderkette ab.
-
Die Bewegung der Mitnehmerköpfe 6 ergibt sich bei der gegebenen Gestalt
der Winkelhebel 7 aus der durch die Drehung derAntriebsscheibe 5 bedingten Bewegung
der Gelenke 9 einerseits und dem Abrollen der Steuerrollen 8 entlang der Steuerbahn
2 andererseits.
-
Trotz fortlaufender Anderung der Winkelstellung des Hebels 7 bewegt
sich der Mittelpunkt des Mitnehmerkopfes 6 während der Eingriffsdauer von Stellung
32 bzw. 46 bis Stellung 31 bzw. 45 der Kettenanschläge in der Ebene der Kettenlängsachse
3 bzw. 4.
-
Damit bleibt auch das teilweise Umgreifen des Kettenanschlages von
Beginn des Anlegens in Stellung 32 bzw. 46 bis zum Beginn des Lösens in Stellung
31 bzw. 45 unverändert.
-
Während der ersten Hälfte der Eingriffs dauer, also von der Stellung
32 bis 31' bzw. von 46 bis 45' legt der Mitnehmer in Richtung der Kettenlängsachse
einen größeren Weg zurück als während der zweiten Hälfte der Eingriffsdauer. Entsprechend
ist auch die Geschwindigkeit der Förderkettenanschläge bzw. der Förderkette im ersten
Zeitabschnitt größer als im zweiten. Daraus folgt das reibungslose und störungsfreie
Eingreifen und Lösen der Mitnehmerköpfe. Dabei hat der Mitnehmerkopf zwischen den
Kettenanschlägen jeweils völlig freien Raum zum Eingreifen und Lösen. Der Mitnehmerkopf
gelangt schon kurz vor dem Eingreifen in die zur Kette parallele Bahn. Ebenso verläßt
er sie erst kurz nach dem Ablösen. Ungenauigkeiten in der Teilung der Förderkette
können somit durch den Antrieb ausgeglichen werden, obwohl an sich schon durch die
Verwendung einer Antriebsscheibe die Gefahr beseitigt ist, daß sich ihnen Ungenauigkeiten
aus einer Antriebskette überlagern können.
-
Die Winkelhebel 7 werden über ihre Rollen 8 selbst in den beiden
Ecken der Steuerbahn 2 einwandfrei abgelenkt, wobei es weiter von besonderer Bedeutung
ist, daß die Winkelhebel in diesen Bereichen schon völlig von jeder Belastung durch
die Förderkette befreit sind. Unter Last befinden sich die Rollen 8 nur jeweils
im geradlinigen Bereich ihrer Steuerbahn. Der geradlinige Bereich läßt sich ohne
Ungenauigkeit herstellen und bei etwaigem Verschleiß jederzeit auswechseln.
-
Wird die Antriebsscheibe entgegen der Pfeilrichtung gedreht, so sind
die Phasen im Bewegungsablauf der Mitnehmer die gleichen, nur umgekehrt.
-
Eine solche Scheibe ist also auch geeignet, eine im Obertrum von links
nach rechts und/oder eine im Untertrum von rechts nach links laufende Förderkette
abzubremsen. Dabei arbeitet der Antrieb zweckmäßig mit einer biegungssteif ausgebildeten
Laschenkette zusammen oder mit einer Rundgliederkette, die gemäß ihrer Vorspannung
und/oder durch die sie führenden Elemente (Bandglieder od. dgl.) gestreckt gehalten
wird.
-
Nach Fig. 2 weist der Zwischenantrieb eine antreibende Scheibe 5
und eine bremsende Scheibe 5' auf. Die getriebliche Verbindung beider Scheiben ist
nicht dargestellt. Durch Umkehren dieses Antriebs wird die Scheibe 5 zur bremsenden,
die Scheibe 5' zur treibenden Scheibe. Die Stellung, in der die acht Mitnehmer dargestellt
sind, entspricht der Grundstellung nach Fig. 1. Die Scheibe 5' ist gegenüber der
Scheibe 5 um 1800 um die Lotrechte verdreht. Ferner ist die Scheibe 5' mit einem
solchen Drehwinkel getrieblich eingefügt, daß sich ein Gelenk eines Winkelhebels
im Scheitelpunkt befindet, wenn an der Scheibe 5 das Eingreifen und Lösen beginnt.
Damit wird erreicht, daß die treibenden Mitnehmer der einen Scheibe sich nicht gerade
dann am schnellsten bewegen, wenn die bremsenden Mitnehmer der anderen Scheibe am
langsamsten fortschreiten.
-
Der Achsabstand der Scheiben ist so gewählt, daß die bremsenden Mitnehmer
der einen Scheibe bei normaler Teilung der Förderkette gegenüber den Kettenanschlägen
noch ein Spiel haben, wenn die treibenden Mitnehmer der anderen Scheibe (im gleichen
Trum) an den Kettenanschlägen angreifen. Damit wird ein Verklemmen ausgeschlossen.
Wenn die z. B. im Einfallen verlegte Förderkette sich gegenüber dem Antrieb beschleunigt,
so geht also die Last automatisch von den treibenden Mitnehmern der Scheibe 5, denen
die Kettenanschläge davonlaufen, auf die bremsenden Mitnehmer der Scheibe 5' über,
die nunmehr die Kettenanschläge aufhalten. Umgekehrt wirkt sich eine Hemmung im
Ablaufen der Förderkette derart aus, daß die Last von den Mitnehmern der bremsenden
Scheibe auf diejenige der treibenden Scheibe übergeht.
-
Der Achsabstand der beiden Scheiben kann natürlich bei einem auf
eine Rundgliederkette wirkenden Antrieb nicht der gleiche sein wie bei einem auf
zylindrische Anschläge einer Laschenkette wirkenden Antrieb, denn der Durchmesser
des zylindrischen Bolzens entspricht nicht der Länge eines Gliedes der Rundgliederkette.
-
Mitnehmer, die aus irgendeinem Grunde nicht in die Lücke zwischen
zwei Kettenbolzen bzw. Kettenglieder gelangen können, werden entgegen der sie in
Arbeitsstellung haltenden Kraft der Federn 10 abgesenkt, wobei sich die Steuerrollen
der Mitnehmer von der Steuerbahn abheben.
-
Die im Traggerüst des Antriebs fest angeordnete Steuerbahn 2 und
2' ist aus geraden Teilen und Bogenteilen zusammengesetzt. Die der Scheibe 5' zugeordnete
Bahn 2' ist spiegelbildlich zur Bahn 2 ausgebildet.
-
Nach Fig. 3 ist in bekannter Weise die treibende und die bremsende
Scheibe als ein koaxiales Scheibenpaar 11, 12 ausgebildet, zwischen dem die Mitnehmer
mit Gelenkzapfen 24 drehbar gelagert sind.
-
Zum Antreiben einer Rundgliederkette 4 ist der Mitnehmer brückenartig
ausgebildet und wieder mit einem Kopf 15 versehen, der sich mit seiner kreisförmigen
Ausnehmung an das senkrechte Kettenglied anlegt. Für eine Laschenkette kann der
Mitnehmer in zwei Köpfe 13,14 und zwei Winkelhebel 16, 17 unterteilt sein, die über
die Steuerrolle 18 miteinander verbunden sind. Die beiden Köpfe 13, 14 greifen dann
an den beiderseits aus den Laschen herausragenden Enden des Kettenbolzens an. Hier
ist eine mittlere Steuerbahn 25 vorhanden. Bei der für die Rundgliederkette dargestellten
Mitnehmerbrücke 19 sind die Winkelhebel 20, 21 außerhalb des Scheibenpaares angeordnet,
wobei die Steuerbahnen 26, 27 für die Steuerrollen 22, 23 unmittelbar an den Seitenschilden28
des Antriebs gelagert sind. Die Federn der Mitnehmer sind hier als Drehfedern 29
bzw. 30 ausgebildet.
-
Der Zwischen antrieb läßt sich nicht nur stationär, sondern auch
als Wagen ausbilden, der mit seinen Mitnehmern in eine stationäre Zahnstange eingreift.