DE2251180A1

DE2251180A1 - Bandfoerderer mit ueber einer druckkammer umlaufendem foerdergurt

Info

Publication number: DE2251180A1
Application number: DE2251180A
Authority: DE
Inventors: Roland Joug; Bernard Ragout
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA; Ateliers Mecaniques du Douaisis SA
Current assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA; Ateliers Mecaniques du Douaisis SA
Priority date: 1971-10-22
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1973-04-26
Also published as: DD102356A5; ES407842A1; NL7214274A; ATA900172A; GB1402275A; ZA727515B; FR2156501B1; IT975323B; CA965032A; FR2156501A1; JPS4850477A; BR7207355D0; BE790405A; AT326037B

Description

225118Q

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 17. Oktober 1972 Ax/Me

S.A. Pneumatiques, Caoutchouc Manufacture et Plastiques KLEBER-COLOMBES, Place de Valmy, (92) Colombes, Frankreich

und

S,A, Ateliers Mecaniques du Doualsis, 6, Boulevard Louis Breguet, (59) Douai, Frankreich

Bandförderer mit über einer Druckkammer umlaufendem

Fördergurt

Die Erfindung betrifft Bandförderer, bei denen der Fördergurt über einer Sohle oder einer Druckkammer umläuft, von der er durch eine Schicht oder ein Kissen eines Fluids wie Luft oder Wasser getrennt ist. Diese an sich bekannten Förderer werden nachstehend als Fluidkissen-Bandförderer bezeichnet.

In der folgenden Beschreibung wird vom scheinbaren Reibungskoeffizienten des Fördergurtes gesprochen. Dieser scheinbare Reibungskoeffizient ist durch das Verhältnis F/P definiert, im dem P das Gewicht des beladenen Bandes und F die Kraft darstellt, die den beladenen Fördergurt mit konstanter Geschwindigkeit auf einem geradlinigen waagerechten Weg antreibt.

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Bei Fluidkissen-Bandförderern ist die insgesamt verbrauchte Kraft die Summe der zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Fluidkissens gebrauchten Kraft, die insbesondere von der verwendeten Fluidmenge abhängt, und der zum Antrieb des Fördergutes gebrauchten Kraft, die direkt vom scheinbaren Reibungskoeffizienten abhängt, der seinerseits (unter sonst gleichen Bedingungen) mit der zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Fluidkissens gebrauchten Kraft variiert: er wird kleiner, wenn diese Kraft grosser wird, und grosser, wenn diese Kraft kleiner wird.

Bei den bekannten Fluidkissen-Bandförderern ist die verbrauchte Gesamtkraft immer sehr hoch, weil entweder der scheinbare Reibungskoeffizient und daher die zum Antrieb des Fördergutes verbrauchte Kraft hoch sind, wobei die zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Fluidkissens verbrauchte Kraft nicht hoch ist, oder weil die zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Fluidkissens verbrauchte Energie hoch ist, wobei der scheinbare Reibungskoeffizient und daher die zum Antrieb des Fördergurtes verbrauchte Kraft gering sind.

Da der gesamte Energieverbrauch zu hoch ist, werden Fluidkissen-Bandförderer bis heute trotz der grossen Vorteile, die sie gegenüber Bandförderern aufweisen, bei denen der Fördergurt von einer Anordnung von in gewissen Abständen angeordneten Tragrollen gestützt wird, wenig verwendet.

Gegenstand der Erfindung sind Fluidkissen-Bandförderer, bei denen der scheinbare Reibungskoeffizient selbst bei einem geringen Kraftaufwand für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Fluidkissens so niedrig ist, dass die insgesamt verbrauchte Kraft gering und unter dem Kraftverbrauch von mit Tragrollen versehenen Bandförderern liegt, die die gleichen Lasten auf dem gleichen Wege tragen.

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Die Fluidkissen-Bandförderer gemäss der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Fluldkissen in Berührung kommende Seite des Fördergurtes mit einer mit dem Fördergurt fest verbundenen Schicht eines Polyolefins wie Polyäthylen oder eines halogenierten Polyolefins wie PoIytetrafluoräthylen überzogen ist.

Bei Fluidkissen-Bandförderern erfolgen die Einführung des Fluids und die Erzeugung des Fluidkissens zwischen dem . Fördergurt und der SdIe oder der Druckkammer in beliebiger bekannter Weise unabhängig von der Erfindung. Die Art des verwendeten Fluids ist kein Merkmal der Erfindung. Geeignet sind Gase, z.B. Luft, und Flüssigkeiten, z.B. Wasser, Die Dicke des Fluidkissens oder der Fluidschicht ist ebenfalls kein Merkmal der Erfindung. Es wurde vielmehr festgestellt, dass durch Beschichtung der Oberfläche des Fördergurtes mit einem Polyolefin oder einem halogenierten Polyolefin ohne Rücksicht auf die Art des verwendeten Fluids (und damit seine Viskosität) und ohne Rücksicht auf die Dicke des Fluidkissens oder -films eine starke Verminderung des scheinbaren Reibungskoeffizienten bewirkt wird.

Als Beispiel geeigneter Polyolefine ist Polyäthylen, insbesondere Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 600 000 und darüber zu nennen. Es wurde festgestellt, dass hochmolekulares Polyäthylen eine ausgezeichnete Festigkeit während der Zeit, in der es auf dem in Betrieb befindlichen Förder-, gurt haftet, aufweist und darüberhinaus bekanntermassen leicht an Gurtbandförderern aus Gummi haftet. Geeignet ist auch Polytetrafluoräthylen (Handelsbezeichnung "Teflon").

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tar-

Die Dicke der Schicht des Polyolefins oder halogenlerten Polyolefins ist gering. Sie beträgt beipsielsweise 0,2 bis

1 mm. Diese mit dem Fördergurt verbundene Schicht kann zu einer Längs- und Querversteifung des Fördergurtes führen, bei der die Gefahr einer Beeinträchtigung seines Laufs über die Endtrommeln und seiner Muldenbildung besteht. Um diese Versteifung auszuschliessen, können gemäss der Erfindung in die Schicht des Polyolefins oder halogenlerten Polyolefins Querrillen eingearbeitet werden, wenn der Fördergurt flach laufen soll, oder es können Quer- und Längsrillen eingearbeitet werden, die ein quadratisches Liniennetz bilden, wenn der Fördergurt muldig laufen soll. Im Rahmen der Erfindung können auch symmetrisch zur Längsebene des Fördergurtes geneigte Rillen so eingearbeitet werden, dass Rauten gebildet werden.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die Insbesondere eine Versuchsanlage betreffen, an der zahlreiche Messungen vorgenommen werden konnten.

Der Versuchsförderer ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Er besteht aus einem Fördergurt, der über zwei Endtrommeln

2 und 3 läuft, von denen eine die Antriebsrolle ist. Das untere Trum 4 des Fördergurtes läuft oberhalb einer nach oben gewölbten Druckkammer 5, deren Form es annimmt. Die obere Wand 6 dieser Druckkammer ist mit öffnungen 7 versehen. Durch ein nicht dargestelltes Gebläse wird der Druckkammer durch die Leitungen 8 Luft zugeführt. Ein Rost 9, der die Druckkammer in zwei Teile teilt, bewirkt, dass der obere Teil der Druckkammer unter einem gleichmässigen Druck steht, der niedriger als der Druck der vom Gebläse kommenden Luft , aber höher als der Atmosphärendruck ist. Bei diesem Versuchsförderer läuft der Fördergurt flach um.

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— Λ —

Die im oberen Teil der Druckkammer enthaltene Luft strömt durch die öffnungen 7 und bildet eine Luftschicht zwischen dem Fördergurt und der oberen Wand der Druckkammer. Die Spannung, unter die der Fördergurt gebracht wird, erzeugt einen gleichmässigen Druck senkrecht zur gewölbten Oberwand 6 der Druckkammer. Ohne, dass man den Fördergurt tatsächlich beladen muss, was einen Transport von Fördergut erfordern würde, stellt man genau die Bedingungen ein, unter denen ein Fördergurt ein Material waagerecht transportiert. Durch Veränderung der Gurtspannung verändert.man den vom Gurt ausgeübten Druck, so dass es möglich ist, verschiedene Belastungen zu simulieren. Bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung sind somit der untere Teil des Fördergurtes und die obere Wand der Druckkammer repräsentativ für einen Fluidkissen-Bandförderer.

Bei den nachstehend beschriebenen Versuchen entsprach die Spannung, unter die der Fördergurt gebracht wurde, einer

Belastung von 3oo kg/m ,Dies wurde durch Messung des Drucks der zwischen dem Fördergurt und der Druckkammer vorhandenen Luftschicht nachgeprüft.

Einerseits wurde die notwendige Kraft gemessen, um den Fördergurt mit konstanter Geschwindigkeit anzutreiben, und mit der Kenntnis des simulierten Belastungswertes wurde der scheinbare Reibungskoeffizient berechnet. Ferner wurden die zugeführte Luftmenge, der Druck der Luft im oberen Teil der Druckkammer und der Druck der Luft am Austritt der öffnungen 7 gemessen. Hieraus konnte die verbrauchte aerodynamische Leistung be rechnet werden, die der zur Erzeugung und 'Aufrechterhaltung der Luftschicht verbrauchten Kraft entspricht.

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Die Versuche wurden mit mehreren Fördergurten einer Breite von 5oo mm und bei jedem Fördergurt mit den folgenden aerodynamischen Leistungen durchgeführt:

Kennzeichnung der Versuche

W pro lineares Meter des Transportgurtes

a b c

15o 3oo 5 oo

Bei allen nachstehend beschriebenen Versuchen 1 bis 6 betrug die Laufgeschwindigkeit des Fördergurtes 1,8 m/sec, d.h. die Bandförderer liefen mit der üblichen Geschwindigkeit.

Versuch 1 (Vergleichsversuch)

Der Fördergurt aus vulkanisiertem Kautschuk hatte eine Dicke von 8 mm und war mit einer zugfesten Einlage aus Textilgewebe versehen. Seine Unterseite war nicht mit einem Polyolefin beschichtet.

Versuch 2

Der in Figur 2 im Schnitt längs der Linie II-II von Figur 1 dargestellte Fördergurt war identisch mit dem beim Versuch 1 verwendeten Fördergurt , aber seine Unterseite war mit einer glatten, o,5 mm dicken Schicht Io aus Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von etwa l.ooo.ooo versehen. Da diese Polyäthylen-Schicht den Fördergurt versteifte, war das Aufziehen des Fördergurtes auf die Endtrommeln schwierig, und am Schluss der Versuche zeigte diese Schicht Risse, von denen einige sich bis in den Gummi erstreckten.

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Versuch 3

Der Fördergurt, dessen Unterseite als Draufsicht in Figur 3 dargestellt ist, war identisch mit dem in den Versuchen 2,

. aber die Polyolefin-Schicht war mit Querrillen versehen, die einen Abstand von Io mm, eine Breite von etwa 1 mm und eine Tiefe, die ungefähr der Dicke der Polyäthylen-Schicht entsprach, hatten. Um eine Abströmung der zugeführten Luft zu verhindern, führten die Rillen in einem Abstand von 15 mm von jedem Rand des Fördergurtes auf. Der Fördergurt hatte eine grosse Längsgeschmeidigkeit und bot keine Schwierigkeiten bei der Montage. Seine Quersteifigkeit war gross, da jedoch der Fördergurt flach und nicht muldig lief, stellt dies eher einen Vorteil als einen Nachteil dar» Bei Beendigung der Versuche war die Polyäthylenschicht einwandfrei.

Versuch 4

Der verwendete Fördergurt war identisch mit den bei den Versuchen 3 verwendeten Fördergurten, aber die in die Polyäthylenschicht eingearbeiteten Rillen war^eBis zum Rand des Fördergurts verlängert, wodurch zusätzliche Abströmungen der Luft verursacht wurden.

Versuch 5

Der Fördergurt, dessen Unterseite in Figur 4 als Draufsicht dargestellt ist, war identisch mit dem bei den Versuchen 3 verwendeten Fördergurt, jedoch war die Polyäthylen-Schicht nicht nur mit Querrillen 11, sondern auch mit Längsrillen versehen, die die gleiche Breite und Tiefe und ebenfalls einen . Abstand von Io mm hatten. Die Polyäthylen-Schicht zeigte somit das in Figur 4 dargestellte quadratische Liniennetz.

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Dieser Fördergurt hatte sowohl eine gute Längsgeschmeidigkeit als auch eine gute Quergeschmeidigkeit und formte sich sehr leicht zur Mulde, wie zusätzlich durchgeführte Versuche zeigten.

Versuch 6

Der Fördergurt war identisch mit dem bei den Versuchen 5 verwendeten Fördergurt, jedoch war seine Unterseite mit einer Schicht aus einem Polytetrafluoräthylen (im Handel unter der Bezeichnung "Teflon") versehen, die die gleiche Dicke wie die. Polyäthylenschicht der Fördergurte des Versuchs 5 hatte, und in der gleichen Weise wie der letztere mit Rillen versehen war.

Aus diesen Versuchen kanndie Schlussfolgerung werden, dass die Anwesenheit einer Schicht aus Polyäthylen oder Polytetrafluoräthylen in allen Fällen den scheinbaren Reibungskoeffizienten erheblich verbessert, und zwar 1/3 und weniger. Ferner ist zu bemerken, dass es mit einer aerodynamischen Leistung von 15o W möglich ist, mit einem Fördergurt, der mit einer Schicht aus Polyäthylen oder Polytetrafluoräthylen ausgekleidet ist, einen scheinbaren Reibungskoeffizienten zu erzielen, der geringer ist als der Reibungskoeffizient, der bei einer Leistung von 5oo W bei einem Fördergurt auftritt, der nicht mit Polyäthylen oder Polytetrafluoräthylen beschichtet ist.

Ein Vergleich der Versuche 2 bis 5 zeigt, dass die Anwesenheit von Rillen zwar Wirbelbewegungen hervorruft, jedoch keine Steigerung des scheinbaren Reibungskoeffizienten bewirkt. Dies ist ein überraschendes Ergebnis, für das es im Augenblick keine Erklärung gibt. Ein Vergleich der Versuche 3 und 4 zeigt ferner, dass entgegen den Befürchtungen

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die Abströmungen von Luft, die durch die bis zum Rand des Fördergurtes durchgeführten Rillen hervorgerufen wurden, keine wesentliche Verschlechterung des scheinbaren Reibungskoeffizienten zur Folge hatten.

Ein Vergleich der Versuche 5 und 6 zeigt, dass bei Verwendung von Polytetrafluoräthylen die Verringerung des scheinbaren Reibungskoeffizienten geringer als bei Verwendung von Polyäthylen, jedoch trotzdem interessant ist.

Anschliessend wurden die folgenden Versuche mit einem Fördergurt durchgeführt, der mit einer Geschwindigkeit von 6 m/sec umlief.

Versuch 7

Der verwendete Fördergurt war mit dem beim Versuch 1 verwendeten Fördergurt identisch»

Versuch 8

Der verwendete Fördergurt war mit dem bei den Versuchen 1 verwendeten Fördergurt identisch.

Versuch 8

Der verwendete Fördergurt war mit dem bei den Versuchen 5 Fördergurt identisch.

Versuch 9

Der verwendete Fördergurt war mit dem bei den Versuchen 6 verwendeten Fördergurt identisch.

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72R1180

Die Ergebnisse sämtlicher Versuche 1 bis 9 sind in der Tabelle am Schluss der Beschreibung zusammengeßtellt.

Wie vorauszusehen war, sind die scheinbaren Reibungskoeffizienten etwas höher als bei den Versuchen, bei denen der Fördergurt mit niedrigerer Geschwindigkeit umlief. Die Anwesenheit einer Schicht aus Polyäthylen oder Polytetrafluoräthylen vermindert jedoch die scheinbaren Reibungskoeffizienten noch ganz erheblich.

Die Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher, wenn man die Gesamtkraft berechnet, die pro Meter der Länge des Fördergurtes notwendig ist, um einen Bandförderer zu betreiben, der stündlich 3.5oo t Fördergut mit einer konstanten Geschwindigkeit von 6 m/h längs eines geradlini-gen waagerechten Weges transportiert.

Bei einem Bandförderer, dessen Fördergurt durch Tragrollen gestützt wird, kann der scheinbare Reibungskoeffizient nicht unter 2 % liegen. Unter diesen Bedingungen ist die aufzuwendende Leistung 27o W.

Ein Bandförderer, bei dem eine Luftschicht oder ein Luftkissen zwischen der Sohle und dem Fördergurt eingefügt wird, erfordert bei einem Fördergurt, der mit dem bei den Versuchen 1 bis 7 verwendeten identisch ist, einen geringen Kraftaufwand von 38 W für den Antrieb des Fördergurtes, jedoch eine Leistung von 48o W für die Erzeugung und Aufrechterhaltung der Luftschicht oder des Luftkissens.

Die aufzuwendende Gesamtleistung beträgt somit 518 W. Dies ist fast zweimal höher als die Leistung, die bei einem Bandförderer mit Tragrollen erforderlich ist.

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Wenn der Fördergurt mit dem bei den Versuchen 5 bis 8 verwendeten Fördergurt identisch ist> genügt bereits eine Leistung von 2oo W, um die Luftschicht zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, und eine Leistung von 19 W, um den Fördergurt anzutreiben. Die aufzuwendende Gesamtleistung beträgt somit 219 W und ist deutlich niedriger als die bei einem Bandförderer mit Tragrollen erforderliche Gesamtleistung.

Die Erfindung ermöglicht somit die Verwirklichung von Fluidkissen-Bandförderern, die eine bessere Energiebilanz als Bandförderer mit Tragrollen aufweisen. Die erzielbare Krafteinsparung ist als solche bereits ein grosser Vorteil, Durch die Ausgestaltung der Fluidkissen-Bandförderer in einer solchen Weise, dass sie eine günstige Energiebilanz haben, werden ferner die zwangsläufig damit verbundenen Vorteile erzielt, z.B. ein geringerer Aufwand für die Instanthaltung und Wartung, bedingt durch die geringe Zahl rotierender Teile.

Versuche 1

Versuche 2

Versuche 3

la Ib lc la Ib lc la Ib Ic

Scheinbarer

Reibungs- o,65 o,42 O,28 o,22 o,l4 o,lo o,25 o,15 o,ll

koeffizient

Versuche 4 Versuche 5 Versuche la Ib lc la Ib lc la Ib Ic

Scheinbarer
Reibungskoeffizient
in %

o,28 o,21 O,18 o,24 o,16 o,ll o,32 o,26 o,19

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7251180

4*.

Versuche 7 Versuche 8 Versuche la Ib lc la Ib lc la Ib lc

Scheinbarer Reibungs- o,74 o,45 o,32 o,29 o,19 o,13 o,38 o,3o o,22 koeffizient in %

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Claims

Patentansprüche

J 1. /Bandförderer, bei denen der Fördergurt über einer Sohle ^*—"S oder einer Druckkammer umläuft, von der er durch ein Pluidkissen oder eine Fluidschicht, beispielsweise aus Luft oder Wasser, getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Fluid in Berührung kommende Seite des Fördergurtes mit einem mit dem Fördergurt verbundenen Polyolefin oder halogenierten Polyolefin beschichtet ist.
2. Bandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Polyäthylen mit einem Molekulargewicht über 6oo ooo ist.
3. Bandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördergurt mit Polytetrafluoräthylen als halogeniertem Polyolefin beschichtet ist.
4. Bandförderer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Polyolefin oder halogeniertem Polyolefin mit Rillen versehen ist.
5. Bandförderer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen vor den Rändern des Fördergurtes aufhören.
6. Bandförderer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Polyolefin oder halogeniertem Polyolefin mit Querrillen versehen ist.
7. Bandförderer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Polyolefin oder halogeniertem Polyolefin mit Längsrillen versehen ist.

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8. Bandförderer nach Anspruch 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Polyolefin oder halogeniertem Polyolefin mit Rillen versehen ist, die symmetrisch zur Längsebene des Fördergurtes so geneigt sind, dass ein Rautenmuster gebildet wird.

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