DE3741054C2 - Gurtbandförderer mit Linearantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtbandförderer mit endlos verlegtem Fördergurt mit Traggerüst, Tragrollen und einem dezentralen, über die Fördererlänge verteilten Linearmotorantriebssystem, bestehend aus in ein rechtwinklig von der Unterseite des Fördergurtes abstehendes Gummiband integrierte Anker und ebenfalls unterhalb des Fördergurtes korrespondierend angeordneten Linearmotorantrieben.

Derartige Gurtbandförderer dienen der Förderung von Massengut, im unter­ tägigen Berg- und Tunnelbau insbesondere der Förderung der hereingewonnenen Kohle und auch der Berge. Im untertägigen Berg- und Tunnelbau müssen die hereingewonne­ nen Fördergüter meist über erhebliche Streckenlängen bis zum Schacht transportiert werden, wo sie dann zu Tage gehoben werden. Dazu dienen zum Teil bis zu einer Übergabe auf Schienen gebundene Transportmittel oder auch für den gesamten Weg Gurtbandförderer, die einen endlos verlegten Gummigurt bzw. Fördergurt aufweisen, der über die Länge durch in einem Traggerüst angeordnete Tragrollen abgestützt und geführt wird. An den Enden, d. h. an der Übergabe und an der Umkehre sind ent­ sprechend große Durchmesser aufweisende Umkehrtrommeln und Antriebstrommeln angeordnet. Über die Antriebstrommel wird die notwendige Antriebsenergie auf den Fördergurt übertragen, wozu der Gurt entsprechend hoch vorgespannt sein muß. Hier­ für sind besondere Antriebe bekannt, die die Antriebsenergie bzw. die Zugkräfte un­ mittelbar und zentral in den eigentlichen Fördergurt übertragen.

Aufgrund des nur durch die Antriebsrollen erfolgenden Antriebes des Fördergur­ tes muß sowohl der Antrieb wie auch der eigentliche Fördergurt entsprechend dimen­ sioniert werden. Man hat auch bereits versucht, dezentral, d. h. an mehreren Stellen über die Länge des Fördergurtes verteilt Zwischenantriebe vorzusehen (Hebezeuge und Fördermittel 18, 1978, Seiten 76-80). Hier sind über die Länge des Gurtbandförderers verteilt Zwischenantriebe vorgesehen, bei denen über Reibung zwischen dem eigentli­ chen Fördergurt und dem Gurt des Zwischenfördermittels eine Übertragung von An­ triebskräften angestrebt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß solche Zwischenantriebe wenig geeignet sind, insbesondere dort, wo große Höhenunterschied zu überwinden sind und wo aufgrund der klimatischen Gegebenheiten nicht immer sichergestellt ist, daß der nötige Reibbeiwert zwischen den beiden Gurten gegeben ist. Nachteilig ist darüber hinaus, daß mit diesen Zwischenantrieben keine gleichmäßige Einleitung der Kräfte, insbesondere nicht über die gesamte Länge des Fördergurtes möglich ist. Bei den im wesentlichen die Vorgängergeneration der Gurtbandförderer bildenden Stahl­ gliederbändern ist es auch bereits bekannt gewesen, dem Stahlgliederband unterseitig Stege zuzuordnen, in die ein mit Ansätzen ausgerüstetes Antriebsrad eingreifen kann. Die Antriebsräder können dabei offensichtlich über die Länge des Stahlgliederbandes verteilt angeordnet werden (DE-PS 9 63 767).

Darüber hinaus ist bereits versucht worden, berührungslos und dezentral An­ triebskräfte auf den Fördergurt zu übertragen, indem in die Ränder der Gurtbanddecke Permanentmagnete eingelassen werden und von außen um die Kanten des Gurtes her­ umgreifende, in Statoren liegende Elektromagnete in Form eines Linearmotorantriebes angeordnet wurden, so daß diese auf den Gurt einwirkten. Dieses Verfahren hatte je­ doch die Nachteile, daß zum einen die Kräfte auf die beiden Kanten des Gurtes nicht gleichmäßig waren und zum anderen daß die Statoren durch das Fördergut leicht be­ schädigt wurden. Auch setzt sich Fördergut in den engen Spalt zwischen Gurt und Statoren, wodurch ein sehr großer Verschleiß und ein verminderter magnetisch Kraft­ fluß zu verzeichnen war.

Bei den aus der DE-A-21 10 821 und der DE-A-32 14 811 sind sogenannte Reluktanzmotoren bekannt, bei denen ein magnetisches, vorzugsweise endloses Metall­ band an den Statoren vorbeigeführt wird. Dieses Verfahren hat erhebliche technische Nachteile, die eine technische Umsetzung letztlich verhindert haben. Das Verfahren des Relukanzmotors weist ein sehr ungünstiges Verhältnis von Vortriebskraft zu seitlicher Anziehungskraft in Richtung auf die Statoren zu auf. Diese negative Eigenschaft wird noch verstärkt durch die Notwendigkeit, bei diesem Verfahren einen besonders gerin­ gen Luftspalt einzuhalten. Dieses Problem ist auch nicht durch dicht beieinanderliegen­ de Abstandsrollen zu beseitigen. Auch die DD-A-96 916 geht von einem solchen An­ triebssystem aus, wobei ein Material vorgesehen ist, das sich durch geringe Abmessun­ gen auszeichnet und das aus teils aus elektrisch gut leitendem Material bestehend be­ zeichnet wird. In der DE-Z, Glückauf 121, 1985, Nr. 12 Seiten 971-976 wird ein Linearmotorantriebssystem für Förderanlagen offenbart, das zum damaligen Zeitpunkt im Bereich der Ruhrkohle AG erprobt wurde. Mit Hilfe dieses Linearmotorantriebs­ systems sollten Einzelfahrzeuge bewegt werden, vergleichbar mit der Magnetschiebe­ bahn, wo also punktuell große Kräfte aufgebracht werden müssen, um Fahrzeuge zu bewegen. Ein solches Linearmotorantriebssystem muß sich von daher schon zwangs­ weise von denen einer endlos Förderbandanlage unterscheiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen bezüglich der Vortriebs­ kraft weitgehend verlustlos arbeitenden Linearmotorantrieb für Gurtbandförderer zu schaffen, der darüber hinaus unabhängig vom Beladungszustand möglichst ohne Reib­ kontakte mit den Tragrollen zu betreiben ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gummiband auf der Unterseite als stegartige Antriebs- und Führungsleiste und die Anker als Permanent­ magnete ausgebildet sind, daß zusätzliche Permanentmagnete in die Decke des Förder­ gurtes integriert und weitere senkrechtstehende Linearmotorantriebe auf die Permanent­ magnete einwirkend vorgesehen sind und daß Belastungstaster oder -sensoren dem Förderer zugeordnet sind, die das Anheben des Fördergurtes von den Tragrollen ent­ sprechend der Beladung regulieren.

Mit Hilfe einer derart ausgebildeten Anlage wird ein Gurtbandförderer geschaf­ fen, bei dem entsprechend wirksame Permanentmagnete als Anker dort angeordnet und so angeordnet sind, daß sie weder durch die Führungsaggregate noch durch die Umkeh­ ren beeinträchtigt werden. Die zusätzlich in die Decke eingebrachten Permanentmagne­ te ermöglichen es darüber hinaus, auch während des Betriebes den Fördergurt jeweils so zu unterstützen bzw. anzuheben, daß Reibungskräfte praktisch gar nicht erst auf­ treten können, weil der Fördergurt mit den immer noch zur Sicherheit vorgesehenen Tragrollen praktisch gar nicht in Berührung kommt. Die genaue Position des Förder­ gurtes wird dabei sowohl im beladenen wie im nicht beladenen Zustand einwandfrei einsetzbar, weil die Belastungstaster bzw. -sensoren entsprechend regulierend eingreifen können. Die Belastungstaster regulieren dabei die Hubkraft der senkrecht stehenden Statoren und können so durch Zuschalten oder Wegschalten dieser Linearmotoren den Fördergurt jeweils in der optimalen Lage halten.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, daß die Linearmotor­ antriebe unterhalb des Obergurtes und/oder oberhalb des Untergurtes von oben auf diesen einwirkend angeordnet sind. Vorzugsweise wird somit der Obergurt und auch der Untergurt angetrieben, wobei beim Untergurt wegen der geringen Belastung die Abstände zwischen den Statoren größer sein können. Diese Verteilung der Antriebs­ leistung auf den Obergurt und den Untergurt führt vorteilhaft zu der angestrebten gleichmäßigen Belastung des Fördergurtes, so daß dieser entsprechend leichter, dünn­ wandiger und damit preiswerter ausgebildet werden kann. In der Regel wird es sogar gar nicht mehr notwendig sein, Stahlseile in den Fördergurt zu integrieren, so daß sich dadurch auch gewichtsmäßige Vorteile neben den preislichen Vorteilen ergeben.

Ein günstiges Zusammenwirken von Permanentmagneten und Statoren bzw. Linearmotorantrieben ist insbesondere dann gegeben, wenn die Antriebs- und Führungs­ leiste einen Steg mit parallel zu einander und zu den auf sie einwirkenden Achsen von Führungsrollen ausgebildete Flächen und einem am freien Ende angeordneten Flansch aufweist. Ein solches Führungselement trägt darüber hinaus wie bereits oben erwähnt zu einer vorteilhaften Stabilisierung des gesamtes Fördergurtes bei und ermöglicht durch Zuordnung der Permanentmagnete zum Steg eine sichere Korrespondenz von Statoren und Permanentmagneten über die gesamte Länge des Fördergurtes. Außerdem dienen die parallel zu einander verlaufenden Flächen als Läufflächen für die in dem Traggerüst, vorzugsweise federnd angeordneten, mit ihrer Achse senkrecht zum För­ dergurt angebrachten, an das Führungselement angedrückten Führungsrollen. Aufgrund dieser Führungsrollen ist es möglich, auch relativ enge Kurven mit einem solchen Gurt­ bandförderer zu durchfahren, weil hierbei eine Zwangsführung des Gurtbandförderers bzw. seines Fördergurtes möglich ist. Dies hat enorme Vorteile, weil dadurch Überga­ ben zwischen den einzelnen Bändern eingespart werden, die ansonsten bei Kurven auf­ weisenden Strecken beispielsweise im Untertagebetrieb dazu führen, daß ein aus vielen Teilbändern bestehender Gurtbandförderer installiert werden muß.

Nach wie vor ist es bei diesem Gurtbandförderer notwendig, daß der Fördergurt an beiden Enden des Gurtbandförderers um 360° umgelenkt werden muß. Um hierbei Schäden am Führungselement zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Antriebs- und Führungsleiste in Freiabschnitte belassende, korrespondierende Abmessungen aufwei­ sende Teilstücke unterteilt ist, wobei jedem Teilstück ein Permanentmagnet zugeordnet ist. Dadurch kann im Bereich das Umkehren der Fördergurt umgelenkt werden, ohne daß es zu Pressungen oder gar zu zerstörenden Einflüssen auf diese Antriebs- und Füh­ rungsleiste bzw. die Permanentmagnete kommen kann, wobei die Freiabschnitte vor­ zugsweise keilförmig ausgebildet sind, so daß die äußeren Enden des stegförmigen Führungselemente bzw. der Antriebs- und Führungsleiste, d. h. der Flansche entspre­ chend größere und auch kleinere Wege vornehmen können, als die Innenbereiche, da sie z. B. entsprechend enger zum Mittelpunkt der Umkehre liegend um diese herumge­ führt werden.

Um möglichst kleine Antriebe zum Einsatz zu bringen, was gerade im unter­ tägigen Bergbau in engen Strecken vorteilhaft ist, wird vorgesehen, daß die zusätzli­ chen, in die Decke integrierten Permanentmagnete an den Rändern des Fördergurtes und mittig, beidseitig der Antriebs- und Führungsleiste angeordnet sind, wobei mit Führungselement immer die Antriebs- und Führungsleiste gemeint ist. Auch zwei sol­ che Leiste im Abstand können zueinander angeordnet werden, was insbesondere bei entsprechend breiten Fördergurten Vorteile mit sich bringt. Ist ein solches Führungs­ element nicht vorhanden, so kann eine dritte Reihe von Permanentmagneten praktisch genau in der Mitte des Fördergurtes positioniert werden. Es versteht sich dabei, daß die Statoren gleichzeitig wirkend geschaltet sind, so daß auch über die Breite des Förder­ gurtes gesehen gleichmäßige Kräfte übertragen bzw. eingeleitet werden.

Bei den im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzten Gurtbandförderern kommt es aufgrund sonstiger Betriebszustände häufiger dazu, daß die Förderbänder nicht ganz oder überhaupt nicht beladen sind. Um dabei einen unnötigen Energieauf­ wand zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Linearmotorantriebe einzeln oder gruppen­ weise zuschaltbar ausgebildet sind. Bei leerem Band sind damit die Abstände zwischen den einzelnen Linearmotoren größer, bei beladenem Band entsprechend kleiner. Das Zuschalten der übrigen Linearmotoren erfolgt dabei zweckmäßigerweise, indem der Förderer an mehreren Stellen mit einem Belastungstaster versehen ist, der die Hubkraft der senkrecht stehenden Statoren entsprechend reguliert.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Gurtbandförderer geschaffen ist, der einen über die gesamte Länge sehr gleichmäßig und praktisch über­ all angreifenden Antrieb aufweist. Da dabei eine direkte Berührung nicht erfolgt, treten keine Reibungsverluste auf. Die Größe der Antriebskraft wird nicht nur durch entspre­ chende Regelung des Stromes, sondern auch dadurch veränderbar, daß der Abstand der aktiven Linearmotoren verändert wird. Insbesondere dann, wenn dem Fördergurt eine stegförmige Antriebs- und Führungsleiste zugeordnet ist, besteht die Möglichkeit, sehr lange Förderbänder, die auch um Kurven herumgeführt sind, zum Einsatz zu bringen. Dadurch kann auf die heute noch häufig notwendigen Übergaben vollständig verzichtet werden. Vor allem eignet sich die Antriebs- und Führungsleiste aber zur Aufnahme der benötigten Permanentmagnete, die dabei nicht nur sicher untergebracht sind, sondern auch in einem Bereich, wo die Linearmotore optimal auf sie einwirkend und dabei doch geschützt angeordnet werden können. Außerdem können sowohl die Fördergurte als auch die gesamte Stützkonstruktion vereinfacht werden, so daß sich insgesamt eine wesentlich verbesserte Wirtschaftlichkeit einer derartigen Massengutförderung ergibt.

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Gurtbandförderer mit Antrieb im Schnitt,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Fördergurtes mit den in die Antriebs- und Führungsleiste integrierten Perma­ nentmagneten und

Fig. 3 eine Ausbildung des Gurtbandförderers mit zusätzlich in den Fördergurt selbst integrierten Permanentmagneten.

Von dem Gurtbandförderer 1 ist bei den Darstellungen nur jeweils der wichtige Bereich dargestellt. So zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Gurtbandförderer 1, d. h. im wesentlichen durch den Fördergurt 2, auf dessen Oberseite 3 das Fördergut trans­ portiert wird. Es handelt sich hier um einen Obergurt 4, an dessen Unterseite 5 ein mit der Decke 6 oder gar in die Decke 6 integrierte, stegförmige Antriebs- und Führungs­ leiste 7 angebracht ist. Diese Antriebs- und Führungsleiste 7 ist verhältnismäßig groß wiedergegeben, um deren Ausbildung zu verdeutlichen.

Die Antriebs- und Führungsleiste 7 weist zunächst in etwa rechtwinklig von der Unterseite 5 des Fördergurtes 2 abstehenden Steg 8 auf sowie den rechtwinklig dazu verlaufenden Flansch 9 oder eine entsprechende Verdickung, wie sie in Fig. 1 und den nachfolgenden Figuren dargestellt ist. Ein entsprechend weit vorkragender Flansch 9 ist nämlich nicht notwendig, während bei entsprechender Bemessung es auch möglich ist, zusätzlich oder nur in dem Flansch 9 Permanentmagnete 10 unterzubringen.

In den Steg 8 sind nach den Figuren Permanentmagnete 10 integriert. Diese Permanentmagnete 10 treten an die Stelle des Käfigläufers beim üblichen Elektromotor. Die entsprechenden in der Ebene ausgebreiteten Linearmotore 11, 13 mit Drehstrom­ wicklung 12 bzw. Statoren sind hier beidseitig der Antriebs- und Führungsleiste 7 an­ geordnet. Nach Fig. 3 sind in die Decke 10 des Fördergurtes 2 zusätzliche Permanent­ magnete 10 integriert und auch damit zusammenwirkende Linearmotorantriebe 11, 13.

Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Wiedergabe handelt es sich um eine perspektivi­ sche Darstellung, wobei hier ggf. ergänzend zu den in Fig. 3 dargestellten Systemen 10/11, 13 den Fördergurt tragende Lauf- und Tragrollen 14, 15 gezeigt sind, die in dem nur angedeuteten Traggerüst 16 gelagert sind.

Die Antriebs- und Führungsleiste 7 ist mit den Permanentmagneten 10 bei Fig. 2 in Teilstücke 17, 19, 20 aufgeteilt, die jeweils über Freiabschnitte 18 unterbrochen sind. Die Freiabschnitte 18 sind dabei vorzugsweise keilförmig mit der Spitze nach außen weisen ausgebildet, um ein einwandfreies Überfahren der Umkehren zu ermögli­ chen.

Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung den Gurtbandförderer 1 mit einem Fördergurt 2, in den, vorzugsweise im Bereich des Randes 21 die zusätzlichen Permanentmagnete 10 bzw. entsprechende Teilstücke integriert sind. Diese Permanentmagnete 10, 10′ korre­ spondieren mit den entsprechend senkrechtstehenden Statoren 11, 13 mit Drehstrom­ wicklung 12. Diese erzeugen eine Hubkraft, so daß der Fördergut 2 von den Laufrollen 14, 15 abgehoben werden kann; Der Gurt schwebt dann auf einem magnetischen Kraft­ polster reibungsfrei und wird durch die weiteren magnetischen Kraftfelder im Bereich der Antriebs- und Führungsleiste 7 vorwärts geschoben.

Die in Fig. 3 wiedergegebene Ausbildung mit den Führungsrollen 22, 23, die um eine senkrechtstehende Achse 24 drehbar sind, ist insbesondere dort zum Einsatz zu bringen, wo Kurven aufweisende Strecken durchfahren werden müssen. Diese Füh­ rungsrollen 22, 23, die beidseitig des Führungselementes bzw. der Antriebs- und Füh­ rungsleiste 7 angeordnet sind, bilden eine Zwangsführung für den Fördergurt 2 und ermöglichen somit eine kurvengängige Ausbildung eines Gurtbandförderers.

Claims (6)

1. Gurtbandförderer mit endlos verlegtem Fördergurt mit Traggerüst, Tragrollen und einem dezentralen, über die Fördererlänge verteilten Linearmotoran­ triebssystem, bestehend aus in ein rechtwinklig von der Unterseite des Fördergurtes abstehendes Gummiband integrierte Anker und ebenfalls unterhalb des Fördergurtes korrespondierend angeordneten Linearmotorantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummiband auf der Unterseite (5) als stegartige Antriebs- und Führungsleiste (7) und die Anker als Permanentmagnete (10) ausgebildet sind, daß zusätzliche Perma­ nentmagnete (10) in die Decke (6) des Fördergurtes (2) integriert und weitere senkrecht­ stehende Linearmotorantriebe (11, 13) auf die Permanentmagnete (10) einwirkend vor­ gesehen sind und daß Belastungstaster oder -sensoren dem Förderer zugeordnet sind, die das Anheben des Fördergurtes (2) von den Tragrollen (14, 15) entsprechend der Bela­ dung regulieren.

2. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearmotorantriebe (11, 13) unterhalb des Obergurtes (4) und/oder oberhalb des Untergurtes von oben auf diesen einwirkend angeordnet sind.

3. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Führungsleiste (7) einen Steg (8) mit parallel zu einander und zu den auf sie einwirkenden Achsen von Führungsrollen (22, 23) ausgebildete Flächen und einem am freien Ende angeordneten Flansch (9) aufweist.

4. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Führungsleiste (7) in Freiabschnitte (18) belassende, korrespon­ dierende Abmessungen aufweisende Teilstücke (19, 20) unterteilt ist, wobei jedem Teilstück ein Permanentmagnet (10) zugeordnet ist.

5. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen, in die Decke (6) integrierten Permanentmagnete (10) an den Rän­ dern (21) des Fördergurtes (2) und mittig, beidseitig der Antriebs- und Führungsleiste (7) angeordnet sind.

6. Gurtbandförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearmotorantriebe (11, 13) einzeln oder gruppenweise zuschaltbar ausgebildet sind.