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Stahlbänder in Treibwerken fur Anlagen,
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z.B. Anlagen zur Förderung von Lasten Die Erfindung betrifft von
Laufrollen angetriebene und umgelenkte elastisch biegbare Stahlbänder in Treibwerken,
z.B. Hubwerk in Anlagen zur Förderung von Lasten.
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Bei Treibwerken dieser Art bereitet der Lauf der Stahlbänder Schwierigkeiten,
da er auf Abweichungen der Laufrollen und der Lastführungen von der exakten Planlage,
die in der Montage und/ oder durch spätere Veränderungen (z.B. Setzungen) hervorgerufen
sein können, sehr empfindlich reagiert und infolgedessen die Sicherheit der Stahlbänder
schon bei geringeren und unvermeidbaren Abweichungen beeinträchtigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine Reihe einander
sicherheitlich zugeordneter konstruktiver Maßnahmen und Vorkehrungen die planmäßig
Sicherheit der Stahlbänder insgesamt zu überwachen und zu gewährleisten und insbesondere
den zwängung£-freien Lauf der Stahlbänder auch bei außerplanmäßiger Lage der Laufrollen
selbstregulierend sicherzustellen.
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Diese Aufgabe ist nach der erfindung dadurch gelöst, daß die Laufrolle
aus einer Basisrolle mit konkaver Umfläche und einem die Basisrolle umfassenden
Einstellring mit konvexer Innenfläche besteht, dessen Durchmesser in der mittelebene
der Laufrolle um die eine Durchmesserdifferenz größer ist als der Durchmesser der
Basisrolle in der gleichen Iittelebene der Laufrolle, und ferner der Halbmesser
der konkaven Umfläche der Basisrolle größer ist als der
halbmesser
der konvexen Innenfläche des Einstellringes, so daß im Palle einer Nichtübereinstimmung
der Laufebene des Stahlbandes und der Basisrolle der Einstellring in die Laufebene
des Stahlbandes schwenkt und dadurch der zwängungsfreie Lauf des Stahlbandes gewährleistet
bleibt. Der Montage der Treibwerke müssen hinsichtlich Versatz und windschiefen
Achsen der laufrollen zueinander notwendigerweise gewisse Toleranzen eingeräumt
werden. Durch die erfindungsgemäEae Laufrolle ist eine zusätzliche Beanspruchung
der Stahlbänder durch vontageabweichungen im vorgegebenen Toleranzbereich und eventuelle
spätere Setzungen ausgeschlossen.
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Bei einer Ausfülírungsform der Erfindung ist die Basisrolle zur Aufnahme
des Einstellringes quer zu ihrer Achse geteilt and der Einstellring mit einer konvexen
Umfläche versehen, die mit bandschonendem Bettungsmaterial hohen und etwa gleichbleibenden
Heizwertes beschichtet ist. Die Umfläche der Basisrolle und die Innenfläche des
Einstellringes sind gegen Wälzverschleiß z.B.
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durch Oberflächenhärtung in an sich bekannter Weise geschützt.
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Die Basisrolle und/oder der Einstellring sind mit Spurkränzen und/oder
Anlaufscheiben versehen. Die konvexe Umflche des Einstellringes bewirkt in der zwängungsfreien
Laufebene der Stahlbänder, die mit der Laufebene des Einstellringes übereinstimmt,
eine Zentrierung der Mitte des Stahlbandes auf de kitte der Umfläche des Einstellringes,
der sich mit seiner Innenfläche auf der Urnfläche der Basisrolle abwälzt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind im Falle die
Laufrolle angetrieben ist, die Umfläche der Basisrolle und die Innenfläche des Einstellringes
mit einer Bogenverzahnung mit Schräglaufspiel versehen. Bei. Anordnung von mehreren
Stahlbändern werden diese entweder auf einem Binstellring mit mehreren Laufflächen
oder auf getrennteh Einstellringen undjoder Laufrollen umgelenkt. Die Laufflächen
haben eine größere Breite als die Stahlbänder und vor den Spurkränzen sind lose
mitlaufende Anlaufscheiben mit bandschonend beschichteten, federnd zurückweichenden
und schräggestellten Anlaufflächen angeordnet und vorzugsweise mit kleinem Durchmesser
auf den ellen der Laufrollen gelagert. Das auf die3asisrolle ausgeübte Treibmoment
wird
durch an sich bekannte formschlüssige Verzahnungen mit begrenzten Einstellmöglichkeiten
auf den Einstellring und damit auf das Stahlband übertragen. Für den zwängungafreien
lauf der Stahlbänder genügt es im allgemeinen, wenn sich die lose mitlaufenden laufrollen
auf die laufebene des Bandes einstellen können. Die vorgenannten erfindungsgemäßen
merkmale im Zusammenwirken mit der konvexen und breiteren Umfläche des Einstellringes
verhindern durchweg das Anlaufen der Stahlbänder an die Anlaufscheiben; diese sind
aber sicherheitshalber auf eine Schonung der Kanten der Stahlbänder ausgelegt, auch
durch den geringeren Laufwiderstand des kleinen Lagerdurchmessers.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Umflächen
der Einstellringe nur geringfügig ballig konvex geformt und die Balligkeit ist kreishogenförmig
oder weist in den Randbereichen stärkere Krümmungen auf als im mittleren Bereich
und bei mehreren Stahlbändern auf der Umfläche ist für jedes Stahlband ein balliger
Bereich der lauffläche vorgesehen oder sind nur den beiden Randstahlbändern ballige
Umflächen zugeordnet. Die geringe Balligkeit der Urftläche vermeidet hohe zusätzliche
Langs- und wuerspannungen in den Stahlbändern. Geringere Druckspannungen in den
Bandkanten sind bei der Umlenkung fbr die Dauerfestigkeit der Stahlbänder vorteilhaft.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lerkmale kann es günstig sein, wenn der Lauf
der mittleren Bänder durch die zentrierten Randstahlbänder gesichert wird.
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Erfindungsgemäß sind auf den Spurkränzen der laufrollen und vorzugsweise
den Spurkränzen der Einstellringe am Umfang ein oder mehrere Anlaufschalter angeordnet.
Diese sind im planmäßigen Betriebszustand mit ihrem Kontaktarm in an sich bekannter
Weise federnd auf die Stirnflächen der Spurkränze gedrückt und bewirken beim Anlaufen
des Stahlbandes an den Schaltarm zwischen Kontaktarm und einem oder mehreren in
an sich bekannter Weise z.B.
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durch Rollen in geringem und konstanten Abstand vom Spurkranz gehaltenen
Schaltkontakten am Unfang der Spurkränze eine optische und/oder akustische Anzeige
und/oder das Außerbetriebsetzen des Treibwerkes sofort oder nach Beendigung des
Arbeitsspieles. Das Anlaufen kann nicht nur durch außerplanmäßigen Schieflauf des
Stahlbandes, sondern auch durch den Säbel infolge eines größeren
Anrisses
im Stahlband hervorgerufen sein. Da durch die merkmale der Erfindung aber ein Auswandern
der Stahlbänder über die größere Breite der Laufflächen hinaus, d.h. ein Anlaufen
der Spurkränze nur dann eintreten kann, wenn außerplanmäßige bweichungen oder Änderungen
in einem größeren als vorgesehenen Ausmaße auftreten, ist nach einem Ansprechen
des Anlaufschalters ilJ jeder; Falle zumindest eine überprüfung des Treibwerkes
erforderlich.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Ende des Bandes in
an sich bekannter Weise in einer Kausche festgemacht und der eil der Kausche ist
lzngsgeteilt. Zwischen den Teilen des Keiles verbleibt ein Spalt und die Teile des
Keiles sind um eine Stellkugel zumischen den beiden Teilen des Keiles zueinander
verschwenkbar, so da£ sich die beiden Teile des Keiles beim Einstecken des um den
zweiteiligen eil gelegten Ende des Stahlbandes in die Kausche zwängungsfrei über
das Ende des Stahlbandes an die Stützflächen der Kausche anlegen und dabei Kantenpressungen
des Stahlbandes vermieden werden. Damit ist eine schonende Befestigung des Endes
des Stahlbandes gewährleistet, ohne daß die übliche kostenaufwendige exakte Passung
zwischen einer Kausche und einem starren Keil hergestellt werden muß.
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Bei einer ergänzenden Form der Erfindung sind die beiden Teile des
Keiles gleich ausgebildet und mit einem das Stahlband schonenden .material auf der
Umfangsfläche beschichtet. Die beiden Teile des Keiles und das Ende des Stahlbandes
sind von einer Haube aus bandschonendem material umfaßt, aeren Enden nach dem Eindrücken
des Keiles in die Kausche zur Sicherung der Vorspannung des Eindrückens an der Kausche
umgebördelt sind. Das freie Ende des Stahlbandes ist durch einen formschlüssigen
Bandstop mit Bördellochschraube gesichert. Eine Zunge der Haube mit einer Länge
von etwa doppelter Breite des Stahlbandes ragt aus der Kausche heraus und hat zur
Zungenspitze hin abnehmende Breite und Dicke und ist mit dem Stahlband z.B. durch
Kleben oder Weichlöten verbunden. Damit ist ein Übergang der Steifigkeit an der
Einspannung in der Kausche zum freien Stahlband hin erreicht. Hiermit wird die hohe
Sicherheit der Bandbefestigung, so wie Sie durch das vorhergehende Erfindungsmerkmal
gegeben ist, in wesentlichen Einzelpunkten noch gesteigert.
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Bei einer weiteren Ergänzung der Erfindung sind bei mehreren neben-
und übereinander angeordneten Stahlbändern deren Enden an ein räumliches Hebelsystem
angeschlossen, das sowohl den Langen-und lastenaüsgleich der übereinander als auch
den der nebeneinander angeordneten Stahlbänder gleichzeitig gewährleistet und die
Ausschläge der Hebelarme des Hebelsystemes bei Ausfall eines Stahlbandes durch Anschläge
begrenzt. Auch dieses Erfindungsmerkmal trägt zur Sicherheit der Bandbefestigung
und damit des Bandes bei, indem die planmäßig Aufteilung der Lasten auf die einzelnen
Bänder selbsttätig gewährleistet bleibt.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Stahlbänder
in zwei Gruppen unterteilt, von denen die erste Gruppe im normalen Betrieb die Last
trägt und die zweite Gruppe nur bei Ausfall eines Stahlbandes der ersten Gruppe
Last übernimmt. Die Stahlbänder der zweiten Gruppe weisen vorzugsweise eine geringere
Banddicke auf und sind mit aufklebbaren Plättchen versehen, die optisch oder mechanisch
oder durch magnetische Punkte die Impulse zur Steuerung des Treibwerkes geben, wobei
durch Schlitze der mittlere Teil des Plättchens beim Umlenken des Stahlbandes biegungsfrei
gehalten wird. Durch dieses erfindungsgemäße Merkmal werden die Rrsatzbänder des
Treibwerkes jungfräulich gehalten. Da sie im ElanmaBigen Betrieb unbelastet sind,
unterliegen sie auch keinen Längenänderungen aus den Dehnungen infolge der betrieblichen
Änderungen der Nutzlasten und gewährleisten damit eine absolut exakte Steuerung
durch die aufgeklebten El&ttchen. Bekanntermaßen werden Magnetflecken durch
Biegeechsel des Trägers zum Verschwinden gebracht; hier wird das Plättchen als Träger
eines magnetischen Punktes erfindungsgemäß biegefrei gehalten.
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Bei einer ergänzenden Form der Erfindung sind zur objektiven Tberwachung
des planmäßigen Zustandes und zur Sicherung der Stahlbänder an sich bekannte Prüfgeräte
zur laufenden und selbsttätigen zerstörungsfreien und vorzugsweise berührungslosen
Prüfung im Durchlaufbereich der Stahlbänder angeordnet und die Prüfgeräte werden
im Betriebszyklus automatisch auch in die nicht im Durchlauf enthaltenen Bereiche
der Stahlbänder verschoben und/oder die Stahlbänder werden durch tragbare Prüfgeräte
gleicher Art in den vorgeschriebenen Inspektionsintervallen objektiv überprüft.
Vcrzugsweise
bei mehreren Stahlbandern in einem Treiber sind Dehnungsmeßstreifen
auf den Stahlbändern - vorzüglich in deren Anschlußbereichen - zur Überwachung der
Lastverteilung und eventuellen Ausschaltung des Treibwerkes angebracht. Auch ist
im Bereich der gesamten allseitigen Randkontur der Stahlbänder und in geschützter
und gegenüber den Stahlbändern elektrisch isolierter Anordnung und Ausführung die
Leitung eines erforderlichenfalls durch eine mitfahrende Batterie gespeisten Stromkreises
eingerichtet, die von eventuellen Anrissen der Randkontur der Stahlbänder durchrissen
wird und damit die Stillsetzung des Treibwerkes automatisch bewirkt. Durch diese
objektiven Verfahren zur Überwachung und Prüfung des Zustandes der Stahlbänder ist
in Verbindung mit den selbsttätigen Sicherungssystemen speziell für und durch die
Stahlbänder ein Grad der Überwachung der Stahlbänder und damit des Treibwerkes von
ungewöhnlicher Höhe erreicht worden, der sich unter anderem in der Höhe der geforderten
Koeffizienten für die zulässige Beanspruchung der Stahlbänder reduzierend auswirken
wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung unterliegen die
Stahlbänder in der Herstellung besonderen Verfahren, Vorkehrungen und Vorschriften
wie Einengung des Sabels der Stahlbänder durch einen zusätzlichen Durchlauf der
Stahlbänder durch ein Druckrollenwalzensystem, das den Stahlbändern gleichzeitig
einen plastischen Eigenspannungszustand über die gesamte Länge mit Druckspannungen
in den Kantenbereichen aufzwingt. eiter erden Prüf- und Überwachungsverfahren z.B.
mit Wirbelstromprüfgeräten mit hochauflösenden Sonden zur Aufdeckung und Ausmerzung
auch kleinster Fehlstellen insbesondere der Kantenbereiche der Stahlbänder eingesetzt.
Außerdem wird durch eine erhöhte Anlaßtemperatur der Kantenbereiche ein schmaler
Bereich höherer Dehnung der Stahlbänder mit geringerer Anfälligkeit für Anrisse
geschaffen. Die Vorkehrungen für die Sicherheit der Stahlbänder in den Treibwerken
beginnen erfindungsgemäß schon bei der Herstellung der Stahlbänder ,zumal die Stahlbänder
von ihrem einteiligen und einfachen 2uerschnittsaufbau her günstigste Voraussetzungen
für einfache und wirkungsvolle Verfahren bieten.
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ach der Erfindung werden den technisch-sicherbeitlichen lrfordernissen
der Treibwerke mit Stahlbändern insbesondere für die in Bezug auf einen zwängungsfreien
Lauf anspruchsvollen Stahlbänder durch einander sicherheitlich zugeordnete aßnahmen
und beginnend mit der Herstellung über konstruktive mittel bis zu Liberwachungs-
und Notabschaltsystemen umfassend genügt, so daß die wirtschaftlich vorteilhaften
Möglichkeiten voll ausgeschöpft werden können.
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Die absolut dünnen und bis an die Grenze der Herstellbarkeit von etwa
o,15 mm ausgelegten Stahlbänder haben einerseits eine praktisch unbegrenzte Biegewechselfestigkeit
und ermöglichen damit andererseits sehr geringe Durchmesser der Laufrollen, was
den Einsatz vergleichsweise einfacherer und kostengünstigerer Antriebe zur Folge
hat.
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wegen der übersichtlichen und einfach berechenbaren Beanspruchung
der einteilig aufgebauten Stahlbänder sind außerdem - verglichen mit Stablseilen
- für die allgemeine Zulassung wesentlich niedrigere vorgeschriebene Sicherheitszahlen
zu erwarten.
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Die geringe Dicke der Stahlbänder erfordert auf der anderen Seite
für eine bestimmte Last eine entsprechend große Gesamtbreite der Bnder; bei mehreren
Bändern pro Treibwerk sollte aus praktischen Gründen ihre Anzahl aber möglichst
gering sein, so daß die einzelnen Bänder eine absolut große Breite bekommen sollten
bzw. bekommen erden. lit der Bandbreite steigt aber die £ufindlichkeit des Bandlaufes
gegen Abweichungen der laufrollen von der exakten aber praktisch nicht zu gewährlfeistenden
Sollage.
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Die Balligkeit der Umfläche der Einstellringe, die die Zentrierung
des Bandlaufes auf die Mitte der lauffläche bewirkt, ist insofern sehr begrenzt,
als mit stärkerer Balligkeit die längsspannungen - Zugspannungen in Bandmitte und
Druckspannungen in den Bandrändern - und die Querspannungen sehr rasch sehr hohe
und unzulässige Werte erreichen würden, die sich z.B. durch laufendes Beulen des
Bandrandes - das sogenannte Knicken - bemerkbar machen und die Sicherheit und die
Dauerfestigkeit der Stahlbänder beeinträchtigen.
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Der erfindungsgemäße zwängungsfreie Lauf der Stahlbänder in Verbindung
mit einer nur noch ergänzenden geringfügigeren Zentrierung durch eine sehr geringe
Balligkeit der Urfläche der Einstellringe
vermindert die vorer
hnten Beeinträchtigungen der Sicherheit der Stahlbänder.
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Die Beanspruchung der Stahlbänder in der Umlenkung auf den Laufrollen
in S-nns- und zuerrichtung ist von dem Verhältnis des Pfeiles f im Scheitel der
Balligkeit zu den Krümmungsradien in mangs- und 'uerrichtung abhängig. Hierbei sollte
aber der Radius in längsrichtung - d.h. der Halbmesser der Ufläche insbesondere
der angetriebenen Laufrolle - aus unabdingbaren wirtschaftlichen den und der in
Querrichtung - die Wölbkrümmung - aus Zentrierungsgründen jeweils klein sein. Es
läßt sich aber zeigen, daß selbst für kleine absolute erte von f sich außerordentlich
große Spannungen ergeben und für breitere Stahlbänder überdies die Wölbung bei gleichem
f relativ flacher und damit die Wirkung der Zentrierung schwächer wird.
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Es zeigt sich also, daß die technischen Erfordernisse und die virtschaftlichen
Vorteile durchweg gegenläufig verknüpft aber ihre Widersprüche und bei Gewährleistung
der unabdingbaren, Sicherheit der Stahlbänder nach der Erfindung aufgelöst sind.
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In den Zeichnunben sind ehrere Ausführungs-Beispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Anlage
zur Förderung von Lasten.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Laufrolle.
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Figur 3 zeigt einen Detailschnitt einer Laufrolle mit Bogenverzahnung.
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Figur 4 veranschaulicht eine besonders leichtgängige Anlaufscheibe.
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Figur 5 zeigt die Anordnung mehrerer Stahlbänder auf einer Laufrolle.
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Figur 6 veranschaulicht in räumlicher Darstellung das Hebelsystem.
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Figur 7 zeigt die Befestigung des Bandendes und Figur 8 ist die Seitenansicht
zu Figur 7.
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Figur 9 zeigt das Abspreizen der Steuerlättchen auf der laufrolle
und Figur 10 zeigt das Steuerplättchen in Draufsicht.
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Figur 11 stellt den Stromkreis dar und Figur 12 die Anordnung der
Stromleitung am Stahlband.
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Figur 13 gibt eine Anschauung des D ngseigenspannungszustandes im
Stahlband.
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Figur 14 zeigt die gesondert wärmebehandelten Kanten des Stahlbandes.
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Figur 15 zeigt Anlaufschalter im Ruhe- und im Schaltzustand.
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In Pig. 1 ist als Beispiel eine Aufzugsanlage mit lastaufnahmemittel
II, dem Treibwerk I, einer angetriebenen Laufrolle III und einer losen Laufrolle
III mit größerem Durchmesser dargestellt. Die Stahlbänder 1o liegen hier aufeinander
und sind an die Hebelsysteme VI angeschlossen. Die Ebenen der Bandläufe 9 sind durch
die jeweiligen Bandabschnitte beiderseits der Laufrollen III festgelegt.
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Fig. 2 zeigt eine lose Laufrolle III mit Basisrolle 1, Einstellring
2 und dem auf dem Bettungsmaterial 13 laufenden Stahlband 10. Die Lauffläche wird
durch die Anlaufscheiben 15 und die Spurkränze 14, zwischen denen sich das Stahlband
lo einstellen kann, begrenzt. Der Einstellring 2 kann sich in vorgegebenen und hinreichend
weit gesteckten Grenzen auf der Basisrolle 1 abwälzen auf die Laufebene 9 des Stahlbandes
1o einstellen, ohne auf das Stahlband 1o Zwang auszuüben.
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Fig. 3 zeigt eine angetriebene Laufrolle III mit Bogenverzahnung
16, die das Treibmoment auf den Einstellring 2 und damit auf das Stahlband 1o überträgt.
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Fig. 4 stellt eine besonders leicht laufende Anlaufscheibe 17 dar,
die auf dem kleineren Durchmesser der Welle 18 der Laufrolle III wälzgelagert ist.
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Fig. 5 zeigt mehrere Stahlbnder 1o auf einer Laufrolle III, wobei
lediglich die beiden Randstahlbänder 19 durch ballige laufflächen zentriert sind.
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Fig. 6 zeigt das Hebelsystem VI in räumlicher Darstellung mit der
Laufrolle III, den insgesamt vier Stahlbändern 1o mit ihren Anschlußbereichen 45,
den Hebelarmen 38 und deren hnschläge 39.
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In den Pig. 7 und 8 ist die Befestigung des Endes 24 des Stahlbandes
1o in der Kausche IV dargestellt. Der aus den beiden gleichen Teilen 26 bestehende
Keil 25 ist von dem Ende 24 und der Haube 30 umfaßt und alle Teile werden mit Vorspannung
in die Kausche IV gedrückt und dort durch Umbördelungen der Enden 31, 36 der Haube
30 fixiert. Eine besondere Sicherung erfährt das Stahlband 1o noch durch die Zunge
35, die einen Übergang der Steifigkeiten im Einspannungsbereich des Stahlbandes
lo
gewährleistet, was sich auf die Dauerfestigkeit der Bandbefestigung
gunstig auswirken wird.
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Die Fig. 9 und 1o zeigen ein auf dem Stahlband lo befestigtes Plättchen
40, das durch eine besondere Art der Befestigung und der Schlitze 42 für -den mittleren
Teil 43 als Träger der Steuerinformation des Treibwerkes I biegungsfrei beim Umlenken
des Stahlbandes 1o gehalten wird.
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In den Fig. 11 und 12 ist in geschützter und isolierter Anordnung
47 die Leistung 48 eines durch die Batterie 4 betriebenen Stromkreises 50 in der
Randkontur 46 des Stahlbandes 10 dargestellt.
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Fig. 13 stellt den durch eine besondere Schlußwalzung des Stahlbandes
lo erzielten Eigenspannungszustand 51 mit den Spitzen der Druckspannungen 52 in
den Kantenbereichen 46 dar.
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Fig. 14 zeigt die schmalen Bereiche 53 höherer Dehnung des Stahlbandes
70, die durch eine in Querrichtung begrenzte höhere Anlaßtemperatur über die Länge
des Stahlbandes 1o geschaffen worden sind.
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Fig. 15 zeigt den Anlaufschalter V mit den Schaltarmen 22 - auf der
rechten Seite der Figur in elastisch ausgelenkter, d. h. durch Schieflauf des Stahlbandes
10 geschalteter Stellung -, den Eontaktarmen 20 und den Schaltkontakten 23.
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