Bei Tagebauanlagen werden Rohstoffe, wie z. B. Kohle, oft vie- le Kilometer auf Förderbändern bzw. förderbandähnlichen Ein- richtungen transportiert. Bei diesem Transport wird viel elektrische Energie verbraucht. Vergleichbare Probleme treten auch beim Ferntransport von Rohstoffen sowie beim Transport von Kohle oder Abraum unter Tage auf.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Förderein- richtung für industrielle Anlagen bzw. Massenförderanlagen mit einer Förderleistung von mindestens 5 Tonnen pro Stunde anzugeben, bei der der Energieverbrauch gegenüber bekannten Fördereinrichtungen merklich gesenkt werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine Fördereinrichtung mit einer Rege- lung gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei wird die Geschwindigkeit des Förderbandes in Abhängigkeit der Menge des zu transpor- tierenden Abraums bzw. der transportierenden Rohstoffe einge- stellt. Während Förderbänder bei bekannten Fördereinrichtun- gen ständig mit einer Geschwindigkeit gefahren werden, die im wesentlichen einer Geschwindigkeit entspricht, die für eine maximale Förderleistung notwendig ist, wird erfindungsgemäß die Geschwindigkeit an den Förderstrom angepaßt, wodurch sich der Bedarf an elektrischer Energie verringert. In vorteilhaf- ter Ausgestaltung der Erfindung stellt die Regelung die Ge- schwindigkeit des Förderbandes derart ein, daß es voll oder

weitgehend voll ausgelastet ist. Dieser Betriebspunkt ent- spricht in dem Sinne einem Optimum, als die Energieersparnis maximal ist.

In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Regelung eine Überwachungseinrichtung auf, die das För- derband, insbesondere zeitlich vorausschauend auf Überlast überwachend und Überlast des Förderbandes verhindernd, ausge- bildet ist. Auf diese Weise wird durch die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsanhebung eine Überlastung des Förderbandes vermieden. Besonders wichtig ist dabei die vorausschauende Überwachung, die es ermöglicht, das Förderband trotz seiner großen Trägheit rechtzeitig zu beschleunigen, um auf Last- spitzen in bezug auf den zu transportierenden Abraum oder die Rohstoffe zu reagieren.

Dabei richtet sich in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfin- dung die Geschwindigkeit des Förderbandes nach dem Maximal- wert des zu transportierenden Abraums bzw. Rohrstoffs in ei- nem bestimmten Zeitintervall. Auf diese Weise werden heftige Regelbewegungen in den Antrieben sowie mögliche Überlast auf- grund der Trägheit des Förderbandes verhindert. Das Zeitin- tervall ist dabei vorteilhafterweise größer als die Zeit für einen Hochlauf des Förderbandes auf maximale Geschwindigkeit.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Fördereinrichtung zumindest eine Meßeinrichtung auf, mit- tels der die Menge des zu transportierenden Rohstoffes gemes- sen wird. Dabei erfolgt die Messung vorteilhafterweise so früh, daß Sprünge in bezug auf die zu transportierende Menge von Abraum oder Rohstoffen so rechtzeitig detektiert werden, daß das Förderband auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wer- den kann, die dem neuen Belastungszustand entspricht.

Um kostenintensive Schäden an der Fördereinrichtung zu ver- hindern, sind Steuerungen bzw. Regelung und/oder die Meßein- richtung zumindest zweifach redundant ausgeführt, wobei die

von ihnen gelieferten Werte gegeneinander verglichen werden.

Weichen diese bei Zweifachredundanz voneinander ab, so wird das Förderband auf seine Maximalgeschwindigkeit beschleunigt.

Bei einer Mehrfachredundanz kann die fehlerhafte Komponente identifiziert und ausgegliedert werden.

In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Fördereinrichtung drehzahlgeregelte Antriebe, insbesonde- re drehzahlgeregelte Drehstrommotoren auf.

Die Energieeinsparung durch die erfindungsgemäße Förderein- richtung ergibt sich wie folgt : Einsparung von Verlustenergie W je Anlauf in Läuferwiderstän- den, Flüssigkeits-oder Wirbelstromkupplungen herkömmlicher Antriebe beim Anlaufen mit Schlupfsteuerung : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -0, 5 PN f tA (1)<BR> <BR> <BR> 3600 Dabei ist PN die Nennleistung der Motoren in kW, f die Anlaß- schwere, d. h. das mittlere Anlaufmoment, und tA die Anlauf- zeit in Sekunden.

Die äquivalente Verlustleistung Pvz während der Betriebszeit TB errechnet sich wie folgt : Za W Pvz = (2) TB Dabei ist Za die Anzahl der Anläufe pro Jahr.

Für die auf die Nennleistung PN bezogene Verlustleistung gilt nach den Gleichungen (1) und (2) Pvz-0, 5 f Za tA (3) PN 3600 TB

Unter Berücksichtigung der Bedarfsleistung PB und des Lastgrades gilt für die Einsparung von Verlustleistung PVD verursacht durch den Dauerschlupf SD ohne Motorschlupf : PVD/PN kSD(4)#L Dabei ist #L der Lastgrad, d. h. die mittlere Förderleistung QM bezogen auf die Nennförderleistung QN und k die Bedarfs- leistung PB bei Nennförderleistung bezogen auf die Nennlei- stung PN, d. h. K = PB/PN. Es ergibt sich eine Einsparung von Reibungs-und Walkleistung durch Anpassen der Bandgeschwin- digkeit V an den Förderstrom Q gemäß den folgenden Berechnun- gen : Die Reibungs-und Walkleistung bei konstanter Bandgeschwin- digkeit VN, also =VN=const.,ist:V mQ= (5) QN mN Dabei ist Q der Förderstrom, m die Masse des Förderguts auf dem Förderband und mN die Masse des Förderguts auf dem För- derband bei Nennbelastung.

Allgemein gilt für die Reibungsleistung PR = FR V Für V = VN = const. gilt mit Gleichung (5) : Dabei ist PRN die Reibungs-bzw. Walkleistung bei Nennförder- leistung, FR die Reibungs-und Walkkraft und FRN die Nennrei- bungs-und Walkkraft.

Die Funktion kann nach Gleichung (6) angenähert durch folgen- de Formel beschrieben werden : PR/PRNPR/PRN= (1-#v)Q/QN(7)+

wobei sich durch Messungen ein Wert um kv = 0,53 als beson- ders geeignet herausgestellt hat.

Für die Reibungs-und Walkleistung bei const. Beladung mNfür m = mN = const. gilt : Q = V (8) QN VN mit PR = FR V folgt : FRV(9)PR= PRN FfiN VN Die Funktion FR = f (V) kann in erster Näherung durch folgende Formel dargestellt werden. Mit Gleichung (8) gilt : FR/FRN = (1-#m)Q/QN(10)+ wobei sich durch Messung ein Wert zwischen Xm = 0,7 und m= 0,9, insbesondere #m = 0, 79, als besonders geeignet erwiesen hat.

Nach den Gleichungen (9) und (10) gilt für die Reibungs-und Walkleistung : Das Einsparen APR von Reibungs-und Walkleistung abhängig von der Förderleistung, ergibt sich aus der Differenz der Glei- chungen (7) und (11).

die eingesparte Reibungs-und Walkleistung bezogen auf die Nennleistung der Motoren ergibt sich Für die Bedarfsleistung PB der Antriebsmotoren gilt folgende Gleichung : PB = PHN + PRN = K PN (14) Dabei ist PHN die Nenn-Hubleistung bei Nennförderleistung QN, d. h. PHN = g * H * QN, wobei g die Fallbeschleunigung und H die Hubhöhe ist.

Gleichung (14) nach PRN aufgelöst ergibt : Gleichung (15) in Gleichung (12) eingesetzt ergibt : Die eingesparte Leistung ergibt sich aus dem arithmetischen Mittelwert der Gleichung (16) während der Betriebszeit tB.

In erster Näherung kann der Mittelwert APRM durch Einsetzen der mittleren Förderleistung Qn, = NL QN in Gleichung (16) be- stimmt werden.

Daher gilt für die eingesparte Energie :

Für eine durchschnittliche Fördermenge NL = 0,75 ergibt sich demnach eine Energieersparnis von bis zu 17 %.

Die mit der Erfindung erzielte Energieersparnis ist bei ihrem Einsatz für Tagebauförderanlagen besonders groß, da diese zum einen einen sehr hohen Energieverbrauch haben und zum anderen vergleichsweise hohen Lastschwankungen unterworfen sind.

Eine weitere besonders vorteilhafte Anwendung für die erfin- dungsgemäße Regelung stellen Förderbänder für den Ferntrans- port für Rohstoffen dar, da diese besonders viel Energie ver- brauchen.

Weitere vorteilhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen Rege- lung sind Fördereinrichtungen unter Tage sowie Fördereinrich- tungen für den Hafenumschlag.

Weitere Vorteile und erfindungsgemäße Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbei- spielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Un- teransprüchen. Im einzelnen zeigen : FIG 1 ein Ausführungsbeispiel für den Einsatz einer erfin- dungsgemäßen Regelung in einer Fördereinrichtung mit zwei Förderbändern, FIG 2 die prinzipielle Arbeitsweise einer berührungslos ar- beitenden Bandwaage.

FIG 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Einsatz einer er- findungsgemäßen Regelung mit zwei Förderbändern 1 und 2. Das erste Förderband 1 wird mittels einer Beladeeinrichtung 3 mit Massengut beladen. Das erste Förderband 1 transportiert das Massengut zu einem zweiten Förderband 2, das dieses wiederum

zu einer Verladeeinrichtung 4 transportiert. Mittels einer Meßeinrichtung 6 wird die Auslastung der Förderbänder 1 und 2 gemessen. Diese Meßwerte werden einer erfindungsgemäßen Rege- lung 7 zugeführt, die durch Beeinflussung der Antriebe 5 und 8 der Förderbänder 1 und 2 die Geschwindigkeit der Förderbän- der 1 und 2 an ihre Auslastung anpaßt. Ist die Fördermenge bekannt, so ist die Meßeinrichtung 6 nicht notwendig. In bei- spielhafter Ausgestaltung sind in diesem Fall z. B. die Bela- deeinrichtung 3 un d die Regelung datentechnisch verbunden.

FIG 2 zeigt die prinzipielle Arbeitsweise einer berührungslos arbeitenden Bandwaage zur Messung des Massestroms oder der geförderten Masse eines Schüttgutes 21, d. h. Rohstoffen oder Abraum, auf einem Förderband 20. Die erfindungsgemäße Band- waage weist eine Füllhöhenmeßeinrichtung 22 sowie eine Dich- temeßeinrichtung auf. Die Dichtemeßeinrichtung weist eine Strahlenquelle 24 und einen Strahlenempfänger 25 auf. Die von der Strahlungsquelle 24 ausgesandte und vom Strahlenempfänger 25 empfangene Strahlung 26 durchdringt Förderband 20 und Schüttgut 21. Zur Auswertung sind die Füllhöhenmeßeinrichtung 22 und die Dichtemeßeinrichtung mit einer Auswerteeinheit 23 verbunden. Eine Auswertung kann jedoch auch in der Dichte- meßeinrichtung oder in der Füllhöhenmeßeinrichtung 22 erfol- gen. Die datentechnische Verbindung zwischen Dichtemeßein- richtung, Füllhöhenmeßeinrichtung und Auswerteeinheit 23 kann über ein Bussystem oder über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen er- folgen.