Antrieb für eine Bandförderanlage, Verfahren zum Montieren eines Antriebs an eine Bandförderanlage sowie Bandförderanla- ge

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Bandförderanla ^¬ ge, umfassend einen permanenterregten Synchronmotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei ein Spaltmaß zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft wei ^¬ terhin ein Verfahren zum Montieren eines Antriebs an eine Bandförderanlage umfassend eine an einer Antriebswelle ange ^¬ ordneten Antriebsrolle, wobei der Antrieb einen permanentmag ^¬ neterregten Synchronmotor mit einem Stator und einem Rotor umfasst. Die Erfindung betrifft schließlich eine Bandförderanlage mit einem solchen Antrieb.

Eine Bandförderanlage mit einem Direktantrieb geht aus der EP 2 562 102 AI hervor. Die dort beschriebene Bandförderanla- ge ist für die Schwerindustrie, insbesondere für die Roh ^¬ stoff- oder Bergbauindustrie vorgesehen und umfasst eine Tragkonstruktion, ein Förderband und eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb des Förderbands. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Antriebswelle, mindestens eine Antriebswellen-Lageran- Ordnung, eine Antriebsrolle und einen fremderregten Antriebs ^¬ motor in Form eines frequenzumrichtergespeisten Wechselstrom- Synchronmotors mit einem Stator und einem Rotor. Die Antriebswelle und der Antriebsmotor sind getriebelos miteinan ^¬ der verbunden und es liegt eine koaxiale Anordnung von Rotor und Antriebswelle vor, wobei die Antriebswelle durch den Ro ^¬ tor geführt ist. Es handelt sich dabei um einen Direktan ^¬ trieb, bei dem sich zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebswelle keinerlei Bauteile befinden, die die Rotordreh ^¬ zahl in eine davon abweichende Antriebswellendrehzahl über- setzen. Die Antriebswelle wird somit mit gleicher Drehzahl gedreht, wie diese vom Rotor vorgegeben wird. Sowohl die Antriebswelle als auch der Stator des Antriebsmotors sind auf der stabilen Tragkonstruktion angeordnet, damit ein für den ordnungsgemäßen Motorbetrieb erforderliche Spaltmaß zwischen Rotor und Stator gewährleistet ist. Das Spaltmaß zwischen Ro ^¬ tor und Stator liegt bei einer derartigen Anwendung üblicherweise bei einem Wert von 5 bis 15 mm. Um einen ordnungsgemä- ßen Betrieb sicherzustellen, liegt eine tolerierbare Ver ^¬ schiebung zwischen Rotor und Stator üblicherweise im Bereich von 10 bis 15% des Spaltmaßes.

Bei einem derartigen lagerlosen Direktantrieb werden der Rotor und der Stator separat transportiert. Erst bei der Monta ^¬ ge erfolgt durch das Anflanschen des Rotors an die Antriebs ^¬ welle die Komplettierung zu einem Motor. Insbesondere bei permanenterregten Motoren, auch als permanentmagneterregten Motoren bezeichnet, ist diese Montage auf der Baustelle sehr anspruchsvoll, da die magnetischen Kräfte zwischen Rotor und Stator kaum zu beherrschen sind. Wellen- und lagerlose permanentmagneterregte Synchronmaschinen wurden für die Anwendung in einer Bandförderanlage für die Rohstoff- oder Bergbauin ^¬ dustrie deshalb bisher in der Regel nicht eingesetzt.

Um die Vorteile (keine eigene Welle, keine eigenen Lager, da ^¬ durch keine Lagerwartung, keine Kupplung zwischen Motor und Antriebstrommel) eines lagerlosen Direktantriebes verstärkt nutzen zu können, ist es erforderlich den Antrieb als eine Einheit sicher zu transportieren und schnell zu montieren.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine sichere Montage eines wellenlosen Antriebs eines permanenterregten Synchronmotors zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Antrieb für eine Bandförderanlage, umfassend einen permanenterregten Synchronmotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei ein Spaltmaß zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, wobei eine Haltevorrichtung vorgesehen ist, welche über erste Befestigungsmittel am Stator befestigt ist und über zweite Befestigungsmittel am Rotor befestigt ist und wobei die ers- ten und/oder die zweiten Befestigungsmittel lösbar ausgebil ^¬ det sind.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Montieren eines Antriebs an eine Bandförderanlage umfassend eine an einer Antriebswelle angeordneten An ^¬ triebsrolle, wobei der Antrieb einen permanenterregten Synchronmotor mit einem Stator und einem Rotor umfasst, wobei in einem ersten Schritt der Rotor in den Stator hineinge- schoben wird,

in einem zweiten Schritt mittels einer Haltevorrichtung, welche über erste Befestigungsmittel am Stator befestigt wird und über zweite Befestigungsmittel am Rotor befes ^¬ tigt wird, der Rotor gegenüber dem Stator fixiert wird, so dass ein Spaltmaß zwischen dem Rotor und dem Stator eingehalten wird,

in einem dritten Schritt der Antrieb und die Antriebswel ^¬ le getriebelos miteinander verbunden werden, und

in einem vierten Schritt die ersten Befestigungsmittel und/oder die zweiten Befestigungsmittel gelöst werden.

Die Aufgabe wird schließlich erfindungsgemäß gelöst durch ei ^¬ ne Bandförderanlage mit einem solchen Antrieb. Die in Bezug auf den Antrieb nachstehend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf das Verfahren und die Bandförderanlage übertragen.

Bei dem Antrieb handelt es sich um einen Direktantrieb, bei dem sich zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebswelle keine Getriebeelemente befinden, welche die Rotordrehzahl in eine davon abweichende Antriebswellendrehzahl übersetzen. Der Antrieb ist dabei im montierten Zustand insbesondere zwischen der Antriebstrommel und eine Antriebswellen-Lageranordnung angeordnet.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung beim Transport, bei der Montage des Antriebs sowie später bei Wartungsarbeiten an der Bandförderanlage ein konstantes Spaltmaß einzuhalten, in ^¬ dem der Stator und der Rotor mit Hilfe einer Haltevorrichtung zueinander fixiert werden. Dies wird über eine direkte oder indirekte Verbindung zwischen der Haltevorrichtung auf der einen Seite und dem Stator bzw. dem Rotor auf der anderen Seite ermöglicht. Dabei wird eine Berührung zwischen Stator und Rotor verhindert. Nach erfolgter Montage, wenn der Stator und der Rotor in ihrer Endposition in der Bandförderanlage fest angebracht sind, wird die Haltevorrichtung über die lös- baren ersten Befestigungsmittel vom Stator getrennt und/oder über die lösbaren zweiten Befestigungsmittel vom Rotor getrennt, so dass eine Rotation des Rotors gegenüber dem Stator im Betrieb der Bandförderanlage möglich ist. Der wesentliche Vorteil einer solchen Haltevorrichtung sind die hohen Flexibilität und Sicherheit bei der Montage und De ^¬ montage des Antriebs. Insbesondere wird das Problem der star ^¬ ken magnetischen Kräfte zwischen Rotor und Stator beim eingesetzten permanentmagneterregten bestückten Rotor überwunden. Somit ist es möglich den Antrieb als Ganzes, und nicht seine einzelne Bestandteile, zu transportieren und zu installieren.

Die Bandförderanlage, die einen solchen Antrieb enthält, weist auch weitere Vorteile auf. Bei einer Positionierung des Direktantriebes zwischen der Antriebstrommel und der An ^¬ triebswellen-Lageranordnung wird die Durchbiegung der Antriebswelle stark reduziert. Ein weiterer Vorteil dieser An ^¬ ordnung ist die uneingeschränkte Zugänglichkeit der Antriebs ^¬ wellen-Lageranordnung. Somit kann ein Lagerwechsel ohne De- montage des Antriebes durchgeführt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind zumindest die zweiten Befestigungsmittel zum Lösen der Verbindung der Haltevorrichtung zum Rotor lösbar ausgebildet, so dass die Haltevorrich- tung nur vom Rotor entkoppelt wird. Im Betrieb der der Band ^¬ förderanlage ist die Haltevorrichtung weiterhin mit dem Stator gekoppelt. Der wesentliche Vorteil hierbei ist, dass im Betrieb die Haltevorrichtung stationär bleibt, d.h. sie dreht sich nicht mit dem Rotor mit. Auf diese Weise wird eine ru ^¬ hende Lagerung der Haltevorrichtung gewährleistet, welche in der Regel weniger störungsanfälliger ist, als wenn die Haltevorrichtung im Betrieb mit rotieren würde.

Bevorzugt ist die Haltevorrichtung derart ausgebildet, dass sich bei gelösten ersten oder zweiten Befestigungsmitteln ein Luftspalt zwischen der Haltevorrichtung und dem Stator bzw. Rotor einstellt. Insbesondere wird die Haltevorrichtung, je nachdem ob die Verbindung zum Stator oder zum Rotor gelöst wird, von diesem auf Abstand gehalten, so dass kein Kontakt vorliegt, der im Betrieb die einwandfreie Funktion des An ^¬ triebs beeinträchtigen könnte. Weiterhin bevorzugt ist die Haltevorrichtung dafür ausgebildet eine Dichtung aufzunehmen. Somit wird die Haltevorrichtung während des Betriebes der Bandförderanlage genutzt, den Direktantrieb gegen Staub und Feuchtigkeit zu schützen. Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung nach Art eines abgewin ^¬ kelten Flanschrings ausgebildet, der insbesondere einen durchgehenden Umfang aufweist. Durch ihre ringförmige Ausge ^¬ staltung ist die Haltevorrichtung besonders gut geeignet für eine direkte oder indirekte Verbindung stirnseitig am Stator und Rotor, wobei möglichst große Kontaktflächen vorliegen. Im Bereich dieser Kontaktflächen sind die Befestigungsmittel vorgesehen, die insbesondere gleichmäßig um den Umfang des Flanschrings verteilt sind. Die Haltevorrichtung wird auf besonders einfache Weise mit dem Rotor und Stator verbunden, indem vorteilhafterweise die ersten und/oder die Befestigungsmittel als Schrauben ausge ^¬ bildet sind. Eine Schraubenverbindung ist leicht herzustellen und zu lösen. Zudem kann sie bei Wartungs- und Reparaturar- beiten mehrmals hergestellt und gelöst werden, der Einsatz von neuen bzw. weiteren Befestigungsmittel ist somit nicht erforderlich . Zweckdienlicherweise ist die Haltevorrichtung aus einem me ^¬ tallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, ausgebildet. Ein metallischer Werkstoff entspricht bestens den Anforderungen bezüglich Stabilität und Belastbarkeit der Haltevorrich- tung beim ihrem Einsatz zum Fixieren des Rotors gegenüber dem Stator .

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden der erste und der zweite Verfahrensschritt an einem anderen Ort als der Montageort der weiteren Schritte durchgeführt. Somit wird der Rotor bereits beim Antriebshersteller in das

Statorgehäuse hineingeschoben und dort über die Haltevorrichtung fixiert, denn die Durchführung dieser anspruchsvollen Arbeit ist auf einer Baustelle nicht oder nur unter sehr ho- hem Aufwand möglich.

Im Hinblick auf eine verbesserte Zugänglichkeit zu den Kompo ^¬ nenten der Bandförderanlage wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens bei Wartungs- und Reparatur- arbeiten an der Bandförderanlage die gelösten ersten oder zweiten Befestigungsmittel erneut zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Rotor und dem Stator eingesetzt und der Antrieb wird von der Antriebswelle getrennt. Bei erforderlichen Arbeiten z.B. an der Antriebswelle oder der Antriebstrommel wird die nach der Montage des Antriebs gelöste Verbindung zwischen der Haltevorrichtung und dem Rotor bzw. Stator erneut hergestellt. Auf diese Weise wird das Spaltmaß konstant gehalten und der Rotor kann von der Antriebswelle abgekoppelt werden, ohne dass der Rotor aus dem Statorgehäuse bewegt wer- den muss.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: FIG 1 in einem Längsschnitt eine erste Ausführungsvarian ^¬ te einer Bandförderanlage mit einem Direktantrieb und einer Haltevorrichtung für den Antrieb, FIG 2 in einem Längsschnitt den Zusammenbau der Bandför ^¬ deranlage gemäß FIG 1, und

FIG 3 in einem Längsschnitt eine zweite Ausführungsvari ^¬ ante einer Bandförderanlage mit einem Direktantrieb und einer Haltevorrichtung für den Antrieb.

Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung. FIG 1 zeigt schematisch und stark vereinfacht eine Bandför ^¬ deranlage 1 für die Schwerindustrie, insbesondere für die Rohstoff- oder Bergbauindustrie. Die Bandförderanlage 1 ist auf einer Tragkonstruktion 2 gelagert. Die Bandförderanlage 1 gemäß FIG 1 umfasst ein Förderband 3 und einen Antrieb 4 zum Antreiben des Förderbands 3, eine Antriebswelle 5, zwei An ^¬ triebswellen-Lageranordnungen 5a, 5b und eine Antriebsrolle 6. Die Antriebsrolle 6 ist hier aus Vollmaterial gebildet, kann aber genauso hohl ausgebildet sein. Die Antriebsrolle 6 und der Antrieb 4 sind zwischen beiden Antriebswellen- Lageranordnungen 5a, 5b angeordnet.

An der Antriebswelle 5 seitlich der Antriebsrolle 6 kann op ^¬ tional auf der dem Antriebsmotor 7 abgewandten Seite ein weiterer Antriebsmotor angeordnet werden. Auch die Anordnung weiterer Antriebsrollen 6 auf der Antriebswelle 5 ist mög ^¬ lich.

Der Antrieb 4 ist in seinem ursprünglichen Zustand vor dem Einbau in die Bandförderanlage 1 ein wellenloser, lagerloser Antrieb, der einen permanenterregten Synchronmotor 7, weiterhin als Antriebsmotor bezeichnet, mit einem Stator 7a und einem Rotor 7b umfasst. Der Rotor 7b und der Stator 7a befinden sich in einem Motorgehäuse 7c, mit welchem der Stator 7a fest verbunden ist. Im eingebauten Zustand des Antriebs 4 an der den Antriebrolle 6 zugewandten Seite des Motorgehäuses 7c ist eine Dichtung 9 angebracht, welche den Antrieb 4 vor Staub und Feuchtigkeit schützt. Die Antriebswelle 5 und der Antriebsmotor 7 sind getriebelos miteinander verbunden, wobei eine koaxiale Anordnung vom Rotor 7b und der Antriebswelle 5 vorliegt. Die Antriebswelle 5 ist durch den Rotor 7b hindurch geführt und ragt über den Ro- tor 7b hinaus. Zur Befestigung des Rotors 7b an der Antriebs ^¬ welle 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Wellen ^¬ flansch 11 vorgesehen. Mit 12 wird hierbei eine Rotorhohlwel ^¬ le bezeichnet, auf der ein Rotorpaket (inkl. Magneten) aufge ^¬ bracht ist und kann aber als Komponente des Rotors 7b angese- hen werden.

Der Abstand zwischen dem Stator 7a und dem Rotor 7b wird als Spaltmaß S bezeichnet und dessen Einhaltung ist entscheidend für den ordnungsgemäßen Betrieb des Antriebsmotors 7. Um die- sen Abstand bei der Montage des Antriebs 4 oder bei Repara ^¬ tur- und Wartungsarbeiten an der Bandförderanlage 1 einzuhal ^¬ ten, ist eine Haltevorrichtung 13 vorgesehen ist, welche den Stator 7a und den Rotor 7b zueinander fixiert. Die Haltevorrichtung 13 ist hierbei als ein angewinkelter, metallischer Flanschring aus Stahl ausgestaltet und weist einen im Wesentlichen durchgehenden Umfang auf. Der Flanschring 13 ist dabei derart geformt, dass er mit einer ringförmigen Seite auf dem Motorgehäuse 7c aufliegt und im Bereich der Kontaktfläche mit dem Motorgehäuse 7c und somit indirekt mit dem Stator 7a verbunden ist. Über eine weitere ringförmige Seite ist der Flanschring 13 auf ähnlicher Weise indirekt auch mit dem Rotor 7b verbunden. Zum Befestigen der Haltevorrichtung 13 am Stator 7a bzw. Motorgehäuse 7c sind erste Be- festigungsmittel 15a und zum Befestigen der Haltevorrichtung 13 am Rotor 7b sind zweite Befestigungsmittel 15b vorgesehen (siehe FIG 2), welche im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrauben ausgestaltet sind. Es ist jedoch möglich auch ande ^¬ re Arten von Befestigungsmitteln einzusetzen, wobei jedoch zu beachten ist, dass sie für eine lösbare Verbindung zwischen der Haltevorrichtung 13 und dem Stator 7a bzw. dem Rotor 7b geeignet sein sollen. Die Montage des Antriebs 4 und die Funktion der Haltevorrich ^¬ tung 13 werden anhand von FIG 2 näher erläutert.

In einem ersten Schritt zur Herstellung des Antriebs 4 wird der Rotor 7b in den Stator 7a hineingeschoben. Als nächstes wird mittels der Haltevorrichtung 13, welche über die erste Schrauben 15a am Stator 7a befestigt wird und über die zwei ^¬ ten Schrauben 15b am Rotor 7b befestigt ist, der Rotor 7b gegenüber dem Stator 7a fixiert. Auf diese Weise wird das

Spaltmaß S zwischen dem Rotor 7b und dem Stator 7a unverändert gehalten. Die Fertigung des Antriebs 4 erfolgt insbesondere an einem anderen Ort als der Betriebsort der Bandförderanlage 1. Somit kann der Antrieb 4 als eine Einheit, wie in FIG 2 dargestellt, für den Einsatz in einer Bandförderanlage 1 transportiert und vor Ort eingebaut werden.

Erst beim Einbau des Antriebs 4 in die Bandförderanlage 1 wird der Antriebsmotor 7 durch eine Welle, nämlich die Antriebswelle 5, ergänzt, die mit dem Rotor 7b getriebelos ver- bunden ist und von diesem in Rotation versetzt wird.

Der Wellenflansch 11 und die Dichtung 9 sind hierbei an der Antriebswelle 5 angeordnet. Wenn der Antrieb 4 auf die An ^¬ triebswelle 5 aufgesetzt wird, angedeutet durch den Pfeil PI, wird die Verbindung über die Schrauben 15b zwischen der Haltevorrichtung 13 und dem Rotor 7b gelöst, um den Betriebszustand des Antriebs 4 gemäß FIG 1 herzustellen, in dem der Ro ^¬ tor 7b sich drehen kann. Die Verbindung 15b darf erst gelöst werden, wenn auch das Motorgehäuse 7c mit einem Lagerschild des Lagers 5b verschraubt worden ist. Dadurch ist erst die

Einhaltung des Luftspaltes S sichergestellt. Damit die Dreh ^¬ bewegung des Rotors 7b durch die Haltevorrichtung 13 nicht beeinträchtigt wird, wird die Haltevorrichtung 13 auf Abstand zum Antrieb 4 gefahren, so dass ein Luftspalt L zwischen der Haltevorrichtung 13 und dem Rotor 7b entsteht (siehe FIG 1 und FIG 2) . Die Haltevorrichtung 13 bleibt jedoch mit dem Stator 7a fest verbunden und dient weiterhin als Träger für die Dichtung 9. Beispielsweise wird dabei die Dichtung 9 über die Schrauben 15b mit der Haltevorrichtung 13 verbunden.

Denkbar ist auch alternativ die Schrauben 15a zu lösen, so dass die Haltevorrichtung 13 vom Stator gelöst wird und le ^¬ diglich am Rotor 7b befestigt bleibt und mit diesem mit ro ^¬ tiert .

Zum Komplettierung der Montage des Antriebs 4 wird zudem die Antriebswellen-Lageranordnung 5b auf die Antriebswelle 5 montiert, was durch den Pfeil P2 angedeutet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Antriebswellen-Lageranordnung 5b im Zusammengebauten Zustand im Motorgehäuse 7c integriert. FIG 3 zeigt schematisch im Längsschnitt einen zweiten Antrieb 4 für eine Bandförderanlage 1. Die Antrieb 4 umfasst eben ^¬ falls eine Antriebswelle 5, zwei Antriebswellen-Lageranord ^¬ nungen 5a, 5b, eine Antriebsrolle 6 und einen permanenterreg ^¬ ten Antriebsmotor 7 mit einem Stator 7a und einem Rotor 7b. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform der Betriebsförderanlage liegt darin, dass die Antriebswellen-Lageranordnung 5b nicht Bestandteil des Motorgehäuses 7c ist, sondern auf einer separaten Lagerkonstruktion 17, die insbesondere aus Stahl gebildet ist, gelagert ist.

Einen großen Vorteil der oben beschriebenen Anordnungen stellt die gute Zugänglichkeit der Antriebswellen-Lageran ^¬ ordnungen 5a, 5b im Wartungsfall dar, ohne dass ein Ausbau des Antriebs 4 überhaupt notwendig ist. Im Falle von War- tungsarbeiten z.B. an der Antriebstrommel 6 wird die Halte ^¬ vorrichtung 13 erneut mit dem Rotor 7b verbunden, damit das Spaltmaß S fixiert wird, und dann kann der Antrieb 4 ausge ^¬ baut werden.