Wegabhängige Steuer- oder Überwachungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine wegabhängige Steuer- oder Ciberwachungseinrichtung, die insbesondere für Fördermaschinen dient, aber ebenso für Aufzüge, Seilbahnen und grosse Arbeitsmaschinen mit hin und her gehender Bewegung verwendbar ist und die Aufgabe hat, deren Betriebsablauf zu steuern oder zu überwachen.
Es ist bekannt, die Teufe eines Schachtes mittels langer Ketten abzubilden, welche Schaltnocken tra gen, um alle notwendigen Schaltvorgänge zu steuern bzw. einzuleiten. Die Teufe kann auch auf Scheiben, die etwas weniger als<B>3609</B> drehen, abgebildet werden. Ferner sind Steuereinrichtungen mit Spindeln bekannt, an denen sich Wandermuttern auf- und ab- wärtsbewegen und so die Schaltimpulse auslösen. Alle genannten Einrichtungen haben den Nachteil, dass ihr Bauvolumen gross ist und sie daher viel Platz im Maschinenhaus erfordern.
Trotzdem ist bei grösserer Schachtteufe ihr Abbildungsmassstab zu klein, um alle auszuführenden Schaltfunktionen mit genügender Genauigkeit auf den richtigen Zeitpunkt des Bewegungsablaufes einstellen zu können.
So ergibt sich der Wunsch nach einer Steuer einrichtung, die nur wenig Raum einnimmt und doch die nötige Einstellgenauigkeit aufweist. Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemässe Steuer- oder über- wachungseinrichtung erreicht, bei welcher der Weg auf einer formschlüssig angetriebenen Trommel ab gebildet ist. Der Vorteil liegt darin, dass zum Unter schied gegenüber den bekannten Einrichtungen nun für die Aufbringung des abzubildenden Fahrweges eine Fläche zur Verfügung steht. Diese wird am besten ausgenützt, wenn man für die Abbildung eine Schraubenlinie wählt.
Durch zweckentspre chende Wahl des Trommeldurchmessers und der Ganghöhe hat man es in der Hand, praktisch jeden beliebigen Abbildungsmassstab zu erreichen, doch wird man sich im Interesse einer gedrängten Bau weise die nötige Beschränkung auferlegen.
Die technische Durchführung des Erfindungs gedankens ist verhältnismässig einfach. Führt die Trommel eine axiale und gleichzeitig eine Drehbewe gung aus, dann entspricht die Abbildung des Fahr weges relativ zu einem fixen Aussenpunkt einer Schraubenlinie. Ein Erfordernis ist hierbei, die Trom mel formschlüssig anzutreiben, damit Ungenauigkei ten im Ablauf der Schaltvorgänge, hervorgerufen durch Rutschen bei Reibantrieb, mit Sicherheit ver mieden werden.
Bei einer besonderen Ausgestaltung des Erfin dungsgedankens wechselt die Trommel nach Abbil dung des halben Fahrweges die Bewegungsrichtungen und ist somit nach Abbildung, des ganzen Fahrweges wieder in ihre Ausgangslage zurückgekehrt. Dadurch kann die axiale Länge der Trommel auf die Hälfte verkürzt oder bei gleichbleibender Länge der Trom mel der Abbildungsmassstab verdoppelt werden. Diese Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. <B>1</B> zeigt die Steuereinrichtung in Längsschnitt, Fig. 2 das Zusammenwirken einiger Teile in Schräg darstellung, wobei eine Kupplungsscheibe nach dem Schnitt<B>1-1</B> in Fig. <B>3</B> veranschaulicht ist. In Fig. <B>3</B> ist die Kupplungsscheibe allein gezeigt. Die Bezugs zeichen stimmen in allen Figuren überein.
Die Trommel<B>1,</B> auf deren Aussenseite die Schachtteufe bzw. der Fahrweg beispielsweise eines Korbes in Form einer Schraubenlinie abzubilden ist, wird durch das Aussengewinde des feststehenden Lagerkörpers 2 geführt. Ihre Drehbewegung erhält sie von zwei gegenläufigen Mitnehmern <B>3,</B> 4, mit denen sie durch die Kupplungsscheibe<B>5</B> abwechselnd verbunden ist. Die Mitnehmer <B>3</B> und 4 sitzen auf den Keil wellen<B>6</B> bzw. <B>7,</B> die in den Halterungen<B>8</B> bzw. <B>9</B> gelagert sind und von der (nicht gezeichneten) Antriebsvorrichtung der Fördermaschine getrieben werden.
Die Mitnehmer können sich in den Lager körpern.<B>10</B> bzw. 2 vor- und zurückschrauben, wäh rend sie auf den Keilwellen<B>6</B> bzw. <B>7</B> gleiten.
Die Mitnehmer werden stets in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben. Ihre Gewinde haben die glei che Ganghöhe wie das Trommelgewinde, so dass keine axiale Differenzbewegung zwischen der Trom mel und dem mit ihr gekuppelten Mitnehmer auftritt.
Die gekennzeichnete Stellung in Fig. <B>1</B> entspricht der Ausgangslage bei Beginn des Fördervorganges. Mit einsetzender Abwärtsbewegung des Korbes begin nen die Wellen<B>6</B> und<B>7</B> zu drehen, und die Mitneh- mer <B>3</B> und 4 bewegen sich gegeneinander, wobei die Trommel<B>1,</B> die mit dem Mitnehmer <B>3</B> gekuppelt ist, nach rechts wandert. Nach Abbildung des halben Fahrweges soll nun die Trommel ihre Bewegungs richtungen umkehren.
Zu diesem Zwecke muss sie mit dem entgegengesetzt drehenden Mitnehmer 4 gekuppelt werden, der sie wieder nach links zurück führt, so dass sie nach Abbildung des ganzen Fahr weges wieder in ihre Ausgangslage zurückgekehrt ist.
Die Kupplung bzw. Umkupplung geht folgender massen vor sich: Der vorderste Teil des Mitneh- mers <B>3</B> mit dem Mitnehmerkopf <B>11</B> (Fig. 2) ist bis zur Mittelebene stufenförmig ausgeschnitten, wo durch sich die Passfläche 12 ergibt. Die Kupplungs scheibe<B>5</B> ist kreisförmig ausgenommen und mit zwei gegen die Mitte gerichteten Kupplungszungen<B>13</B> und 14 (Fig. <B>3)</B> versehen, die aus dem Vollen heraus gearbeitet oder später eingesetzt werden können. Die Flanken<B>15</B> und<B>16</B> der Kupplungszungen liegen fluchtend in einer Mittelebene.
Der Mitnehmer <B>3</B> steht mit der Kupplungsscheibe<B>5</B> in formschlüssigem Eingriff, sobald der Mitnehmerkopf <B>11</B> in den Hohl raum<B>17</B> der Kupplungsseheibe hineinragt, wobei seine Flanken<B>18</B> und<B>19</B> an den Flanken<B>15</B> bzw. <B>16</B> der Kupplungszungen<B>13</B> bzw. 14 anliegen. Da durch sind Mitnehmer und Kupplungsscheibe mit einander bekuppelt.
Die Kupplungsscheibe<B>5</B> wird von Federn 20, die durch einen Scheibenring 21 gehalten werden, gegen den Anschlag 22 der Trommel<B>1</B> gepresst. Sie ist mit einem Schlitz<B>23</B> versehen, in den ein Zahn 24 der Trommel eingreift. Auf diese Weise ist die Kupplungsscheibe axial verschiebbar, auf Drehung jedoch mit der Trommel fest verbunden.
Der vorderste Teil des trommelartigen Mitneh- mers 4 ist stufenförmig ausgeschnitten, wodurch der Mitnehmerkopf <B>25</B> gebildet wird, dessen Flanken<B>26</B> und<B>27</B> in einer Mittelebene liegen. Der Mitnehmer 4 steht mit der Kupplungsscheibe<B>5</B> in Eingriff, sobald der Mitnehmerkopf <B>25</B> in den Hohlraum<B>17</B> der Kupplungsseheibe hineinragt, wobei seine Flanken <B>26</B> und<B>27</B> an den Flanken<B>15</B> bzw. <B>16</B> der Kupp lungszungen<B>13</B> bzw. 14 anliegen.
In Fig. <B>1</B> ist die Trommel<B>1</B> über die Kupplungs scheibe<B>5</B> mit dem Mitnehmer <B>3</B> verbunden. Beginnt die Förderanlage zu laufen, so bewegt sich die Trom mel nach rechts. Kurz bevor der abwärtsgehende Korb die Schachtmitte erreicht, trifft die Kupplungs scheibe<B>5</B> auf die Stirnseite<B>28</B> des Lagerkörpers 2. Nun kann sie sich wohl noch drehen, ist aber axial festgehalten. Die Federn 20 werden zusammenge- presst, und die Kupplungsscheibe hebt vom Anschlag 22 ab.
Es kommt zu einer axialen Differenzbewegung zwischen Kupplungsscheibe und Mitnehmer, bis die Flanke<B>19</B> (Fig. 2) des Mitnehmerkopfes <B>11,</B> die treibend ist, ausser Eingriff kommt und sich an der Kupplungszunge 14 vorbeibewegen kann. Nun steht die Kupplungsscheibe und somit auch die Trommel einen Augenblick still, doch ist diese geringfügige Lücke in der Schachtabbildung unbedeutend.
Inzwi schen hat sich der Mitnehmer 4 bereits so weit vorgeschraubt, dass er mit der Flanke<B>26</B> seines Mitnehmerkopfes <B>25</B> an der Kupplungszunge<B>13</B> zum Aufliegen kommt. Damit ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Mitnehmer 4 und Kupplungs scheibe<B>5</B> hergestellt, und die Trommel wird in der umgekehrten Richtung wie bisher angetrieben. Sie bewegt sich nun nach links. Die Kupplungsscheibe bleibt durch die Federkraft der Federn 20 an die Stirnseite<B>28</B> des Lagerkörpers 2 angepresst, bis sie vom Anschlag 22 der Trommel<B>1</B> mitgenommen wird.
Während dieser Zeit 'bewegt sich der Mitneh- mer 4 weiter nach links, wobei er sich tiefer in die Kupplungsscheibe<B>5</B> hineinschiebt, bis die Flanken <B>26</B> und<B>27</B> des Mitnehmerkopfes <B>25</B> von den Kupp lungszungen<B>13</B> bzw. 14 voll überdeckt sind. Da auch nach der Umkupplung die beiden Mitnehmer <B>3</B> und 4 weiterdrehen und sich gegeneinanderbewegen, muss der Mitnehmer 4 hohl sein, damit die Mit- nehmer sich ineinanderschieben können.
Der Mit- nehmer 4 führt nun die Trommel bis in ihre Aus gangslage zurück, womit die Abbildung des Fahr weges beendet ist. Beim nächsten Arbeitsgang läuft der gleiche Vorgang ab, doch wechselt die Dreh richtung der Mitnehmer und die Reihenfolge ihrer Kupplung mit der Trommel.
In Fig. 2 ist der Vorgang der Umkupplung dar gestellt. Die beiden Mitnehmer <B>3</B> und 4 drehen in der angegebenen Pfeilrichtung. Die Flanke<B>19</B> des Mitnehmerkopfes <B>11</B> ist bereits ausser Eingriff, wäh rend die Flanke<B>26</B> des Mitnehmerkopfes <B>25</B> gerade an der Kupplungszunge<B>13</B> zum Anliegen kommt. Wie aus der Zeichnung deutlich ersichtlich ist, sind die Mitnehmerköpfe abgeschrägt, wodurch die Flan ken<B>18</B> und<B>19</B> des Mitnehmerkopfes <B>11</B> verschieden gross sind, ebenso wie die Flanken<B>26</B> und<B>27</B> des Mitnehmerkopfes <B>25.</B> Dies ist notwendig, damit z. B.
die Flanke<B>26</B> im Augenblick der Kupplung mit ge nügend grosser Fläche auf die Kupplungszunge<B>13</B> auftrifft.
Die Trommel<B>1</B> trägt Reiter<B>29,</B> welche beim Durchlauf das Schaltrad<B>30</B> um eine Teilung weiter- schalten. Auf der gleichen Welle<B>31</B> wie das Schaltrad sitzen die Schaltkurven<B>32,</B> von denen die Schalt elemente<B>33</B> geöffnet oder geschlossen werden. Für jeden Punkt im Schacht, in dem eine Schaltfunktion auszuführen ist, wird an der entsprechenden Stelle auf der Trommel ein Reiter gesetzt. Diese Reiter sind auf einer Schraubenlinie angeordnet, welche die gleiche Ganghöhe wie das Trommelgewinde hat. Es wird dadurch erreicht, dass jeder Reiter das Schaltrad wirklich trifft.
Wie beschrieben, führt die Trommel pro Ar beitsgang eine Hin- und eine Herbewegung aus wodurch jeder Kontakt am Hin- und Rückweg: in bezug auf den Korb in der oberen und unteren Schachthälfte,<B>je</B> einmal geschaltet wird. Es muss deshalb in bekannter Weise ausgewählt werden, ob der zweimal gegebene Schaltbefehl beide Male oder nur in der oberen oder unteren Schachthälfte aus geführt werden soll.
Durch die erfindungsgemässe Verdoppelung des Abbildungsmassstabes ergibt sich eine bessere Ein stellmöglichkeit der Reiter auf der Trommel und ein genaueres Arbeiten der Einrichtung auch bei grosser Schachtteufe. Dies ist bei den heutigen Rationali sierungsmassnahmen und den immer tiefer werdenden Schächten, besonders im Förderbetrieb des Berg baues, eine immer dringender werdende Forderung, da Ungenauigkeiten von einigen Dezimetern im Schacht merklich Verluste an Fördervermögen pro Arbeitsschicht ergeben. Mit der beschriebenen Ein richtung wird bei einer Schachtteufe von<B>1000</B> m ein Abbildungsverhältnis erreicht, bei dem einem Fahr weg von<B>1</B> m im Schacht ein Weg von<B>16</B> mm am Trommelumfang entspricht.
Im Schacht ist daher eine Einstellgenauigkeit von<B>5</B> cm noch gut möglich.
Als weitere Vorteile seien genannt: Die Abbil dung des Fahrweges auf eine Trommel ergibt bei kleinstem Bauvolumen den grössten Abbildungs massstab.<B>-</B> Die Einrichtung ist für Koepe- und Trommelmaschinen gleicherweise verwendbar.<B>-</B> Die Bewegungsübertragung auf die Trommel erfolgt formschlüssig.<B>-</B> Durch entsprechendes Verstellen der Mitnehmer kann das gesamte Schaltprogramm ver längert, verkürzt oder verschoben werden.<B>-</B> Gegen- über den bekannten Ausführungen ergibt sich eine wesentliche Kostenersparnis.
Path-dependent control or monitoring device The invention relates to a path-dependent control or monitoring device, which is used in particular for hoisting machines, but can also be used for elevators, cable cars and large work machines with reciprocating motion and has the task of controlling or monitoring their operational sequence .
It is known to map the depth of a shaft by means of long chains, which switch cams carry gene to control or initiate all necessary switching operations. The depth can also be shown on disks that rotate a little less than <B> 3609 </B>. Furthermore, control devices with spindles are known on which traveling nuts move up and down and thus trigger the switching pulses. All of the facilities mentioned have the disadvantage that they are large in size and therefore require a lot of space in the machine house.
In spite of this, if the shaft is deeper, its scale is too small to be able to set all switching functions to be carried out with sufficient accuracy to the correct point in time of the movement sequence.
So there is a desire for a control device that takes up little space and yet has the necessary setting accuracy. This goal is achieved by the control or monitoring device according to the invention, in which the path is formed on a positively driven drum. The advantage is that, in contrast to the known devices, there is now an area available for applying the route to be mapped. This is best used if you choose a helix for the illustration.
By appropriate choice of the drum diameter and the pitch you have it in your hand to achieve virtually any image scale, but you will impose the necessary restriction in the interest of a compact construction.
The technical implementation of the concept of the invention is relatively simple. If the drum performs an axial and, at the same time, a rotary motion, then the mapping of the travel path corresponds to a helical line relative to a fixed external point. A requirement here is to drive the drum in a form-fitting manner so that inaccuracies in the sequence of the switching operations, caused by slipping in the friction drive, can be avoided with certainty.
In a special embodiment of the concept of the invention, the drum changes the directions of movement according to the illustration of half the travel path and is thus returned to its original position according to the illustration of the entire travel path. As a result, the axial length of the drum can be shortened by half or the imaging scale can be doubled while the length of the drum remains the same. This embodiment of the invention is shown in the drawing in one embodiment.
FIG. 1 shows the control device in longitudinal section, FIG. 2 shows the interaction of some parts in an oblique view, with a clutch disc according to section <B> 1-1 </B> in FIG. 3 Is illustrated. In Fig. 3, the clutch disc is shown alone. The reference characters are the same in all figures.
The drum <B> 1 </B>, on the outside of which the shaft depth or the travel path of a cage, for example, is to be depicted in the form of a helical line, is guided through the external thread of the stationary bearing body 2. It receives its rotary movement from two counter-rotating drivers <B> 3, </B> 4, to which it is alternately connected by the coupling disc <B> 5 </B>. The drivers <B> 3 </B> and 4 sit on the wedge shafts <B> 6 </B> or <B> 7, </B> which are in the brackets <B> 8 </B> or <B> 9 </B> are stored and are driven by the (not shown) drive device of the hoisting machine.
The drivers can get into the bearings. <B> 10 </B> or 2 screw back and forth while they slide on the splined shafts <B> 6 </B> or <B> 7 </B> .
The drivers are always driven in opposite directions of rotation. Their threads have the same pitch as the drum thread, so that no axial differential movement occurs between the drum and the driver coupled to it.
The marked position in Fig. 1 corresponds to the starting position at the start of the conveying process. As the basket begins to move downwards, the shafts <B> 6 </B> and <B> 7 </B> begin to rotate, and the carriers <B> 3 </B> and 4 move against each other, with the Drum <B> 1 </B>, which is coupled to driver <B> 3 </B>, moves to the right. After mapping half the travel path, the drum should now reverse its directions of movement.
For this purpose, it must be coupled to the oppositely rotating driver 4, which leads it back to the left so that it has returned to its original position after mapping the entire travel path.
The coupling or coupling takes place as follows: The foremost part of the driver <B> 3 </B> with the driver head <B> 11 </B> (FIG. 2) is cut out in steps up to the central plane, where through which the mating surface 12 results. The coupling disc <B> 5 </B> has a circular recess and is provided with two coupling tongues <B> 13 </B> and 14 (Fig. <B> 3) </B> which are directed towards the center can be worked out or used later. The flanks <B> 15 </B> and <B> 16 </B> of the coupling tongues are aligned in a central plane.
The driver <B> 3 </B> is in positive engagement with the clutch disc <B> 5 </B> as soon as the driver head <B> 11 </B> enters the cavity <B> 17 </B> of the The coupling disc protrudes, its flanks <B> 18 </B> and <B> 19 </B> on the flanks <B> 15 </B> and <B> 16 </B> of the coupling tongues <B> 13 </B> or 14 are in contact. Since the driver and clutch disc are coupled with each other.
The clutch disk <B> 5 </B> is pressed against the stop 22 of the drum <B> 1 </B> by springs 20, which are held by a disk ring 21. It is provided with a slot 23 into which a tooth 24 of the drum engages. In this way, the clutch disc is axially displaceable, but firmly connected to the drum when it rotates.
The foremost part of the drum-like driver 4 is cut out in a step-like manner, as a result of which the driver head 25 is formed, the flanks 26 and 27 of which lie in a central plane . The driver 4 is in engagement with the clutch disc <B> 5 </B> as soon as the driver head <B> 25 </B> protrudes into the cavity <B> 17 </B> of the clutch disc, its flanks <B> 26 </B> and <B> 27 </B> rest on the flanks <B> 15 </B> and <B> 16 </B> of the coupling tongues <B> 13 </B> and 14, respectively .
In Fig. 1 the drum 1 is connected to the driver 3 via the coupling disk 5. When the conveyor system starts to run, the drum moves to the right. Shortly before the descending cage reaches the center of the shaft, the coupling disc <B> 5 </B> hits the face <B> 28 </B> of the bearing body 2. Now it can still rotate, but is axially fixed. The springs 20 are pressed together and the clutch disc lifts off the stop 22.
There is an axial differential movement between the clutch disc and driver until the flank <B> 19 </B> (Fig. 2) of the driver head <B> 11 </B>, which is driving, disengages and rests on the clutch tongue 14 can move past. Now the clutch disc and thus also the drum stand still for a moment, but this small gap in the shaft illustration is insignificant.
In the meantime, the driver 4 has already screwed itself so far that it comes to rest with the flank <B> 26 </B> of its driver head <B> 25 </B> on the coupling tongue <B> 13 </B>. This creates a positive connection between the driver 4 and the clutch disc <B> 5 </B>, and the drum is driven in the opposite direction as before. She is now moving to the left. The clutch disc remains pressed against the front side 28 of the bearing body 2 by the spring force of the springs 20 until it is taken along by the stop 22 of the drum 1.
During this time, the driver 4 moves further to the left, pushing itself deeper into the clutch disc <B> 5 </B> until the flanks <B> 26 </B> and <B> 27 </ B> of the driver head <B> 25 </B> are fully covered by the coupling tongues <B> 13 </B> or 14. Since the two drivers <B> 3 </B> and 4 continue to rotate and move against one another even after the coupling, the driver 4 must be hollow so that the drivers can slide into one another.
The driver 4 now guides the drum back to its starting position, which ends the mapping of the travel path. The same process takes place in the next step, but the direction of rotation of the drivers and the sequence of their coupling with the drum changes.
In Fig. 2 the process of coupling is provided is. The two drivers <B> 3 </B> and 4 rotate in the direction of the arrow. The flank <B> 19 </B> of the driver head <B> 11 </B> is already out of engagement, while the flank <B> 26 </B> of the driver head <B> 25 </B> is just at the Coupling tongue <B> 13 </B> comes into contact. As can be clearly seen from the drawing, the driver heads are beveled, as a result of which the flanks <B> 18 </B> and <B> 19 </B> of the driver head <B> 11 </B> are of different sizes, as are the flanks <B> 26 </B> and <B> 27 </B> of the driver head <B> 25. </B> This is necessary so that e.g. B.
the flank <B> 26 </B> hits the coupling tongue <B> 13 </B> at the moment of the coupling with a sufficiently large area.
The drum <B> 1 </B> carries tabs <B> 29 </B> which, as it passes through, switch the ratchet wheel <B> 30 </B> by one pitch. The switching cams <B> 32 </B> from which the switching elements <B> 33 </B> are opened or closed sit on the same shaft <B> 31 </B> as the ratchet wheel. For each point in the shaft in which a switching function is to be carried out, a tab is set at the corresponding point on the drum. These tabs are arranged on a helix that has the same pitch as the drum thread. It is achieved in that every rider really hits the ratchet wheel.
As described, the drum performs a back and forth movement per work step, whereby each contact on the outward and return path is switched once with respect to the basket in the upper and lower half of the shaft. It must therefore be selected in a known manner whether the switching command given twice should be carried out both times or only in the upper or lower half of the shaft.
The doubling of the image scale according to the invention results in a better setting of the rider on the drum and more precise operation of the device even with a large shaft depth. With today's rationalization measures and the ever deeper shafts, especially in mining operations, this is an ever more urgent requirement, since inaccuracies of a few decimeters in the shaft result in noticeable losses in production capacity per work shift. With the described device, at a shaft depth of <B> 1000 </B> m, an imaging ratio is achieved in which a travel distance of <B> 1 </B> m in the shaft leads to a distance of <B> 16 </ B > mm on the drum circumference.
A setting accuracy of <B> 5 </B> cm is therefore still possible in the shaft.
Further advantages are: The mapping of the travel path onto a drum results in the largest image scale with the smallest construction volume. <B> - </B> The device can be used for Koepe and drum machines alike The transfer of movement to the drum takes place in a form-fitting manner. The entire switching program can be lengthened, shortened or shifted by appropriately adjusting the drivers substantial cost savings.