Einrichtung an Bandstrasse, zur automatischen Überwachung mindestens eines
Förderbandes der Strasse, insbesondere für Bergbaubetriebe
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Bandstrassen zur automatischen Überwachung von Förderbändern, insbesondere für Bergbaubetriebe.
Für die Überwachung von Strecken- und Strebfördermitteln in Bergbaubetrieben sind in neuerer Zeit Steuerungs- und Stillsetzeinrichtungen entwickelt worden, die in Verbindung mit elektrischen Verriegelungen ein schnelles Ein- und Ausschalten des Fördermittels ermöglichen sollen. Im Zuge der allgemeinen Rationalisierungsmassnahmen hat man für Bandstrassen auch Steuer- und Überwachungseinrichtungen vorgeschlagen, welche die Möglichkeit bieten, mehrere hintereinander geschaltete Förderbänder von einer zentralen Steuerbzw. Überwachungsstelle aus von einer einzigen Bedienungsperson zu steuern bzw. zu überwachen. Man hat hierbei Überwachungseinrichtungen in verschiedenen Ausführungen vorgesehen, die bei Förderstörungen den Antrieb der Fördermittel stillsetzen.
Beispielsweise werden Bandwächter oder Drebzahlwächter verwendet, die den Schlupf eines Bandes überwachen. Ausserdem hat man optische Vorrichtungen, wie Lichtschranken, verwendet, die beim Aufstauen des Fördergutes die Bänder selbsttätig stillsetzen. Die bekannten Einrichtungen können dabei so ausgebildet sein, dass sie dem Bandfahrer Störungsursachen an einer zentralen Stelle anzeigen.
Für einen personalsparenden automatischen Bandstrassenbetrieb weisen die bekannten Einrichtungen insbesondere bei Verwendung in schlagwetter- und explosionsgefährdeten Bergbaubetrieben jedoch noch grosse Nachteile auf, da sie die an diese Einrichtungen zu stellenden Forderungen hinsichtlich der Sicherheit und der Wirtschaftlichkeit nur teilweise erfüllen, insbesondere etwaige im Betriebsablauf eintretende Störungen nicht bereits im Entstehen erfassen und bei Notabschaltung eines Förderbandes nicht die Notabschaltung der nachgeschalteten Förderbänder oder der gesamten Bandstrasse bewirken und den jeweiligen Betriebs- oder Störungszustand bei Personen-oder Güterförderung melden. Dies sollte insbesondere bei ungewolltem An- bzw.
Weiterlauf (Nichtbefolgung des Ausschaltbefehls) eines Bandes, bei ungewolltem Stillsetzen und nicht erfolgtem Anlauf (Nichtbefolgung des Einschaltbefehls) eines Bandes und bei auftretendem Bandschlupf bzw. Bandriss erfolgen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht die Behebung dieser Nachteile dadurch, dass sie eine der Umkehrtrommel des überwachten Förderbandes zugeordnete Abtastvorrichtung aufweist mit einem an der Umkehrtrommel angeordneten, an der Umlaufbewegung der Trommel teilnehmenden Impulsgeber und an der Umlaufbewegung der Umkehrtrommel nicht teilnehmenden Impulsempfängern, welche beim Vorbeigang des Impulsgebers Impulse empfangen und hierdurch die automatischen Schaltvorgänge für die Bandstrassenüberwachung auslösen.
In den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung an Bandstrasse dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Förderband für Güterförderung mit der an dessen Umkehrtrommel angeordneten Abtastvorrichtung,
Fig. 2 ein Schaltschema der Einrichtung an einer Bandstrasse für Güterförderung,
Fig. 3 ein Schaltschema der Einrichtung an einer Bandstrasse für Personenförderung,
Fig. 4 schematisch ein Förderband für Personenförderung mit der an dessen Umkehrtrommel angeordneten Abtastvorrichtung.
Fig. 1 lässt ein Förderband 5 erkennen, welches um die Trommeln 5' und 5" läuft. Die Trommel 5' sei die angetriebene Antriebstrommel, während die Trommel 5" die nicht angetriebene Umkehrtrommel des endlosen Bandes sei. An der nicht angetriebenen Umkehrtrommel 5" ist ein Impulsgeber, vorzugsweise ein Dauermagnet 8, befestigt, der somit mit der Trommel 5"' umläuft.
Unmittelbar seitlich neben der Trommel 5" sind in einem Winkelabstand von 1800 zwei Impulsempfän ger, vorzugsweise Magnetschalter 6 und 7, angeordnet, die beim Vorbeilauf des Magneten 8 magnetische Impulse empfangen und dadurch Schaltkontakte betätigen.
In Fig. 2 ist das Schaltschema des erfindungsgemässen Steuerungs- und Überwachungsgerätes gezeigt.
Innerhalb einer Bandstrasse weist jedes Förderband ein solches Gerät auf. Dem Gerät wird über einen zweipoligen Schalter 1 und Sicherungen 2 die Steuerspannung zugeführt. Mit 3 und 16 sind zwei Schützhilfskontakte des Motorschützes des Bandmotors bezeichnet, die untereinander sowie mit den Kontakten des Motorschützes mechanisch so verbunden sind, dass jeweils einer der beiden Hilfskontakte geöffnet und der andere Hilfskontakt geschlossen ist. Der Hilfskontakt 3 wird dann geschlossen, wenn die Kontakte des Motorschützes zwecks Stillsetzens des Förderbandes in Ausschaltstellung gebracht werden. In dieser Stellung des Hilfskontaktes 3 ist die Überwachungseinrichtung für die Bandabschaltüberwachung (Nichtbefolgung des Ausschaltbefehls) bereit.
Ist dagegen der Hilfskontakt 16 geschlossen und der Hilfskontakt 3 geöffnet, so ist das Motorschütz eingeschaltet. Die Überwachungseinrich- tung ist in diesem Fall für die Laufüberwachung (Überwachung des Bandschlupfes oder eines Bandrisses) bereit.
Bei geschlossenem Hilfskontakt 3 (13andabschalt- überwachung) wird die Bereitschaft der tÇberwachungs- einrichtung durch eine Leuchte 4 angezeigt, die parallel zu einem Zeitrelais 10 geschaltet ist, welches beim Stillsetzen des Bandes 5 die Nachlaufzeit desselben, d. h. denjenigen Zeitintervall überbrückt, den das Förderband 5 braucht, um nach dem Abschalten des Schützes zum Stillstand zu kommen. Durch die beiden Magnetschalter 6 und 7 (Fig. 1) wird die Nachlaufzeit des Förderbandes 5 überwacht. Sie lösen die Notabschaltung des Förderbandes aus, falls nach Ablauf der Nachlaufzeit das Förderband noch nicht zum Stillstand gekommen ist. Zugleich mit dem Förderband 5 werden die zu derselben Bandstrasse gehörenden Förderbänder selbsttätig stillgesetzt.
Mit dem Schliessen des Hilfskontaktes 3 wird das Zeitrelais 10 über die Leitung 30 und die geschlossenen Kontakte 1 an Spannung gelegt. Das Zeitrelais schliesst dann nach Ablauf der eingestellten Nachlaufzeit. Kommt das Förderband 5 in der eingestellten Nachlaufzeit zum Stillstand, so führen die Impulse der Magnetschalter, die ein Schliessen der den Magnetschaltern zugeordneten Schutzgaskontakte 6a und 7a bewirken, zu keiner Notabschaltung des Förderbandes, weil das Stillsetzen des Förderbandes befehlsgerecht erfolgte.
Wird dagegen der Abschaltbefehl in der eingestellten Nachlaufzeit nicht durchgeführt, so werden bei geschlossenen Kontakten 6a und 7a sowie bei geschlossenem Kontakt 10a des Zeitrelais 10 zwei parallel zueinander geschaltete, in Leitungen 31 und 32 liegende Relais 11 und 12 erregt, wodurch deren Haltekontakte 11 a und 1 2a sowie deren Kontakte 1 1b und 1 2b schliessen. Die Haltekontakte 1 la und 12a liegen parallel zu den Kontakten 6a und 7a.
Sie halten somit den Stromkreis der beiden Relais 11 und 12 auch dann geschlossen, wenn sich die Kontakte 6a und 7a wieder öffnen. Die Kontakte 1 1b und 1 2b der beiden Relais 11 und 12 liegen in einer Leitung 33, in der sich eine Störungsleuchte 13 befindet, die somit aufleuchtet, wenn bei Überschreiten der eingestellten Nachlaufzeit das Förderband 5 noch nicht zum Stillstand gekommen ist.
Die beiden Relais 11 und 12 weisen weitere Kontakte 1 1c bzw. 12c auf, die zusammen mit den Kontakten lla, 12a, 1 ib, 1 2b geschlossen werden. Die Kontakte 11 c und 1 2c schliessen über eine elektronische Vorrichtung den Stromkreis eines Notrelais 14, welches mit einem Doppelkontakt 14a, 14b versehen ist. Durch die Erregung des Notrelais 14 wird der Kontakt 14a ge öffnet und damit die Notabschaltung des Förderbandes 5 bewirkt. Der Kontakt 14a liegt z. B. im Steuerstromkreis für den Antriebsmotor des Förderbandes 5 oder im Stromkreis für die Fernauslösung eines Selbst- bzw.
Hauptschalters.
Das Notrelais 14 ist gleichzeitig Abschaltrelais der Bandlaufüberwachung. Nach erfolgter Notabschaltung ist eine Wiedereinschaltung des Bandantriebs nur möglich, wenn mit Hilfe einer Störungslöschtaste 15 die Bandstrasse für die Inbetriebnahme wieder freigegeben wird.
Mit dem Einschalten des Förderbandes bzw. der Bandstrasse wird der Schützhilfskontakt 16 des ersten Förderbandes 5 der Bandstrasse geschlossen. Dadurch wird ein Zeitrelais 17 an Spannung gelegt, welches in einer Leitung 34 liegt. Das Zeitrelais 17 ist auf die Anlaufzeit des Förderbandes 5 eingestellt. Es öffnet nach der eingestellten Anlaufzeit seinen Kontakt 17a und schliesst zugleich seinen zweiten Kontakt 17b. Der Kontakt 1 7a verriegelt die vorstehend beschriebene Ausschaltüberwachung gegenüber der Bandlaufüberwachung, derart, dass das auf den Bandnachlauf eingestellte Zeitrelais 10 und die Relais 11 und 12 unbeeinflusst bleiben.
Beim Öffnen des Kontaktes 17a und beim Schliessen des Kontaktes 17b wird ein zweiter Schutzgaskontakt 7b geschlossen, wodurch über den Kontakt 1 7b ein Relais 18 erregt wird, welches in einer Leitung 35 parallel zu dem Relais 17 geschaltet ist. Das Relais 18 schliesst seinen Haltekontakt 1 8a, der den Kontakt 7b überbrückt und somit das Relais 18 über den geschlossenen Kontakt 1 7b an Spannung hält. Das Relais 18 weist einen zweiten Kontakt 1 8b auf, der beim Schliessen des Kontaktes 1 8a den Antriebsmotor des Förderbandes einschaltet, welches dem Förderband 5 nachgeschaltet ist.
Die Überwachungseinrichtung steuert damit zugleich das Ein- und Ausschalten der dem in der Reihenfolge ersten Förderband 5 nachgeschalteten Bänder, wobei das dem Förderband 5 nachgeschaltete Förderband seinerseits das ihm nachgeschaltete Förderband über einen dem Kontakt 1 8b entsprechenden Kontakt steuert. Jedes der zu derselben Bandstrasse gehörenden Förderbänder weist demgemäss eine der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Überwachungs- und Steuereinrichtung entsprechende Einrichtung auf.
Der Magnetschalter 6 weist einen Kontakt 6b auf, der jedesmal dann, wenn der Dauermagnet 8 an dem Magnetschalter 6 vorbeiläuft, geschlossen wird. Der Kontakt 6b führt daher eine periodische Öffnungs- und Schliessbewegung durch, deren Frequenz abhängig ist von der Drehzahl der Bandtrommel 5". Diese periodische Impulsgabe wird für die Bandlaufüberwachung ausgenutzt. Wird die vorgegebene Drehzahl unter Berücksichtigung einer gewissen Toleranz unterschritten, so spricht das Notrelais 14 an, welches die Notabschaltung des Bandmotors über seinen Kontakt 14a bewirkt.
Die Abschaltung über das Notrelais erfolgt dadurch, dass die Frequenz der Öffnungs- und Schliessbewegung des Kontaktes 6b, d. h. die Frequenz der Impulsgabe auf den Magnetschalter 6, als Ist-Wert ständig abgetastet und mittels elektronischer Vorrichtungen mit dem vor gegebenen Soll-Wert verglichen wird. Fällt dabei der Ist-Wert unter einen bestimmten Wert, so erfolgt auf elektronischem Wege die Einschaltung des Notrelais.
Elektronische Vorrichtungen für die Ausführung dieser Funktion sind an sich bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. In Fig. 2 sind mit 20 und 21 Oder-Glieder, mit 22 ein Speicher und mit 23 ein Verstärker der elektronischen Vorrichtung angedeutet.
Die beschriebene Bandlaufüberwachung, die durch den Kontakt 1 7c des Relais 17 in Bereitschaftsstellung gehalten wird, verhindert ein Wiedereinschalten im Störungsfall. Sie lässt die Störungsmeldung bzw. die Notabschaltung durch einen Kontakt 24a eines Relais 24, das über den Kontakt 14b des Notrelais 14 geschaltet wird, so lange bestehen, bis die Störungslöschtaste 15 das Relais 24 wieder abfallen lässt. Die Betriebsbereitschaft der Bandlaufüberwachung wird durch eine Leuchte 25 gemeldet, die Bandlaufstörung durch die Leuchte 26 angezeigt. Die Leuchte 26 leuchtet nur auf, wenn die Kontakte 11 d und 1 2d in Schliessstellung liegen und die Ausschaltüberwachung keine Störung gemeldet hat.
Mit Hilfe von widerstandsabhängig geschalteten elektronischen Schaltgeräten 27 und Pendelelektroden 28 können Stauungen des Fördergutes an Bandübergängen und Bandeinläufen ermittelt werden. Beim Auftreten einer Stauung öffnet ein Kontakt 27a den Steuerstromkreis eines Antriebes, und es erfolgt dann in Verbindung mit der Bandsteuerungs- und tÇberwachungs- anlage die Störungsmeldung bzw. die Notabschaltung.
Die oben beschriebene Einrichtung an einer Bandstrasse für Güterförderung, zur automatischen über wachung mindestens eines Förderbandes der Strasse kann auch für die Personenförderung dienen. In Fig. 3 und 4 ist eine solche Einrichtung an einer Bandstrasse für die Personenförderung als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt.
Dabei wird einem druckfesten Gehäuse über einen zweipoligen Schalter 1 und über zwei Sicherungen 2 die Steuerspannung zugeführt. Der Öffnungskontakt 3 des Hilfsrelais eines Förderbandmotorschützes schaltet die Überwachungseinrichtung für die Bandausschalt überwachung bereit, wenn die Kontakte des Motorschützes zum Stillsetzen des Förderers 48 in Ausschaltstellung gebracht werden. Ein Schliesskontakt 4 des gleichen Hilfsrelais schaltet die Bandlaufüberwachung bereit, wenn das Motorschütz über ein Zeitrelais 49 nach einer etwa 5 sec. dauernden optischen und akustischen Anlaufwarnung mittels Leuchte 50 und Hupe 51 eingeschaltet wird.
Bei geschlossenem Öffnungskontakt 3 wird die Bereitschaft der Bandausschaltüberwachung durch eine Leuchte 5 angezeigt, die parallel zu einem Zeitrelais 6 geschaltet ist, welches beim Stillsetzen des Förderers 48 die Nachlaufzeit desselben, d. h. denjenigen Zeitintervall überbrückt, den der Förderer 48 braucht, um nach dem Abschalten des Schützes zum Stillstand zu kommen. Durch die beiden Magnetschalter 7 und 8 an der Umkehrstation 48" wird die Nachlaufzeit des Förderers 48 überwacht. Sie lösen die Notabschaltung des Förderers 48 aus, falls nach Ablauf der Nachlaufzeit der Förderer 48 noch nicht zum Stillstand gekommen ist.
Mit dem Schliessen des Öffnungskontaktes 3 und dem geschlossenen Kontakt 9 wird das Zeitrelais 6 an Spannung gelegt. Das Zeitrelais 6 schliesst seinen Kontakt 12 nach Ablauf der eingestellten Nachlaufzeit.
Kommt der Förderer 48 in der eingestellten Nachlaufzeit zum Stillstand, so führen die Impulse der Magnetschalter 7 und 8, die ein Schliessen ihrer Schutzgaskontakte 10 und 11 bewirken, zu keiner Notabschaltung des Förderers 48, weil das Stillsetzen des Förderers 48 befehlsgerecht erfolgte. Wir dagegen der Abschaltbefehl in der eingestellten Nachlaufzeit nicht durchgeführt, so werden beim Schliessen der Kontakte 10 und 11 sowie bei geschlossenem Kontakt 12 zwei Relais 13 und 14 erregt, wodurch deren Haltekontakte 15 und 16 sowie deren Kontakte 17 und 18 schliessen.
Die Kontakte 17 und 18 liegen in Reihe mit einer Störungsleuchte 19, die somit aufleuchtet, wenn bei Überschreiten der eingestellten Nachlaufzeit das Förderband noch nicht zum Stillstand gekommen ist.
Die beiden Relais 13 und 14 haben weitere Kontakte 20 und 21 sowie 22 und 23.
Die Kontakte 20 und 21 schliessen den Stromkreis eines Notrelais 24, welches mit den Kontakten 25, 26 und 27 versehen ist. Durch die Erregung des Notrelais 24 wird der Kontakt 26 geöffnet und damit die Notabschaltung des Förderers 48 bewirkt. Das Notrelais 24 ist gleichzeitig Ausschaltrelais der Bandlaufüberwachung.
Über ein Zeitrelais 49 wird nach einer etwa 5 sec dauernden optischen und akustischen Anlaufwarnung der Förderer 48 eingeschaltet. Der Schliesskontakt 4 wird geschlossen und das Zeitrelais 36 an Spannung gelegt. Das Zeitrelais 36 ist auf die Anlaufzeit des Förderers 48 eingestellt. Nach der eingestellten Anlaufzeit schliesst das Zeitrelais 36 seinen Kontakt 37, wodurch ein Relais 38 erregt wird. Sein Kontakt 9 wiederum verriegelt die Ausschaltüberwachung gegenüber der Bandlaufüberwachung, derart, dass das auf den Bandnachlauf eingestellte Zeitrelais 6 und die Relais 13 und 14 unbeeinflusst bleiben.
Nach Schliessen des Kontaktes 39 und Ansprechen des Schutzgaskontaktes 40 wird das Relais 41 erregt.
Sein Kontakt 42 dient als Reservekontakt und kann sowohl zur Fernanzeige einer Bandlaufmeldung als auch zur Ein- und Ausschaltung eines Nachfolgebandes verwendet werden.
Die periodische Öffnungs- und Schliessbewegung des Schutzgaskontaktes 34 wird für die Bandlaufüberwachung ausgenutzt, die aus einer elektronischen Vorrichtung 35 besteht. Der Dauermagnet 29 bewirkt über den Magnetschalter 7 bei jeder Umdrehung einen Steuerimpuls auf die zwei Transistorsysteme 30 und 31. Das dazugehörige Relais 32 hat einen Umschaltkontakt 33.
Es bleibt angezogen, solange die Impulse des Magnetschalters 7 im vorgegebenen Rhythmus erfolgen. Das Transistorsystem 30 bringt das Relais 32 zum Abfallen, wenn sich die Impulsfolge verlängert oder die Impulse ganz ausbleiben. Das Transistorsystem 31 löst denselben Schaltvorgang aus, wenn der Betätigungsmagnet 29 bei Stillstand des Förderers 48 zufällig vor dem Magnetschalter 7 stehenbleibt. Der Magnetschalter 7 ist mit einem Umschaltkontakt 34 ausgerüstet.
Sein Arbeitskontakt wirkt auf System 30; über den Ruhekontakt wird System 31 gehalten. Beide Transistorsysteme 30 und 31 wirken abfallverzögernd.
Wird die vorgegebene Drehzahl unter Berücksichtigung einer Toleranz an der Umkehrtrommel unterschritten, so spricht das Notrelais 24 an, welches die Notabschaltung des Förderers 48 über seinen Kontakt 26 bewirkt.
Die beschriebene Überwachungsanlage verhindert im Störungsfall ein Wiedereinschalten. Sie lässt die Störungsmeldung bzw. die Notabschaltung über den Haltekontakt 25 so lange bestehen, bis die Störungslöschtaste 28 das Notrelais 24 wieder abfallen lässt. Die Bandlaufstörung wird durch die Leuchte 43 angezeigt. Die Leuchte 43 leuchtet nur, wenn die Kontakte 27 und 22 bzw. 23 geschlossen sind, d. h., wenn das Notrelais angesprochen und die Ausschaltüberwachung keine Störung gemeldet hat. Mit Hilfe einer Überfahrsperre, bestehend aus einer Schaltfahne 44, einem angebauten Magneten 45 und einem Magnetschalter 46, wird der Förderer 48 beim Überfahren der Absteigestelle überwacht.
Beim Überfahren wird die Schaltfahne 44 angehoben, der Magnetschalter 46 spricht an und der Förderer wird über den Kontakt 47 stillgesetzt. Erst nach erneuter Anlaufwarnung kann der Förderer 48 wieder in Betrieb genommen werden.
Vorzugsweise kann die Anordnung so sein, dass die Abtastvorrichtung die Notabschaltung des Förderbandes bzw. der gesamten Bandstrasse bei ungewolltem Weiterlauf des überwachten Förderbandes (Nichtbefolgung des Ausschaltbefehls) herbeiführt.
Mit der vorbeschriebenen Einrichtung, welche den Soll- und den Ist-Wert der Impulsfrequenz vergleicht und bei Abweichung der Werte über einen vorbestimmten Toleranzwert hinaus Schaltbefehle gibt, lässt sich in einfacher und betriebssicherer Weise bei auftretendem Bandschlupf oder bei Bandriss eine Notabschaltung erreichen.
Die Verwendung von Magneten als Impulsgeber und Magnetschaltern als Impulsempfänger stellt eine äusserst betriebssichere Lösung dar, was insbesondere im Hinblick auf die schwierigen Betriebsbedingungen in Bergbaubetrieben von besonderem Vorteil ist. Die Übertragung der Steuerimpulse von dem Impulsgeber auf den Impulsempfänger erfolgt hier berührungslos, d. h. ohne mechanische Berührung und den damit zwangläufig verbundenen mechanischen Verschleiss.