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Schachtsicherungsanlage Die Erfindung betrifft eine elektropneumatisch
verriegelte Schachtsicherungsanlage für Grubenbetriebe mit druckluftbetriebenen
Schachtbeschickungseinrichtungen.
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Bei den im Bergbau auf der Hängebank und am Füllort verwendeten Druckluftbeschickungseinrichtungen
wird ständig ein größeres Maß an Sicherheit verlangt. Während bei elektrisch gesteuerten
Besickungseinrichtungen eine gegenseitige Verriegelung und insbesondere eine Verriegelung
in Abhängigkeit von der Stellung des Förderkorbes verhältnismäßig leicht durchführbar
ist ergeben sich bei den druckluftbetriebenen Beschickungseinrichtungen erhebliche
Schwierigkeiten, sofern man den apparativen Aufwand nicht übertreiben will.
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Bei den elektrisch gesteuerten Beschickungseinrichtungen ist durch
Hilfsstromkreise beispielsweise eine solche Verriegelung vorgesehen, daß nach dem
Anfahren des Förderkorbes entweder die zur Beschickung des Förderkorbes notwendigen
Einnchtungen überhaupt nicht mehr betätigt werden können oder aber nur eine solche
Betätigung möglich ist, bei der eine Gefährdung von Personen oder der Anlage ausgeschlossen
ist.
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Bei den gebräuchlichen druckluftbetriebenen Beschickungseinrichtungen
ist zur Steuerung dieser Einrichtungen, wie Schwingbühne, Schachttore, Förderwagenaufschieber,
Förderwagenbremse und Schachtsperre, im allgemeinen ein gemeinsames Steuerorgan
vorgesehen, das mit einem Hilfskolben ausgestattet ist und nach dem Anfahren des
Förderkorbes unter der Einwirkung dieses Hilfskolbens in die Nullstellung zurückgeführt
wird. Es hat sich in der Praxis gezeigt daß diese Sicherheitsvorkehrung noch nicht
ausreichend ist; sie bietet insbesondere dann keinen Schutz, wenn der Steuerhebel
verklemmt und in einer der hintereinanderliegenden Steuerstellungen stehenbleibt.
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Zur Verbesserung der bekannten Sicherheitsmaßnahmen ist man bereits
dazu übergegangen, in die Druckluftzuleitung zum Steuerorgan ein Magnetventil einzubauen,
mittels dessen die Druckluftzufuhr unterbrochen wird, sobald der Förderkorb anfährt.
Da diese Magnetventile mit einer elektromagnetischen Selbsthaltung arbeiten, können
sie nicht direkt an einen Hilfsstromkreis der elektrischen Schachtsicherung, sondern
nur unter Zwischenschaltung eines Schützes angeschlossen werden. Im Steuerkreis
dieses Schützes muß dann ein Hand- oder Fußschalter vorgesehen werden, der vom Anschläger
jedesmal zu betätigen ist, sobald der Förderkorb ansteht und die entsprechenden
Beschickungseinrichtungen in Betrieb genommen werden sollen. Diese Sicherungsanlage
ist einerseits noch verhältnismäßig aufwendig und somit auch kostspielig, da im
allgemeinen eine schlagwettersichere Ausführung aller elektrischen Einrichtungen,
d. h. auch des zusätzlichen Schützes, gefordert wird, und andererseits in
ihrer Bedienung vor allem im Hinblick auf den unterschiedlichen Betriebsablauf bei
Seilfahrt und Güterförderung nicht übersichtlich genug.
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Bei einer anderen bekannten Steuervorrichtung für eine Förderkorbbeschickungseinrichtung
sind für die beiden Betriebszustände »Seilfahrt« und »Güterförderung« gesonderte
Mehrwegeventile vorhanden. Die Freigabe der Frischluft zu dem einen oder anderen
Mehrwegeventil erfolgt über einen von Hand zu betätigenden Seilfahrt-Schalter. Eine
Verriegelung in Abhängigkeit von der Stellung des Förderkorbes ist bei dieser Steuervorrichtung
nicht vorgesehen. Nachteilig hierbei ist ferner, daß für beide Mehrwegeventile ein
gemeinsamer Handhebel benutzt wird, so daß für den Anschläger rein äußerlich nicht
erkennbar ist, welchen der beiden Betriebszustände er je-
weils steuert. Um
dies festzustellen, muß er sich an der Stellung des Seilfahrt-Schalters orientieren.
Den heutigen Sicherheitsanforderungen entspricht diese Steuervorrichtung nicht.
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Es ist weiterhin bekannt, elektromagnetische Ventile zur Freigabe
des Druckmittelstromes für die Betätigung einzelner Beschickungseinrichtungen in
Ab-
hängigkeit von einer bestimmten Stellung des Förderkorbes einzusetzen.
Soweit hierbei mit elektromagnetischen Mitteln ein Nullstellungszwang vorgesehen
ist, sind derartige Einrichtungen für Blindschächte nur von untergeordneter Bedeutung,
da man mit Rücksicht auf die erhöhte Schlagwettergefahr an Blindschächten pneumatische
Steuerungen bevorzugt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schachtsicherungsanlage
für druckluftbetriebene Schachtbeschickungseinrichtungen zu
schaffen,
die allen sicherheitlichen Anforderungen gewachsen ist, einfach in ihrem elektrotechnischen
und pneumatischen Aufbau ist, betriebssicher arbeitet und dar-über hinaus eine Trennung
der Bedienungselemente für Seilfahrt einerseits und Güterförderung andererseits
ermöglicht.
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Ausgehend von einer Schachtsicherungsanlage mit elektrischer Verriegelung
für druckluftbetriebene Förderkorbbeschickungsvorrichtungen, bei der ein auf »Seilfahrt«
oder -»Güterförderung« einstellbarer elektrischer Quittungsschalter und ein bei
anstehendem Korb erregter Magnetschalter vorgesehen ist, besteht die erfindungsgemäße
Ausbildung darin, daß der Magnetschalter bei »Seilfahrt« ein Magnetventil steuert,
welches Druckluft nur für die Betätigung del Schachttore und der Schwingbühne freigibt,
dagegen bei »Güterförderung« den Magneten eines Kontrollventils mit pneumatischer
Selbsthaltung erregt, das in der Einschaltstellung Druckluft über ein nur bei Nullstellung
des Einhebel-Steuerventils zu betätigendes Belüftungsventil zu dem Einhebel-Steuerventfl
für die Betätigung der Schwingbühnen, der Schachtsperre und des Aufschiebers gelangen
läßt.
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Zur Betätigung der Schwingbühnen kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal
ein gesonderter Handsteuerschieber vorgesehen werden.
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- Bei der Stellung »Seilfahrt« wird gemäß einer weiteren Ausbildung
der Erfindung das Magnetventil durch den abfahrenden Förderkorb abgeschaltet und
gleichzeitig der Handsteuerschieber durch Freigabe der Druckluft zu einem an diesem
befindlichen Sperrzylinder in der Ruhestellung blockiert.
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Um zu verhindern, daß Druckluft von einem System in das andere übergeht,
sind nach einer Weiterbildung der Erfindung an den VereinigungssteUen der zu den
Schwingbühnen führenden Druckluftleitungen vom Handsteuerschieber (Seilfahrt) einerseits
und vom Einhebel-Steuerventil (Güterförderung) andererseits Luftweichenangeordnet.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann ferner für den Betriebszustand
»Güterförderuno,« eine automatische Betätigung der Schachttore in Abhängigkeit vom
einfahrenden bzw. abfahrenden Korb vorgesehen sein. Für den Nullstellungszwang des
Einhebel-Steuerventils ist an diesem ein fußbetätigtes Belüftungsventil angeordnet,
mittels dessen die Druckluft zu dem elektrisch gesteuerten Kontrollventil freigegeben
wird. über dieses Kontrollventil gelangt die Druckluft nur dann zum Einhebel-Steuerventil,
wenn der Magnetschalter eingeschaltet ist d. h. der Korb ansteht und außerdem
der Quittungsschalter auf »Güterförderung« geschaltet ist. Solange diese beiden
Schalter geschlossen bleiben, hält sich der Kolben des Kontrollventils selbsttätig
in der Offenstellung.
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Durch die Unterteilung der Schachtsicherungsanlage in die Betriebszustände
»Seilfahrt« und »Güterförderung« wird außer einer gegenseitigen Verriegelung dieser
beiden Betriebszustände die Bedienung der Anlage für den Anschläger wesentlich vereinfacht.
Durch die jeweils gewählte Stellung des Quittungsschalters können nur diejenigen
Beschickungseinrichtungen in Betrieb genommen
werden, die für den betreffenden
Betriebszustand notwendig sind. Darüber hinaus verhindert der Magnetschalter eine
ungewollte Betätigung aller Beschickungseinrichtungen, mit Ausnahme der Wagenbremse,
solange der-Förderkorb nicht ansteht. Beim Gegenstand der Erfindung steuert also
der Magnetschalter für den Betriebszustand »Seilfahrt« ein Magnetventil und für
den Betriebszustand »Güterförderung« ein Kontrollventil mit pneumatischer Selbsthaltung,
An dieses Kontrollventil ist das bei derartigen Schachtbeschickungseinrichtungen
normalerweise vorhandene Einhebel-Steuerventil direkt angeschlossen, aber für die
Freigabe der Druckluft ist ein zusätzliches Belüftungsventil vorgesehen. Dieses
Belüftungsventil kann nur dann betätigt werden, wenn das Einhebel-Steuerventil in
der Nullstellung steht.
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Die vorstehend beschriebene Zuordnung eines Belüftungsventils zum
Einhebel-Steuerventil ergibt einen so-enannten Nullstellungszwang, d. h.,
diese Anordnung erfordert zunächst eine Nulleinstellung des Steuerhebels, damit
die Druckluft für die Betätigung der einzelnen, an das Einhebel-Steuerventil angeschlossenen
Beschickungseinrichtungen überhaupt freigegeben werden kann. Dieser Nullstellungszwang
erhöht die Sicherheit bei druckluftbetriebenen Schachtbeschickungseinrichtungen
ganz wesentlich. Die Praxis hat nämlich gezeigt, daß es bei den bekannten Einhebel-Steuerventilen
immer wieder vorkommt, daß der Hebel in einer der möglichen Betriebsstellungen stehengeblieben
ist und dadurch beim Umlegen des Quittungsschalters auf Güterförderung die betreffende
Schachtbeschickungsvorrichtung ungewollt in Gang gesetzt wird.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schachtsicherungsanlage
werden nachfolgend an Hand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels
erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Schaltanordnung der Schachtsiche# rungsanlage,
F i g. 2 das Einhebel-Steuerventil in der Nullstellung und F i
g. 3 das Einhebel-Steuerventil in Stellung III. Die für die Bedienung eines
Förderkorbes 1 notwendigen druckluftbetriebenen Beschickungseinrichtungen,
nämlich Schachttore 2, Schwingbühnen 3,
Schachtsperre 4, Aufschieber
5 und Wagenbremse 6,
die pneumatischen und elektrischen Steuer- sowie
Verriegelungseinrichtungen und die Verbindungsleitungen, sind in der schematischen
Darstellung wiedergegeben. Zu den elektrischen Einrichtungen gehören der vom Förderkorb
gesteuerte Magnetschalter 7,
der Quittungssehaltrr 8, das Magnetventil
9 und das Kontrollventil 10.
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An Druckluftsteuereinrichtungen sind das Einhebel-Steuerventil
11, das mit diesem zusammen-
wirkende Belüftungsventil 12, der Handsteuerschieber
13, das Handsteuerventil 14, das Schienenventil 15, das Fuß- bzw.
Handventil 16 und die Luftweichen 17, 18, 19 vorgesehen. Die Druckluftzufuhr
erfolgt über die Rohrleitung 20, während die elektrischen Einrichtungen über die
Leitungen 21 an die Schachtsignalanlage oder eine andere Spannungsquelle angeschlossen
sind.
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Die Wirkungsweise der Schachtsicherungsanlage wird am besten verständlich,
wenn der Betriebsablauf bei Seilfahrt und Güterförderung im einzelnen verfolgt wird.
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a) Seilfahrt Der Quittungsschalter 8 wird in die auf der Zeichnung
wiedergegebene Stellung umgelegt. Durch den einfahrenden Förderkorb 1, an
dem Dauermagneten
22 befestigt sind, wird über den Magnetschalter
7 das Magnetventil 9 erregt, dessen Kolben die rechte Endstellung
einnimmt. Dadurch wird über die Druckluftleitung 23 der Sperrzylinder
13 b des Handsteuerschiebers 13 entlüftet. Mit Hilfe des Handsteuerschiebers
13 können nunmehr die Schwingbühnen 3
beliebig oft gesenkt und angehoben
werden. Die beiden Luftweichen 18, 19 vor den Betätigungszylindern der Schwingbühnen
3 nehmen dabei die in der Zeichnung wiedergegebene rechte Endstellung ein.
In dieser Stellung verschließt der Kolben die zum Einhebel-Steuerventil
11 führenden Leitungen.
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Mit dem Ansprechen des Magnetventils 9 wird die Druckluft außerdem
für die Betätigung der Schachttore 2 über das Handsteuerventil 14 freigegeben. Mit
Hilfe des Handsteuerventils 14 können die Schachttore 2 beliebig oft geöffnet und
geschlossen werden. Die vor dem Handsteuerventil 14 befindliche Luftweiche
17 verschließt dabei die zum Kontrollventil 10
führende Leitung.
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Solange der Quittungsschalter in der Stellung »Seilfahrt« steht, kann
zwar das Einhebel-Steuerventil 11 betätigt werden, es wird aber keine Druckluft
zu den angeschlossenen Beschickungseinrichtungen freigegeben, da die Druckluftzufuhr
zum Einhebel-Steuerventil 11 durch das Kontrollventil 10 versperrt
ist. Dies bedeutet, daß bei der Stellung »Seilfahrt« nur die Schachttore und die
Schwingbühnen in Betrieb genommen werden können.
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Beim Auflegen der Schwingbühnen 3 nimmt die Druckluft ihren
Weg über die Luftweiche 18 zu den entsprechenden Druckzylindem 3a. Die auf
der anderen Seite der Kolben befindliche Luft strömt über die Luftweiche
19 zum Handsteuerschieber 13
zurück und von dort durch den offenen
Auslaß 13a ins Freie.
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Wenn die Schwingbühnen 3 angehoben werden, nimmt die Druckluft
ihren Weg über die Luftweiche 19, während die aus den Zylindern
3 a ausströmende Luft über die Luftweiche 18, den Handsteuerschieber
13 und den Auslaß 13 c wiederum ins Freie gelangt. Sollte dagegen
der Kolben der Luftweiche 18 noch die linke Endstellung einnehmen, so gelangt
die Auspuffluft über das Einhebe-Steuerventil 11 ins Freie.
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Bei der vorgesehenen Anordnung werden im übrigen die Schwingbühnen
3 durch den anfahrenden Korb 1 selbsttätig angehoben, wenn der Anschläger
das Anheben der Schwingbühnen 3 vergessen haben sollte. In diesem Fall wird
nämlich durch den sich öffnenden Magnetschalter 7 der Stromkreis zum Magnetventil
9 unterbrochen, wodurch der Kolben die dargestellte linke Endlage einnimmt
und die Druckluft über die Leitung 23 in den Sperrzylinder 13
b des Handsteuerschiebers 13 gelangt. Die einströmende Druckluft
legt den Handsteuerschieber 13 in die eingezeichnete Ausgangsstellung um,
in der die Druckluftzylinder 3 a der Schwingbühnen 3 über die
Luftweiche 19 belüftet und damit die Bühnen selbst angehoben werden.
b) Güterförderung Durch Umschaltung des Quittungsschalters 8 in die
Stellung »Güterförderung« wird der Stromkreis zum Magnetventil 9 unterbrochen
und der Stromkreis zum Kontrollventil 10 eingeschaltet. Der einfahrende Förderkorb
1 schaltet den Magnetschalter 7 ein und schließt damit den Stromkreis
der Spule 10 b des Kontrollventils 10. Die Erregung des Magneten
10 b bewirkt eine Bewegung des zweiarmigen Ankers 24, der den Hilfskolben
25 gegen die Kraft der Feder 26 aus der in der Zeichnung dargestellten
Schließstellung in die Offenstellung umlegt. Das Kontrollventil 10 ist damit
für die Freigabe der Druckluft zum Einhebelsteuerventil 11 vorbereitet.
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Damit die Druckluft zum Kontrollventil 10 gelangen kann, muß
vorher das Belüftungsventil 12 betätigt werden. Dieses Belüftungsventil 12 kann
jedoch nur dann in die Offenstellung gebracht werden, wenn das Einhebel-Steuerventil
11 in der Nullstellung steht. Zu diesem Zweck ist an dem Einhebel-Steuerventil
11 eine mechanisch arbeitende Verriegelung vorgesehen. Diese besteht aus
einer mit dem Hebel lla verbundenen Lasche 11 c mit einem Schlitz
11 b, in der der Schaft 27 a des Druckstiftes 27 geführt ist.
Am oberen Ende des Schaftes 27a befindet sich ein Ansatz 27b, der eine Arbeitsbewegung
des Stiftes 27
- außer in der Nullstellung des Hebels Ila, wenn dem
Ansatz 27 b eine am Ende des Schlitzes 11 b befindliche Bohrung
11 d gegenübersteht - verhindert. Durch diese Verriegelung soll ein
eventuelles Anlaufen von Beschickungseinrichtungen bei der pneumatischen Freigabe
des Kontrollventils 10 ausgeschaltet werden.
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Nachdem das Belüftungsventil 12 heruntergedrückt worden ist, gelangt
die Druckluft aus der Leitung 20 in den Raum 28 des Kontrollventils
10. Der Doppelkolben 29 bewegt sich unter der Einwirkung der Druckluft
in die untere Endlage, in der er sich selbsttätig hält, da mit dem Heruntergehen
des Kolbens 29
die Druckluft über den Umgehungskanal 30 in den Raum
28 gelangt. Nunmehr kann die Druckluft über die direkte Leitung
31 in das Kontrollventil 10 und von dort in dir, Ausgangsleitung
32 eintreten. Über die Ausgangsleitung 32 gelangt die Druckluft zum
Einhebel-Steuerventil 11, zur Luftweiche 17 und zum Fuß- bzw. Handventil
16. Diese Druckluftverbindung bleibt bestehen, solange der Magnet
10 b erregt wird.
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Mit Hilfe des Einhebel-Steuerventils 11 können nunmehr in den
Stellungen 1, 11 und Ill die Schwingbühnen 3, die Schachtsperre 4
und der Aufschieber 5
in Betrieb genommen werden. Die in den Zuführungsleitungen
zu den Zylindern 3a der Schwingbühnen vorgesehenen Luftweichen 18, 19 nehmen
die linke Endlage ein und verhindern, daßdie Druckluft in das für Seilfahrt vorgesehene
Steuersystem gelangt. Das gleiche geschieht durch die Luftweiche 17. Die
Schachttore 2 können während der Stellung »Güterförderung« wie bei Seilfahrt durch
das Handsteuerventil 14 beliebig oft geöffnet und geschlossen werden.
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Sofern bei der Güterförderung ein selbsttätiges öff-
nen der
Schachttore 12 durch den einfahrenden Förderkorb 1 gewünscht wird, muß beim
Umschalten des Quittungsschalters von Seilfahrt auf Güterförderung oder beim ersten
Anfahren des Förderkorbes das Handsteuerventil14 in die Offenstellung umgelegt bzw.
in dieser Stellung belassen werden. Die Schachttore 2 öffnen sich dinn jeweils automatisch,
sobald mit dem sich schließenden Magnetschalter7 das Kontrollventil 10 die
Druckluft zum Handsteuerventil 14 freigibt. Das Schließen der Schachttore erfolgt
durch die Rückstellkraft der im Betätigungszylinder vorgesehenen Feder
33.
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Die Förderwagenbremse 6 wird durch das Fuß-bzw. Handventil
16 geöffnet, während das Schienenüberlaufventil 15 in an sich bekannter
Weise durch
den darüber hinweglaufenden Förderwagen die Druckluft
für das Umlegen der Bremse in die Schließstellung freigibt.
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Sollte bei abfahrendem Förderkorb 1 der Handhebel des Einhebel-Steuerventils
11 nicht in der Nullstellung stehen, so kehrt durch die Unterbrechung des
Stromkreises der Magnetspule 10 b das Kontrollventil 10 in die Schließstellung
zurück und unterbricht die Druckluftzufuhr zum Einhebel-Steuerventil. Dies geschieht
in der Weise, daß der Anker 24 zunächst den Hilfskolben 25 freigibt, der
unter dei Einwirkung der Federkraft die obere Endstellung einnimmt. Durch die dabei
über die Auslaßbohrung 34 eintretende Entlastung des Druckraumes 28 ergibt
sich am Doppelkolben 30 eine solche Kräfte-verlagerung' daß dieser in seine
Ausgangslage zurückkehrt und damit die Ausgangsleitung 32 versperrt. Damit
werden sämtliche Beschickungseinrichtungen von einer weiteren Druckluftzufuhr abgesperrt,
ausge-nommen die Wagenbreinse 6, die ihre Druckluft direkt über eine
Leituna 35 erhält. Die Schachttore 12 werden in einem solchen Fall sofort
unter der Einwirkung der Feder 33 geschlossen. Die Schwingbühnen
3 werden vom abfahrenden Förderkorb 1
hochge,zogen und durch die an
diesen angebrachten Gegengewichte in ihrer angehobenen Stellung ge-
halten.
Die Auspuffluft aus dem Betätigungszylinde#r für die Schachttore 2 kann über die
Luftweiche 17
und den Auslaß 10a des Kontrollventils 10 entweichen.
Die Auspuffluft der Zylinder 3a der Schwingbühnen gelangt dagegen über einen der
Steuerzylinder 36 direkt oder über den Auslaß 10 a
des Kontrollventils
10 ins Freie.