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Sicherheitsbremseinrichtung für Fördermaschinen Die Erfindung betrifft
eine Sicherheitsbremeeinrichtung für Fördermaschiner, insbesondere Trommelfördermaschinen,
mit hydraulisch betätigter Auslaßbremse, mit einer das Druckmittel fördernden Pumpe,
einem elektrohydraulischen Steuerventil, dessen Steuerspule betriebsmäßig an einer
von der Stellung des Fahrbremshebels abhängigen Steuerspannung liegt und bei einer
Sicherheitebremsung an eine konstante Spannung anschließbar ist, und einem Druckspeicher.
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Bei einer bekannten elektrohydraulischen Bremseinrichtung mit einer
Auslaßbremse wird im Sicherheitsbremsfall bei gelüfteter Bremse die das hydraulische
Medium fördernde Pumpe abgeschaltet und die Bremssylinder an einen Druckspeicher
mit fest eingestelltem Druck gelegt. Dieser sog. Restdruck bewirkt eine konstante
Bremekraft, deren Größe sich bei Fördermaschinen mit Treibscheibe nach der Seilrutschgrenze,
bei Fördermaschinen mit Trommeln nach der größten Uberlaet richtet.
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Es ist bekannt, daß bei Trommelfördermaschinen die überlast während
des Zuges nicht konstant ist. Namentlich bei großen Teufen überßtcigt das Seilgewicht
die Nutzlast, so daß während eines Zuges eine Momentumkehr auftritt. Kommt es in
diesem Punkt des Fahrweges zu einer Sicherheitebremsung mit fest eingestellter Sicherheitsbremskraft,
so ist die auftretende Verzögerung so groß, daß es zu Seilschingungen und Uberbeanepruchung
von Material kommen kann. Sind Menschen auf dem Korb, können gesundheitliche Schäden
auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Trommelfördermaschinen
die Bremskraft bei Sicherheitsbremsung laufend an die beim Durchfahren des Schachtes
herrschenden Betriebsverhältnisse anzupassen, damit die Fördermaschine in allen
Punkten des Fahrweges mit gleicher Verzögerung abgebremst wird Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerspule eines Druckbegrenzungsventi2's
an den Ausgang eines Steuergerätes angeschlossen ist, dessen Ausgangsspannung von
der vom Fahrbremshebel vorgegebenen Steuerspannung und von elektrischen, der Fördergeschwindigkeit,
dem Förderweg und dem Strom des Fördermaschinenantriebs proportionalen sowie von
gegebenenfalls aus weiteren Betrinbsgrßen abgeleiteten Spannungen abhängig ist,
wobei die konstante Spannung für die Erregung der Spule des Steuerventils dem vollen
Betriebsdruck entspricht.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die erfindung im folgendes erläutert: In Fig. 1 ist eine Bremseinrichtung für
eine Fördermaschine schematisch dargestellt. Die Schalter und die elektrohydraulischen
Ventile sind in ihrer Ruhelage, d.h. bei nichterregter Steuer- bzw. Magnetspule,
gezeichnet. Die der Bremsscheibe 1 zugeordnetetn Auslaßbremszylindr 2 sind über
ein Durckbegrenzungsventil 3, an dessen Steu.rspule 4 bei geschlossenem Schalter
d11 eine von der Stellung des Fahrbremshebels abhängige Spannung Us liegt, mit einem
Vorratsbehälter 5 und über ein Umschaltventil 6 und ein Rückschlagventil 7 mit der
von einem Motor 9 angetriebenen Förderpumpe 8 sowie mit einem auf den maximalen
Druck eingestellten Ventil 10 verbunden. Im Normalbetrieb ist die Spule 11 des Umschaltventils
6 erregt und der Druck in den Bremszylindern 2 durch das elektrisch gesteuerte Ventil
3 bestimmt.
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Im Normalbetrieb erzeugt eine von einem Motor 13 angetriebene Pumpe
12 den für eine Sicherheitsbremsung erforderlichen Druck
(Restdruck),
dessen Größe von einem Druckbegrenzungsventil 14 in Abhängigkeit von der an der
Steuerspule 15 angelegten Gleichspannung eingestellt wird. Die Pumpe 12 iet über
ein im Normalbetrieb geschlossenes elektrohydraulisches Ventil 16 mit Spule 17 an
einen Druckmittelspeicher 18 angeschlossen, der eine für eine Sicherheitabremsung
ausreichende Menge des Druckmittels bereitstellt. Der Druckspeicher 18 ist über
ein Rückschlagventil 19 mit dem Umschaltventil 6, mit einem hydraulisch gesteuerten
Ventil 20 und einem weiteren Druckbegrenzungsventil 21 verbunden. Dae Ventil 20
liegt über seine Steuerleitungen 22, 23 parallel zum Rückschlagventil 19. Das Druckbegrenzungsventil
.21 ist unmittelbar, das Ventil 20 über eine einstellbare Drossel 24 mit dem Vorratsbehälter
5 verbunden.
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Die Steuerspannung für das Druckbegrenzungsventil 14 liefert ein elektronisches
Steuergerät 25, das laufend die Summe aus der vom Fahrbremshebel torgegebenenWSteueropannung
U8, aus den der Fördergeschwindigkeit v, dem Förderweg f und dem Strom i des Fördermaschinenantriebs
proportionalen Spannungen und gegebenenfalls aus zusätzlich aus der Betriebsart
abgeleiteten Spannungen bildet. Durch die der Betriebsart, beispielsweise Normalbetrieb
oder Verstecken, proportionale Größe wird ein konstanter Betrag der Bremskraft eingestellt,
dessen Größe im allgemeinen ausreicht, die maximale Überlast zu halten. In Fig.
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2 ist der erforderliche Bestdruck bzw. die Bremskraft Pb und vergleichsweise
die Geschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Teufe für Normalbetrieb "volle Nutzlast
fördern" schematisch dargestellt.
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Wie ersichtlich, ist die erforderliche Bremskraft außer vom Weg des
Förderkorbes in der Beachleunigungeperiode ta (Kurvenabschnitt a bis b) im wesentlichen
von der Geschwindigkeit, während der Periode tn gleicher Geschwindigkeit (Abschnitt
b bis c) vorwiegend vom Strom i des Fördermaschinenantriebe und während der Dauer
der Verzögerung tB (Abschnitt c bis d)
wiederum von der Geschwindigkeit
abhängig. Die waagerechte, -gestrichelt eingezeichnete Linie stellt die für Normalbetrieb
eingestellte, konstante Bremskraft dar. Den angenäherten Verlauf des vom Druckbegrenzerventil
14 vorgegebenen Restdrucks, der der Ausgangs spannung des elektronischen Steuergerätes
25 proportional ist, gibt die strichpunktiert eingezeichnete Kurve schematisch wieder.
Ähnliche Verhältnisse ergeben sich für Normalbetrieb "Volle Nutzlast einhängen"
und für die Betriebsart "Verstecken". Bei der Betriebsart "Verstecken" ist die konstante
Bremskraft auf einen niedrigeren Wert eingestellt.
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Bei einer Sicherheitsbremsung muß der gerade herrschende Restdruck
erhalten bleiben. Deshalb wird der Speicher 18 durch Abschaltung der Spule 17 de.
Ventils 16 vom Druckbegrenzungsventil 14 getrennt. und gleichzeitig durch Abschaltung
der Steuerspule 11 des Umschaltventils 6 mit den Bremszylindern 2 verbunden. Wird
eine Sicherheitsbremsung bei belüfteten Bremsen, d.h. bei vollem Druck in den Zylindern
2, ausgelöst, so ist der Restdruck kleiner als der Betriebsdruck in den Zylindern.
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Durch das Rückschlagventil 19 wird eine Aufladung des Speichers 18
von den Bremszylindern 2 her unmöglich gemacht. Damit die Druckflüssigkeit nicht
über das Steuerventil 3 abfließen kann, wird dessen Steuerspule 4 mit Hilfe des
Schalters d11 eines im Sicherheitsstromkreis liegenden erz Hilfsschützes von der
Steuerspannung Us abgeschaltet und über einen weiteren Schalter d12 des Hilfsschützes
an eine vom Netz unabhängige Spannungsquelle ul angeschlossen, deren Spannung dem
vollen Druck in den Breszylindern 2 entspricht. Im Hilfsstromkreis der Steuerspule
4 liegen ferner ein Schalter d2, der mit dem Fahrbremshebel gekuppelt und bei gelüfteter
Fahrbremse geschlossen ist, der bei gelüfteter Bremse ebenfalls geschlossene Schalter
d3 eine.
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Zeitrelais und der Schalter d4 eines Überwachungsgerätes 28, ansprechend
auf Abweichungen des in einem Meßgerät 26 gemessenen Istdruckes von dem durch das
Steuergerät 25 vorgegebenen Solldruck, der beispielsweise durch das Meßgerät 27
angezeigt wird.
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Die Öffnungszeit für den Schalter d3 des Zeitrelais ist so eingestellt,
daß selbsttätig nach der Abbremsung der Fördermaschine die volle Bremskraft durch
die Abschaltung der Spannungsquelle ul zur Wirkung kommt. Über das Überdruckventil
21 wird der Zylinderdruck zunächst schnell bis auf den Druck vermindert, bei dem
die Bremsbacken gerade anliegen und der Anstieg der Bremskraft beginnt. Ein weiterer
Abbau des Zylinderdruckes über den großen Querschnitt des Ventils 21 ist nicht möglich,
da dieses nun geschlossen ist. Das Umschaltventil 20 hat inzwischen die Verbindung
zur Drossel 24 hergestellt, weil der Druck in der Leitung 22 größer als in der Leitung
23 ist. Über die Drossel 24 baut sich der Druck nur langsam ab, so daß die Bremskraft
langsam ansteigt.
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Wird nach einer Sicherheitsbremsung der Pahrbbemshebel in die Lage
Bremse fest" gelegt, so wird der Schalter d2 geöffnet und das Druckmittel fließt
aus den Zylindern 2 über das Jetzt geöffnete Steuerventil 3 in den Vorratsbehälter
ab. Wird der Fahrbremshebel nicht betätigt, dann öffnet das Zeitrelais nach Ablauf
der eingestellten Zeit mit seinem Schalter d3 den Hilfsstromkreis.
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Liegen bei Auslösung der Sicherheitxbromse die Bremsbacken bereits
an, weil der Druck in den Zylindern 2 Null ist, eo ist der Schalter d2 bereits geöffnet
und der Speicherinhalt fließt über das geöffnete Steuerventil 3 in den Vorratebehälter
ab, ohne daß es zu einem unerwünschten Druckaufbau in den Zylindern 2 kommt. Die
Arbeitsweise des Steuergerätes 25 und des Druckbegrenzungsventils 14 werden über
den Vergleich des Druck-Soll- und des Druck-Ist-Wertes durch das Gerät 25 überwacht.
Bei unzulässigen Abweichungen des Ist-Wertes vom Soll-Wert wird der Schalter d4
geöffnet und eine Sicherheitsbremsung mit voller Bremskraft eingeleitet.
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5 Patentansprüche 2 Figuren