-
Die
Erfindung betrifft eine Kraftmeßeinrichtung
als Überlastschutz
für Einschienenhängebahnen
im Untertagebergbau, die in der Kraftübertragungslinie zwischen einem
Antriebsmittel und an der Einschienenhängebahn geführten Teilen, insbesondere
Transporteinheiten eines Versorgungszuges, Kabel- und Leitungsbündel, Panzer,
Bühnen
oder dergleichen, einbaubar ist und einen Dynamometer zur Erfassung
der auf die Kraftmeßeinrichtung
wirkenden Kraft hat, wobei der Dynamometer mit einer vorgegebenen
Restspannung vorgespannt ist und eine Grenzwertschalteinrichtung
vorgesehen ist, die bei Überschreiten
eines maximalen Kraftgrenzwertes wirksam wird.
-
Im
Untertagebergbau werden Versorgungszüge, Kabel- und Leitungsbündel, Panzer,
Bühnen etc.
gewöhnlich
an Einschienenhängebahnen
geführt.
Vorzugsweise bestehen sie im allgemeinen aus einer Mehrzahl von
Transporteinheiten und einer Zugeinrichtung als Antriebsmittel.
Die Transporteinheiten sind als Transportrahmen ausgebildet, die über Laufkatzen
an einer Schiene aufgehängt
und miteinander sowie mit der Zugeinrichtung gekuppelt sind. In den
Transportrahmen können
Betriebsmittel, beispielsweise Kompaktstationen, Steuergeräte, Aggregate,
Transformatoren oder dergleichen aufgenommen werden. Sie können auch
Schalt- und Steuerstände,
Kabelspeicher, Werkzeugschränke,
Wasserbehälter
oder dergleichen enthalten.
-
In
dem System der Einschienenhängebahn dürfen bestimmte
Kräfte
nicht überschritten
werden. Sie betragen derzeit in Schienenrichtung 60 kN und in vertikaler
Richtung punktförmig
28 kN. Ein Überschreiten
dieser höchstzulässigen Kräfte steht
dann in Gefahr, wenn der Versorgungszug an einer Stelle beispielsweise
durch über
die Schiene gelegte Ketten, blockiert wird. Als Schutz vor solchen Überlastungen
ist es im Stand der Technik bekannt, in der Kraftübertragungslinie
zwischen dem Antriebsmittel, beispielsweise der Zugeinrichtung des
Versorgungszuges, und dessen übrigen
Teilen eine Kraftmeßeinrichtung
einzubauen, die mit einem Dynamometer in Form einer hydraulischen
Druckmeßdose
ausgestattet ist. Dieser Dynamometer weist eine Kraftanzeigeeinrichtung
auf, von der sich die jeweils auf den Dynamometer wirkenden Zugkräfte ablesen
lassen. Auf diese Weise ist eine Bedienungsperson immer in der Lage,
die in der Kraftübertragungslinie
wirkenden Zugkräfte
wahrzunehmen und das Antriebsmittel bei einer Überlastung abzuschalten.
-
Bei
einer Weiterentwicklung dieser Kraftmeßeinrichtung (vgl.
DE-OS 42 05 679 ) ist eine
elektrische Grenzwertschalteinrichtung zur Ansteuerung einer Signaleinrichtung
und/oder zum Abschalten dieses Antriebsmittels bei Überschreiten
eines Kraftgrenzwertes sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung
vorgesehen. Dies entlastet die Bedienungsperson von der ständigen Beobachtung
der Kraftanzeigeeinrichtung, da bei Überschreiten eines Kraftgrenzwertes
zumindest eine Signalgabe oder sogar ein automatisches Abschalten
des Antriebsmittels erfolgt. Dabei ist die Kraftmeßeinrichtung
so ausgestaltet, daß der
Dynamometer sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung beaufschlagt
ist und die dabei jeweils auf ihn wirkende Kraft erfaßt. In beiden
Belastungsfällen
wird die Grenzwertschalteinrichtung wirksam, wenn der Kraftgrenzwert überschritten
wird.
-
Bei
dieser Kraftmeßeinrichtung
ist auch vorgesehen, daß der
Dynamometer bei Entlastung der Kraftmeßeinrichtung unter einer Restdruckkraft
vorgespannt ist, die auf der Kraftanzeigeeinrichtung durch entsprechenden
Zeigerausschlag ablesbar ist. Dies ermöglicht es, Defekte des Dynamometer,
beispielsweise eine Leckage in der Hydraulik, oder Verschleiß zu erkennen,
da dies zu einem Abfall der Restkraftvorspannung führt, die
dann von der Kraftanzeigeeinrichtung abgelesen werden kann. Soweit der
Abfall der Vorspannung allmählich
geschieht, wird er normalerweise rechtzeitig vom Bedienungspersonal
erfaßt
werden, so daß Reparaturmaßnahmen
eingeleitet werden können.
Ein plötzlicher
Defekt wird jedoch gewöhnlich
zu spät
bemerkt werden, da die Kraftanzeige – gerade weil eine Grenzwertschalteinrichtung
der vorgenannten Art vorhanden ist – häufig längere Zeit unbeachtet bleibt.
-
Auf
anderen Gebieten der Technik sind Grenzwertschalteinrichtungen zur Überwachung
eines Minimalkraftwertes bekannt. Nach der
DE 33 46 802 C2 wird hiermit
der Spannungszustand einer Schraubverbindung, insbesondere wenn
sie zur Herstellung einer Klemmverbindung für die Gurtenden eines Gurtbecherwerks
verwendet wird, überwacht. Nach
der
DE 29 02 696 B1 erfolgt
eine Überwachung einer
Klammer zur Herstellung einer lötfreien
elektrischen Verbindung, indem die Aufspreizkraft in Bezug auf eine
Mindestkraft kontrolliert wird.
-
Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kraftmeßeinrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihre Sicherheit erhöht wird.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß eine
elektrische Grenzwertschalteinrichtung zur Ansteuerung einer Signaleinrichtung und/oder
zum Abschalten des Antriebsmittels bei Erreichen eines Minimalkraftwertes
vorgesehen ist, welcher niedriger liegt als die Restkraft.
-
Die
Erfindung sieht also eine – gegebenenfalls
weitere – Grenzwertschalteinrichtung
vor, die für eine
akustische oder optische Signalgabe sorgt und/oder sogar das Antriebsmittel
automatisch abschaltet, wenn die Restkraftvorspannung unter einen bestimmten
Minimalkraftwert sinkt. Damit ist gesichert, daß ein Defekt des Dynamometers
sofort nach dessen Auftreten bemerkt und dann für eine Reparatur oder einen
Austausch gesorgt wird. Es versteht sich, daß diese Grenzwertschalteinrichtung
kombiniert sein kann mit der Grenzwertschaltung gemäß der DE-OS-42 05 679, welche
bei überschreiten
eines maximalen Kraftgrenzwertes wirksam wird.
-
In
Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dynamometer sowohl bei
Zug- als auch bei Druckbelastung beaufschlagt ist, also in beiden
Belastungsfällen
die jeweils wirkende Kraft erfaßt.
Dies kann in der Weise erfolgen, daß die Kraftmeßeinrichtung
zwei in Richtung der Kraftübertragungslinie
beweglich zu einander geführte
Kraftübertragungsglieder
aufweist, die den Dynamometer jeweils beidseitig mit Schutzelementen
derart umfassen, daß er
sowohl bei Zug- als auch bei Druckbeaufschlagung druckbeaufschlagt
ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung der
Kraftmeßeinrichtung,
da man für
beide Belastungsfälle
mit einem Dynamometer auskommt.
-
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens
eine Spannfeder vorgesehen ist, die sich am Dynamometer abstützt. Sie dient
vor allem zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des Dynamometers
im Falle eines allmählichen Hydraulikflüssigkeitsverlustes
und hält
deshalb die Funktionsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Kraftmeßeinrichtung
für lange
Zeit aufrecht. Die Anordnung der Spannfeder kann so getroffen sein,
daß das erste
Kraftübertragungsglied
ein an beiden Seiten des Dynamometers angreifendes Paar von Stützanschlägen aufweist
und daß die
Spannfeder zumindest zwischen einem der Stützanschläge und dem Dynamometer angeordnet
ist. Dabei sollte auch das zweite Kraftübertragungsglied als Stützelement
ein an beiden Seiten des Dynamometers angreifendes Paar von Stützanschlägen aufweisen.
Der Abstand zwischen einem Paar von Stützanschlägen ist zweckmäßigerweise
einstellbar, um die Vorspannung des Dynamometers justieren zu können.
-
Für die konstruktive
Ausbildung der Kraftmeßeinrichtung
kommen verschiedene Ausführungsformen
in Frage. Bewährt
hat sich eine Ausführungsform,
bei der das eine Kraftübertragungsglied
als den Dynamometer umgebendes Gehäuse und das andere Kraftübertragungsglied
als das Gehäuse
durchsetzende, in diesem geführte
Stange ausgebildet ist. Diese Ausbildung erlaubt auch einen Schrägangriff der
vom Antriebsmittel kommenden Kräfte.
-
Die
Anschläge
auf der Stange können
in einfacher Weise als auf diese aufgeschraubte Mutter ausgebildet
sein. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Stange den
Dynamometer im wesentlichen zentrisch durchsetzt. Druckmeßdosen,
die eine solche zentrische Durchsetzung zulassen, sind im Stand
der Technik bekannt.
-
Für das Gehäuse hat
sich eine Ausführung als
zweckmäßig erwiesen,
bei der das Gehäuse
eine Kammer für
die Anordnung des Dynamometers aufweist, deren den Dynamometer einfassende
Wandungen Stützelemente
bilden, wobei die Wandungen von der Stange durchsetzt werden. Zur
Vereinfachung der Montage und zur Einjustierung ist es vorteilhaft,
daß wenigstens
eine der Wandungen in das Gehäuse
herausnehmbar und axial verstellbar eingesetzt ist.
-
In
der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Es
zeigen:
-
1 eine
schematische Seitenansicht eines Kraftübertragungsgliedes bei einer
Einschienenhängebahn
und
-
2 einen
Längsschnitt
durch eine Kraftmeßeinrichtung
des Kraftübertragungsgliedes
gemäß 1.
-
In 1 ist
ein Teil eines Einhängeschienenhängebahnsystems
darstellt. Dieses System weist eine im Querschnitt Doppel-T-förmige Schiene 1 auf, die
im oberen Teil einer Strecke bzw. eines Strebes angeordnet ist.
Auf dieser Schiene 1 sind zwei Laufkatzen 2, 3 zu
sehen, an denen – was
hier der Übersichtlichkeit
halber weggelassen ist – Trageinrichtungen
in Form von Tragrahmen aufgehängt
sind, die zu einem Versorgungszug gehören.
-
Die
beiden Laufkatzen 2, 3 sind – was durch strichpunktierte
Linien angedeutet ist – mittels
eines Kraftübertragungsgliedes 4 gekuppelt.
Das Kraftübertragungsglied 4 besteht
im wesentlichen aus einer Kraftmeßeinrichtung 5 und
einer Zugstange 6. Die Kraftmeßeinrichtung 5 ist über Gelenkteile 7, 8 mit den
beiden Laufkatzen 2, 3 verbunden. Die Zugstange 6 ist
mit einer Gabel 9 an der Kraftmeßeinrichtung 5 angelenkt.
Am gegenüberliegenden
Ende ist die Zugstange 6 mit einem Streckenpanzer 10 gekoppelt,
der durch ein Rechteck symbolisiert wird.
-
Die
Zugstange 6 weist eine Längenverstelleinrichtung 11 auf,
die von einer Mutter gebildet wird, die gegenläufige Gewinde hat und in die
von beiden Seiten je ein Teil der Zugstange 6 eingeschraubt
ist. Durch Verdrehen der Mutter unter Zuhilfenahme der Betätigungsstangen
kann die Länge
der Zugstange 6 verändert
werden.
-
An
der Kraftmeßeinrichtung 5 befindet
sich eine Anzeigeeinrichtung 12, die mit einer Skala versehen
ist, von der sich die jeweils auf die Kraftmeßeinrichtung 5 wirkende
Kraft ablesen läßt. Die
Anzeigeeinrichtung 12 ist mit einem hier nicht näher dargestellten,
ersten elektrischen Grenzwertschalter versehen, der bei überschreiten
eines bestimmten Kraftwertes eine Signaleinrichtung derart ansteuert,
daß ein
akustisches oder optisches Warnsignal erzeugt wird. Gleichzeitig
wird das Antriebsmittel für
den Streckenpanzer 10 abgeschaltet, wodurch automatisch eine
weitere Steigerung der Kräfte
im Kraftübertragungsglied 4 vermieden
werden.
-
Neben
dem ersten ist ein weiterer, zweiter elektrischer Grenzwertschalter
vorgesehen, der bei Erreichen eines unteren Minimalkraftwertes in
gleicher Weise tätig
wird wie der erste Grenzwertschalter, d.h. es werden eine Signaleinrichtung
zur Abgabe eines akustischen oder optischen Warnsignals angesteuert
und das Antriebsmittel für
den Streckenpanzer 10 automatisch abgeschaltet.
-
In 2 ist
der innere Aufbau der Kraftmeßeinrichtung 5 zu
erkennen. Sie weist ein zylindrisches Gehäuse 13 auf, an dessen
Außenseite
im Querschnitt T-förmige
Vorsprünge 14, 15 gegenüber liegend
angeordnet sind. An diesen Vorsprüngen wird die Gabel 9 der
Zugstange 6 (1) angelenkt.
-
Das
Gehäuse 13 wird
zentrisch von einer Gewindestange 16 durchsetzt, auf deren
Enden jeweils eine Lasche 17, 18 mit Ösen 19, 20 aufgeschraubt
ist. Die Laschen 17, 18 setzen sich nach innen
in angeschweißte
Führungszylinder 21, 22 fort, die
jeweils an ihren innenseitigen Enden offen ausgebildet sind. Der
in dieser Ansicht rechte Führungszylinder 22 läuft auf
der Innenseite des Gehäuses 13, während der
linke Führungszylinder 21 in
einem zylindrischen Einsatz 23 geführt ist, der in das Gehäuse 13 über ein
Gewinde 24 eingeschraubt ist. An seinem äußeren Ende
schließt
er bündig
mit dem Gehäuse 13 ab,
während
sein inneres Ende eingezogen ist und so eine mit einer zentrischen Öffnung 25 versehene
Trennwand 26 bildet. Im Abstand zu dieser Trennwand 26 befindet
sich eine in das Gehäuse 13 eingeschweißte, weitere
Trennwand 27, die ebenfalls eine zentrische Öffnung 28 hat.
-
In
dem Zwischenraum zwischen den beiden Trennwänden 26, 27 befindet
sich eine hydraulische Druckmeßdose 29,
die von der Gewindestange 16 durchsetzt wird und komprimierbar
ist. Beidseits an der Druckmeßdose 29 liegen
zwei Hülsen 30, 31 an, die
die Öffnungen 25, 28 in
den Trennwänden 26, 27 durchsetzen
und die Gewindestange 16 umgeben. Sie liegen mit ihren
jeweils äußeren Enden
an Anschlagmuttern 32, 33 an, die auf die Gewindestange 16 aufgeschraubt
sind. Deren Abstand ist so justiert, daß die Hülsen 30, 31 die
Druckmeßdose 29 auch ohne
Krafteinwirkung auf die Kraftmeßeinrichtung 5 unter
einer vorgegebenen Restkraftspannung halten, sie also leicht zusammendrücken.
-
Zwischen
der in dieser Ansicht linken Seite der Druckmeßdose 29 und der Trennwand 26 ist
eine die Gewindestange 16 umgebende Tellerfeder 34 angeordnet,
die unter Druckvorspannung steht. Sie wird insbesondere dann wirksam,
wenn die Druckmeßdose 29 infolge
einer Leckage ihrer Hydraulikflüssigkeit nicht
mehr durch die Anschlagmuttern 32, 33 vorgespannt
wird. In diesem Fall übt
die Tellerfeder 34 wenigstens zunächst eine solche Vorspannung
auf die Druckmeßdose 29 aus,
daß der
Minimalkraftwert, bei dem die zweite Grenzwertschalteinrichtung
anspricht, zumindest für
eine gewisse Zeit nicht erreicht wird. Erst wenn eine größere Menge
Hydrauliköl
verloren gegangen ist, reicht auch die Tellerfeder 34 nicht
mehr aus, um die Vorspannung über
dem Minimalkraftwert zu halten, bei der die zweite Grenzwertschalteinrichtung
anspricht. In diesem Fall ist eine Reparatur oder ein Austausch
notwendig.
-
Die
Kraftmeßeinrichtung 5 arbeitet
wie folgt. Der in 1 symbolisierte Streckenpanzer 10 hat
ein Antriebsmittel, das ihn in dieser Ansicht nach links bewegt. über die
Zugstange 6 wird dabei eine Kraft auf das Gehäuse 13 der
Kraftmeßeinrichtung 5 übertragen. über die
rechte Trennwand 27 wird die Kraft auf die Druckmeßdose 29 übertragen.
Sie gibt die Kraft über
die Hülse 30 und
die Anschlagmutter 32 auf die Gewindestange 16 weiter. über die
Laschen 17, 18 erfolgt dann die Kraftübertragung
auf die beiden Laufkatzen 2, 3, wobei die linke
Laufkatze gedrückt
und die rechte gezogen werden.
-
Je
nach Größe der Kraft
wird die Druckmeßdose 29 mehr
oder weniger komprimiert. Die hierdurch verdrängte Flüssigkeit wird dazu benutzt,
um in eine Bewegung der Anzeigenadel in der Anzeigeeinrichtung 12 umgewandelt
zu werden. Auf diese Weise kann die jeweils wirkende Kraft an der
Anzeigeeinrichtung 12 abgelesen werden. Die Anzeigeeinrichtung 12 hat
einen Grenzwertkontakt, der bei überschreiten
eines eingestellten Grenzwertes eine Schaltfunktion im ersten Grenzwertschalter
auslöst. Diese
Schaltfunktion wird für
eine akustische oder optische Signalgabe und für ein Abschalten des Antriebsmittels
des Streckenpanzers 10 benutzt.
-
Sofern
keine Verbindung zum Streckenpanzer 10 besteht, sondern
die Bewegung des Versorgungszuges über eine an der Schiene 1 aufgehängte und
mit dem Tragrahmen gekoppelte Lokomotive erfolgt, wird die Kraftmeßeinrichtung 5 so
zwischen den beiden Laufkatzen 2, 3 eingehängt, daß zwar die rechtsseitige
Verbindung zwischen Gewindestange 16 und Gelenkteil 8 erhalten
bleibt, jedoch die linksseitige Verbindung zwischen Gewindestange 16 und Gelenkteil 7 gelöst und dieses
mit dem dann freien Ende der Gabel 9 gekuppelt wird, nachdem
die Gabel 9 in die horizontale Lage hochgeschwenkt worden
ist.
-
Soweit
die Krafteinleitung in der gleichen Weise erfolgt wie durch den
Streckenpanzer 10, geschieht die Kraftübertragung in der vorbeschriebenen Weise.
Bei umgekehrter Kraftausübung,
bei der eine Druckkraft in den Ansichten nach rechts ausgeübt wird,
wird die Kraft über
die linke Trennwand 26 und die Tellerfeder 34 auf
die Druckmeßdose 29 übertragen.
Diese gibt die Kraft über
die Hülse 31 und
die Anschlagmutter 33 auf die Gewindestange 16 weiter. über die
rechtsseitige Lasche 18 erfolgt dann die Kraftübertragung
auf die daran anschließenden
Teile der Einschienenhängebahn.