DE200104C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 200104 KLASSE 14g. GRUPPE

Sicherheitsvorrichtung für Fördermaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Juni 1907 ab.

Bei den Fördermaschinen ist die Anordnvmg der Bremsen zur Verhinderung des Auflaufens des Förderkorbes auf die Seilscheibe von besonderer Wichtigkeit, da schwere Unfälle durch das Auflaufen des Förderkorbes herbeigeführt worden sind.

Im allgemeinen sind die Fördermaschinen mit folgenden Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet :

ίο Sie besitzen erstens eine ..Hauptbremse von solcher Bremskraft, daß die Maschine selbst bei geöffneter Dampfleitung zum Stillstand gebracht wird. Diese Bremse kann entweder von Hand, durch den Maschinisten, oder aber selbsttätig eingerückt werden;

zweitens eine zur Verhinderung des Auflaufens des Förderkorbes bestimmte Vorrichtung, durch die die Hauptbremse selbsttätig eingerückt wird, sobald der Förderkorb eine gewisse Höhe über der Mündung des Schachtes erreicht.

Die Erfahrung hat nun gelehrt, daß diese bekannten Vorrichtungen nicht in allen Fällen sicher wirken und Gefahren in sich schließen.

Diese Gefahren können nach Ansicht des Erfinders nur dadurch vermieden werden, daß die Fördermaschine außer mit den beiden vorher beschriebenen Einrichtungen noch mit einer Vorrichtung versehen wird, die nachstehend als »Hilfsbremse« bezeichnet werden soll und die die nachstehend beschriebenen Aufgaben zu erfüllen hat:

i. Die Bremskraft der Hilfsbremse muß variabel sein, in dem Sinne, daß die Bremskraft sich vom Augenblick der Einrückung bis zur Stillsetzung der Maschine vergrößert.

2. Die Hilfsbremse muß bei jeder Stellung des Förderkorbes im Schacht durch den Maschinisten von Hand rasch eingerückt werden können. Dabei muß die Einrücküng durch denselben Hebel erfolgen können, durch den die Einrückung der Hauptbremse bewirkt wird. Der Maschinist muß also von ein und demselben Hebel aus entweder die Hilfsbremse oder Hilfsbremse und Hauptbremse beide zusammen einrücken können.

3. Die Hilfsbremse muß selbsttätig in der Gefahrzone des Schachtes eingerückt werden, d. h. schon dann, wenn sich der Förderkorb in dem unmittelbar unterhalb der Mündung liegenden Teil des Schachtes befindet. Die Gefahrzone ist so zu bemessen, daß, wenn die Hilfsbremse bei größter Geschwindigkeit der Maschine eingerückt wird, noch Zeit genug ist, um den völligen Stillstand der Maschine herbeizuführen, bevor der Förderkorb die Schachtmündung erreicht.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine Bremsanordnung, die diesen Bedingungen genügt. In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung dargestellt, und zwar unter Benutzung" einer Backenbremse.

Die neue Bremsanordnung besteht aus folgenden Teilen:

1. aus einem Balancier A, auf den zwei Dampfkolben C und E wirken;

2. aus einem Bremszylinder B₁ in dem der Kolben C läuft. Die Kolbenstange C¹ des-

iy

selben ist in der Weise mit dem Balancier A verbunden, daß dieser herabgedrückt wird, wenn der Kolben C nach abwärts geht, aber auch sich nach abwärts bewegen kann, während der Kolben C in seiner oberen Lage verbleibt. An der verlängerten Kolbenstange C¹ des Kolbens C ist ein Gewicht F aufgehängt. Der Zylinder B, der Dampfkolben C und das Gewicht F mit dem Balancier A bilden die ίο Hauptbremse;

3. aus einem Hilfsbremszylinder D mit einem Kolben E, dessen Kolbenstange E¹ an dem Balancier A befestigt ist". Dieser kann sich also nur zusammen mit dem Kolben E nach auf- oder nach abwärts verschieben. Der Zylinder D ist mit zwei Schiebergehäusen versehen, die hintereinander angeordnet sind (Fig. 2), so daß der durch die Dampfeinlaßöffnung D¹ zuströmende Dampf durch das erste Schiebergehäuse hindurchtreten muß, um durch die Öffnung D² in das zweite Schiebergehäuse zu gelangen. In beiden Schiebergehäusen bewegen sich Schieber, deren einer, G, durch den Maschinisten von Hand gesteuert.

wird, während der andere, H, mit einer selbsttätigen Steuerung in Verbindung steht, auf deren Bewegung der Maschinist keinen Einfluß hat;

4. aus einer Steuerwelle I, die durch den Maschinisten vom Steuerhebel aus entweder direkt oder durch eine beliebige Hebelübertragung gedreht wird.

Auf die Steuerwelle I ist ein Winkelhebel / gesetzt, dessen einer Arm durch Vermittlung einer Stange 7¹ den Schieber K für den Zylinder B (Fig. 3) steuert, und dessen anderer Arm mit einer Stange P an einen zweiten Winkelhebel L angelenkt ist. Dieser letztere steuert mittels einer Stange L¹ den einen Schieber G des Zylinders D.

'" Auf einer Welle M sitzt ein dreiarmiger Hebel N, dessen horizontaler Arm mittels einer senkrecht stehenden Stange N¹ den zweiten Schieber H des Zylinders D steuert. Der untere Arm des Hebels N steuert ein Klappenventil O, das in die Haiiptdampfleitung, zwischen dem Dampfeinlaßventil der Maschine und den Dampfkesseln, eingefügt ist. Der obere Arm endlich.ist durch eine Stange Q¹ und durch Hebel Q und R mit einem Gewicht P in Verbindung gebracht.- Die ' Welle S, auf der die Hebel R und Q sitzen, wird von einem besonderen Hebel im Maschinistenstand aus gesteuert.

Das Gewicht P hängt an einer senkrecht geführten Stange T, deren oberes Ende sich in einen Sperrhaken U einlegen kann, der seinerseits um einen festen Zapfen X schwingt (Fig. ϊ und 5). Auf den Sperrhaken U wirkt einerseits eine starke Feder V, die bei W aufgehängt ist. Durch die Wirkung dieser Feder wird der Sperrhaken gegenüber den Erschütterungen des Maschinengestelles sicher mit der Stange T in Eingriff gehalten. Andererseits wirken auf den Sperrhaken noch die beiden Stangen Y und Z, die an den Enden zweier Arme des den Sperrhaken bildenden Hebels angelenkt sind. An ihrem anderen Ende sind die Stangen drehbar an zwei Hebeln α und b befestigt, die um Zapfen c und d schwingen. Um dieselben Zapfen schwingen noch zwei andere Hebelarme e und f, die mit Gegengewichten e¹ und Z¹ versehen sind. Unter der Wirkung dieser Gegengewichte werden die Hebelarme e und f, wenn sie frei sind, in eine annähernd senkrechte Lage eingestellt. Der das Gegengewicht tragende Arm des Hebels e ist mit einem Anschlag versehen, der sich gegen den Hebel α legt, in solcher Weise, daß dieser letztere mitgenommen werden würde, wenn der obere Arm des Hebels e sich von rechts nach links bewegen würde. In diesem Falle würde dann durch eine Stange Z der Sperrhaken U ausgerückt werden, so daß die Stange T ausgelöst und das Gewicht P herabfallen würde. Bewegt sich indes das obere Ende des Hebels e von links nach rechts, so wird dadurch der Hebel α nicht beeinflußt. In identischer Weise steht der Hebel / mit dem Hebel b in Verbindung. Wird der Hebel / von links nach rechts bewegt, so wird auf den Hebel b ein Schub ausgeübt, der ihn von rechts nach links bewegt und durch Vermittlung der Stange Y ebenfalls die Aushebung des Sperrhakens U bewirkt.

Die Zapfen c und d sitzen auf Winkelhebeln g und h, die um feste Zapfen i und / schwingen. Die zweiten Arme der beiden Winkelhebel sind an ein und dieselbe Stange k angelenkt, die ihrerseits in Verbindung mit einem Schwungkraftregler / steht. Der Schwungkraftregler I ist so angeordnet, daß seine Büchse durch Federn in eine bestimmte Lage eingestellt wird. Die unterste Stellung des Regulators entspricht einer so geringen Geschwindigkeit der Maschine, daß dabei'jede Gefahr des Auflaufens des Förderkorbes ausgeschlossen ist. Die obere Stellung dagegen entspricht der größten Maschinengeschwindigkeit. .

Wenn der Regler I sich in seiner unteren Stellung befindet (Fig. 1), so nehmen die beiden Hebel e und /die in Fig. 1 und 5 gezeichnete Lage ein. Hebt sich jedoch die Reglerbüchse, so verschiebt sich die Stange k (Fig. 5) nach links zu, und dadurch werden die Winkelhebel g und h gedreht, so daß die Drehzapfen c und d und damit auch die Hebel, e und / angehoben werden, wobei aber die Hebel e und f in ihrer annähernd senkrechten

Lage verbleiben. Infolge dieser gehobenen Stellung kommen sie aber unter Umständen und in bestimmter Weise in Eingriff mit einer Mutter n, die auf einer von der Maschinenwelle aus je nach der Umdrehungsrichtung in dem einen oder dem anderen Sinne angetriebenen Spindel m sitzt.

Die Mutter η besitzt zwei abgeschrägte Flächen ο und p, die mit kleinen Zähnen versehen sind. Die senkrechten Flächen dieser Zähne legen sich bei geeigneter Stellung der Teile gegen die oberen Enden der Hebel e und / und verschieben dabei den Hebel e nach links und den Hebel / nach rechts, so daß, wenn die Verschiebung groß genug ist, die Stange T mit dem Gewicht P ausgelöst wird. Je höher die Stellung der Hebel e und / ist, um so eher kommt ein Zahn der Flächen 0 bzw. p bei der Verschiebung der Mutter η nach links oder nach rechts mit dem betreffenden Hebel e oder / in Berührung. Befindet sich der Regler / in seiner tiefsten Stellung, und nehmen demgemäß auch die Hebel e und f ihre unterste Lage ein, so stößt erst der unterste Zahn r der Flächen 0, p an den Hebel e bzw. / an.

Die Wirkungsweise der Bremsanordnung, je nachdem sie von Hand oder selbsttätig eingerückt wird, ist die folgende:

I. BeiEinrückungvonHand. Es sei angenommen, daß der Maschinist die Bremse mit Hilfe eines Hebels steuert, der auf die Welle / aufgekeilt ist. Wird dieser Hebel in seine Mittelstellung gebracht, so verschiebt sich der Schieber K (Fig. 3) aus seiner oberen Stellung nach unten zu, aber ohne die untere Öffnung abzuschließen, durch die .der Dampf unter den Kolben C tritt. Demgemäß wird also an der Stellung der Hauptbremse nichts geändert, der Kolben C und das Gewicht F behalten vielmehr ihre Lage bei.

Ebenso bewegt sich der Schieber G (Fig. 2) aus seiner oberen Lage nach unten zu. Die Verhältnisse sind aber so bemessen, daß er bei Mittelstellung des Steuerhebels den Raum unter dem Kolben von dem Dampfeintrittsrohr abschließt und ,ihn in Verbindung mit der Atmosphäre bringt. Zugleich schließt er den Raum oberhalb des Kolbens E an das Dampfzuflußrohr an. Der Balancier A wird also nicht mehr durch den Dampfdruck, der bisher _/ von unten gegen den Kolben E wirkte, hochgehalten, sondern fällt vielmehr, noch getrieben durch den jetzt über dem Kolben E wirkenden Dampfdruck, herab, indem er an der Kolbenstange des Kolbens C entlanggleitet und dabei die Bremsbacken andrückt. Da die Dampfeintrittsöffnung in den oberen Kanal des Zylinders D verhältnismäßig eng ist, so strömt der Dampf nur langsam in diesen Raum ein. Die Bremskraft wird daher zunächst nur von dem Gewicht des Balanciers A und des Kolbens E mit seiner Kolbenstange E¹ geliefert, und erst wenn mehr Dampf über den Kolben in den Zylinder D einströmt, wird die Bremskraft durch den Dampfdruck vermehrt und erreicht schließlich ihr Maximum.

Legt nun der Maschinist den Steuerhebel ganz herum, so schließt der Schieber K des Zylinders B das untere Ende des Zylinders gegen die Dampfzuleitung ab und setzt es in Verbindung mit der Atmosphäre, während das obere Ende des Zylinders an die Dampfleitung angeschlossen wird. Der Kolben C geht also, noch gezogen durch das Gewicht F₁ herab und ' legt sich auf den Balancier A, so daß also nun auch die Hauptbremskraft wirkt.

Wenn der Maschinist den Steuerhebel wieder zurückstellt, so kommen die beiden Schieber G und K wieder in die in Fig. 2 und 3 eingezeichneten Stellungen, und der Dampf tritt unter die Kolben C und E₁ so daß die Bremse wieder ausgerückt wird.

Aus vorstehendem ist also ersichtlich, daß von ein und demselben Steuerhebel aus sowohl die Hilfsbremse allein als auch die Hilfs- und die 'Hauptbremse eingerückt werden können, wobei beide Bremskräfte auf dieselben Bremsbacken wirken, und zwar durch Vermittlung ein und desselben Balanciers.

2. Bei selbsttätiger Einrückung. Es sei angenommen, daß der Förderkorb in die Gefahrzone im oberen Teil des Schachtes mit einer Geschwindigkeit eintritt, die der höchsten Umdrehungszahl der Fördermaschine entspricht. In diesem Augenblick nimmt der Regler I seine höchste Stellung ein, und demgemäß befinden sich auch die oberen Enden der Hebel e und f in ihrer höchsten Lage.

Es sei ferner angenommen, daß die Mutter η sich bei der bestehenden Drehungsrichtung der * Maschine von rechts nach links auf der Spindel m bewegt und sich in der auf Fig. 5 eingezeichneten Stellung befände. Wenn der Maschinist nun nicht den Gang der Maschine verlangsamt, so stößt bereits der erste (oberste) Zahn q auf der Fläche 0 der Mutter η an den Hebel e an und verschiebt ihn nach links zu. Dadurch wird aber, wie vorher beschrieben, die Stange T ausgelöst, fällt unter der Wirkung des Gewichtes P oder der einer das Gewicht ersetzenden Feder u. dgl. herab und verstellt das Hebelsystem R₁ Q₁ Q¹, N in der Weise, daß das Klappenventil O geschlossen und dadurch der Dampf abgesperrt wird, und daß ferner der Schieber H (Fig. 2) nach unten geht. Dieser bringt das untere Zylinderende in Verbindung mit der Atmosphäre und öffnet zugleich die Zuleitung zum oberen Zylinderende, so daß der Dampf über den Kolben £ tritt. Der Balancier wird also nicht mehr

durch den Dampfdruck unter dem Kolben E hochgehalten, sondern fällt herab und rückt die Hilfsbremse ein.

Die Höhe der durch den Bremsdruck auf den Kolben E zu entwickelnden Bremskraft kann in folgender Weise geregelt werden: An dem oberen Ende des Zylinders D befindet sich eine Öffnung, die durch ein Rohr ν mit dem Maschinistenstand verbunden und hier mit einem

ίο Hahn m ausgestattet ist. Ist der Hahn w geöffnet, so kann der Dampf von dem Raum über dem Kolben E auspuffen. Ist der Hahn geöffnet, so kann über dem Kolben E nur ein sehr geringer Dampfdruck entstehen, ist er geschlossen, so hat der Dampfdruck seinen höchsten Wert. Wird der Hahn in eine Mittelstellung gebracht, so kann der Dampfdruck beliebig geregelt werden. Auf diese Weise kann die Bremskraft, welche durch die Hilfsbremseinrichtung" entwickelt wird, ganz nach Belieben in weiten Grenzen eingestellt werden, was große Vorteile bietet.

Ist die Maschine unter der Einwirkung der Hilfsbremse zum Stillstand gelangt, so hat auch der Regulator wieder seine tiefste Stellung angenommen und ebenso- die Hebel e und /. Der Maschinist hebt nun durch eine entsprechende Drehung der Welle/ durch Vermittlung des Hebelsystems P, L₁N₁Q¹^₁R die Stange T mit dem Gewicht P wieder in die Höhe, und diese verriegelt sich selbsttätig durch den Sperrhaken U. Zugleich stellt sich auch der Schieber H wieder in die in Fig. 2 gezeichnete Lage ein und öffnet so das Klappenventil O. Der Dampf tritt also wieder unter den Kolben E, und die Hilfsbremse rückt sich selbsttätig aus, so daß die Maschine wieder in Gang gesetzt werden kann.

Wenn der Maschinist die Maschine nun wieder zu schnell laufen läßt, so hebt sich wieder der Regler I und demgemäß auch wieder die Hebel e und f, so daß bei fortgesetzter Bewegung' der Mutter η nun wieder durch irgendeinen der Zähne an den Flächen 0 oder p der betreffende Hebel seitwärts gedrückt und die Hilfsbremse wieder eingerückt werden würde, so daß die Maschine von neuem zum Stillstand kommt.

Wenn in dem Augenblick, in dem der aufsteigende Förderkorb in die Gefahrzone am oberen Ende des Schachtes gelangt, die Geschwindigkeit der Maschine bereits verlangsamt ist und nun noch weiter nach und nach verlangsamt wird, um den Förderkorb mit einer Geschwindigkeit vollends aufzuziehen, die keine Gefahr darbietet, so nimmt der Regulator I eine verhältnismäßig tiefe Stellung ein und nähert sich schließlich so weit der untersten Stellung, daß keiner der oberen Zähne an den Flächen der Mutter η an den betreffen

den Hebel e oder / anstößt und demgemäß der Förderkorb an dem Endpunkt seiner Bahn anlangt, ohne daß die Hilfsbremse in Tätigkeit tritt.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Bremssystem für Fördermaschinen" mit doppeltem Antrieb der Bremse, dadurch gekennzeichnet, daß der das Anziehen der Bremsen bewirkende Balancier (A) sich unabhängig von dem Hauptbremskolben (c) abwärts bewegen kann, an der Abwärtsbewegung dieses Kolbens (c) aber teilnehmen muß, und andererseits an einem Hilfsbremskolben (E) in der Art aufgehängt ist, daß er sowohl eine verhältnismäßig leichte Bremsung durch sein eigenes Gewicht, vermehrt durch die Wirkung des Dampfes auf den Hilfsbremskolben (E), andererseits aber eine starke Bremswirkung, unter dem Druck des Dampfes auf den Hauptbremskolben (c) und eines Gewichtes (F), ausüben kann, und diese Hauptbremswirkung sich zu der Wirkung des Hilfsbremskolbens (E) addiert.

2. Handsteuerung für die Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung eines einzigen Steuerhebels in einem bestimmten Sinne zunächst, bis zur Mittellstellung des Hebels, die Wirkung hat, den Dampf unter dem Hilfsbremskolben (E), durch dessen Druck der Balancier (A) ausgelöst gehalten wird, entweichen zu lassen und alsdann den Dampf in entgegengesetztem Sinne, zum Niederdrücken des Balanciere (A), über den Kolben strömen zu lassen, und in der anderen Hälfte der Bewegung des Steuerhebels auch den Dampf unter dem Hauptbremskolben (c) entweichen zu lassen und die Hauptbremskraft einzurücken, deren Wirkung sich zu derjenigen des Balanciere und des Hilfsbremskolbens addiert.

3. Bremssystem nach Anspruch 1 mit selbsttätiger Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einrückung der selbsttätigen Steuerung nur der Hilfsbremekolben in Tätigkeit tritt.

4. Bremssystem nach Anspruch 1 mit selbsttätiger Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdampfzuleitung der Maschine durch das Drosselorgan (O) abgesperrt wird, wenn die Bremse selbsttätig eingerückt wird.

5. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbremszylinder (D) mit zwei Schiebergehäusen

und zwei Schiebern (G, H) versehen ist, die in der Weise hintereinander gestellt sind, daß der Dampf durch das erste Gehäuse zum zweiten und von diesem zum Zylinder gelangt, so daß unabhängig voneinander der eine Schieber (H) von¹ Hand und der andere Schieber (G) von der selbsttätigen Vorrichtung gesteuert werden kann.

6. Bremssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbremszylinder (D) mit einem Dampfauspuffrohr (v) versehen ist, das einen Regelungshahn (w) besitzt, durch dessen Einstellung die Geschwindigkeit der Zunahme der Bremskraft des Hilfsbremskolbens (E) geregelt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.