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Bruchsicherung für Stromkabel, insbesondere bei Gewinnungsmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Bruchsicherung für Stromkabel, insbesondere bei Gewinnungsmaschinen
im Bergbau, wobei das Stromkabel in Kabelschleppketten geführt ist und die Kabelschleppkette
insbesondere in einer beispielsweise am Förderer angeordneten Führungsbrake untergebracht
ist.
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Derartige Stromkabel sind bekanntlich in den Streben des Bergbaus
erheblichen, insbesondere Zug- und Knickbeanspruchungen ausgesetzt. Drohende Kabelbrüche,
etwa wenn sich das Kabel an einem Hindernis festgesetzt hat, werden häufig nicht
rechtzeitig bemerkt.
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Es ist bekannt, ein derartiges Kabel in einer Kabelschleppkette zu
führen, die ihrerseits in einer beispielsweise am Förderer angeordneten Führungsbrake
geführt ist, um zu vermeiden, daß sich das Kabel an vorstehenden Teilen, etwa des
Ausbaus, festsetzen kann, und um zu erreichen, daß die Zugkräfte zum Schleppen des
Kabels von der Schleppkette aufgenommen werden.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei Verwendung einer Kabelschleppkette
noch häufig Kabelbrüche auftreten, z. B.
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weil sich die Schleppkette in einem Hindernis verfängt, das feuchte
Untertageklima die Korrosion einzelner tragender Teile begünstigt oder Set einfall
Beschädigungen oder Verklemmungen verursacht, so daß zunächst die Schleppkette und
dann das Kabel brechen können. Neben den wirtschaftlichen Nachteilen infolge der
notwendigen Erneuerungskosten und des Förderausfalls ist es sicherheitlich nicht
unbedenklich, wenn derartige Kabelbrüche im explosionsgefährdeten Untertagebetrieb
häufig auftreten.
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Nach einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag kann
das Stromkabel einer Gewinnungsmaschine dadurch gegen Bruch gesichert werden, daß
in die Kabelschleppkette ein Sollbruchteil eingefügt ist, das eine eigensichere
Leitungsschleife enthält, welche mit einem Koppelglied verbunden ist, das den Schalter
der Gewinnungsmaschine ausschaltet, falls das Sollbruchteil bricht, und gleichzeitig
das Sollbruchteil mit einer mechanischen Sicherung überbrückt ist, die die Kabelschleppkette
abfängt. Bei dieser Bruchsicherung, die sich zwar in der Praxis bewährt hat, hat
es sich jedoch als nachteiligherausgestellt, daß es überhaupt zu einem Bruch kommt,
wenn auch nur zum Bruch eines Sollbruchteils, denn damit sind immer, außer der Suche
nach der Schadensstelle, das Wiederzusammenziehen der Kabelschleppkette und das
Wiedereinsetzen des Sollbruchteils verbunden. Außerdem nützt diese Bruchsicherung
dann nichts, wenn ein beliebiger Bolzen aus der Kabelschleppkette herausfällt oder
eine sonstige Schwachstelle auftritt, die schon bei geringerer Zugbeanspruchung,
als sie das Sollbruchteil aushält, zerstört wird. In all diesen Fällen bleibt das
Stromkabel weiterhin uilgeschützt.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diesen Nachteilen abzuhelfen
und eine Bruchsicherung zu finden, die das Stromkabel unmittelbar, ohne den Umweg
über die Kabelschleppkette zu gehen, schützt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß am Stromkabel ein
bei Zugbelastung ansprechendes Betätigungsorgan zum Abschalten der Gewinnungsmaschine
angeordnet ist. Mit Hilfe eines solchen Betätigungsorganes ist es nämlich auf einfache
Weise möglich, bei am Stromkabel angreifenden Zugkräften, die zu einem Bruch oder
einem Herausziehen des Stromkabels aus der Kabeleinführung führen können, die Gewinnungsmaschine
vorbeugend abzuschalten. Das Stromkabel wird so unmittelbar geschützt, falls die
Kabelschleppkette reißt oder ein Bolzen aus der Kabelschleppkette herausfällt und
die Zugbelastung dann von dem Stromkabel aufgenommen werden muß.
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Zweckmäßig ist das Betätigungsorgan ein an einen eigensicheren Stromkreis
angeschlossener Magnetschalter mit Schaltmagnet, wobei das Stromkabel und der Schaltmagnet
über ein die Zugkräfte weiterleitendes Zugelement verbunden sein können, um hinsichtlich
der Anordnung des Magnetschalters frei zu sein, beispielsweise damit dieser an einer
geschützten Stelle angeordnet werden kann.
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Vorteilhafterweise wird der Schaltmagnet von einem Federelement in
seiner Ruhestellung gehalten, um Fehlschaltungen, die etwa durch Erschütterungen
hervorgerufen werden könnten, weitestgehend auszuschließen.
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Das Schaltmagnetgehäuse wird zweckmäßig aus einem antimagnetiscllen
Material, vorzugsweise Messing, hergestellt.
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Das Stromkabel wird vorteilhaft durch Anordnen eines Kabelbogens,
der zwischen der Kabeleinführung und der Befestigungsschelle des Zugelementes verlegt
sein kann, um ein Streckspiel zu erhalten, wodurch vermieden wird, daß das Stromkabel
bereits vor dem Ansprechen des Magnet schalters aus der Kabeleinführung des Anschluß
kastens herausgezogen wird.
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Um die Gewinnungsmaschine nach einem Abschalten im Gefahrenfalle trotzdem
noch bewegen zu können, und zwarß um den aufgetretenen Fehler schneller finden und
beheben zu können, ist sie über einen Überbrückungsschalter provis4risch verfahrbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 In Draufsicht eine Darstellung der erfindungsgemäßen
Bruchsicherung mit Anordnung des Magnet schalters im Bereich des Schwenkarmes, Fig.
2 den am Schwenkarm angeordneten Magnetschalter mit Schaltmagnet, Fig. 3 in Draufsicht
und in Seitenansicht eine andere Aus-und 4 bildung der erfindungsgemäßen Bruchsicherung
mit Anordnung des Schaltmagneten am Anschlußkasten, Fig. 5 das Gehäuse für den Schaltmagneten
und den auf dem und 6 Gehäusedeckel angeordneten Magnetschalter dereerfindungsgemäßen
Bruchsicherung in der Ausbildung gemäß Fig. 4 und 5.
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In Figur 1 ist an einer Schrammaschine 1 ein Anschluß kasten 10 befestigt.
Ein in einer Kabelschleppkette 2 geführtes Stromkabel 3 wird in einem an die Kabelschleppkette
2 angeschlossenen Schwenkarm 5 räumlich umgelenkt und mündet hinter einer Kabel
schelle 44 über eine Kabeleinführung 3o und einem Winkelstutzen 33 mit dem Kabelende
31 in den Anschlußkasten lo ein. Elektrische Leiter 35 des Stromkabels 3 sind im
Anschlußkasten 10 an den Stromkreis der Gewinnungsmaschine 1 angeschlossen.
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Im Bereich des Schwenkarmes 5 ift ein Magnetschalter 4 mit einem Schaltmagnet
4o in einer Halterung 50 untergebracht.
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Der Magnet schalter 4 schaltet im Gefahrenfalle die Schrämmaschine
1 ab Zu diesem Zweck führt vom Schaltmagnet 40 ein daran befestigter Stahldraht
41 zu einer am Stromkabel 5 befestigten Kabelschelle 42. Bei einer Belastung des
Stromkabels 3 in der durch den Pfeil 51 gekennzeichneten Zugrichtung bewegt das
Stromkabel 3 über den Stahldraht 41 den Schaltmagnet 40 aus seiner Ruhestellung
in die Schaltstellung.
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Das Stromkabel 3 bildet zwischen der Kabeleinführung 30 und der Kabelschelle
42 einen Kabelbogen 32. Dieser erlaubt ein begrenztes Strecken d Stromkabels 3 in
Zugrichtung (Pfeil 51), bevor das Stromkabel 3 bei einer Zugbelastung aus der Kabeleinführung
30 herausgerissen wird. Das Streckspiel ist ausreichend groß, so daß vorher der
über den Stahldraht 41 betätigte Schaltmagnet 4o über den Magnetschalter 4 die Schrämmaschine
1 abschalten kann.
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Ohne die erfindungsgemäße Bruchsicherung erfolgte bisher ein Abschalten
der Schrämmaschine 1 erst nach dem Herausziehen des Stromkabels 3 aus der Kabeleinführung
30, und zwar durch das Abreißen eines Überwachungsleiters 11, wodurch die Stromzufuhr
zur Schrämmaschine 1 über das Schutzleitungssystem unterbrochen wird. In solchen
gar nicht so seltenen Fällen, mußte das Stromkabel 3 erst auf Beschädigungen an
der Kabeleinführung 30 und
im Anschlußkasten lo untersucht werden
und anschließend neu eingebunden werden, bevor das Schutzleitungssystem durch erneutes
Anschließen des Überwachungsleiters 11 wieder ordnungsgemäß funktionieren konnte.
Diese Arbeiten waren sehr zeitraubend und störten den Betriebsablauf empfindlich.
Die am Schwenkarm 5 angeordnete Halterung 5o für den Magnetschalter 4 und den zugehörigen
Schaltmagneten 40 wird zweckmäßig aus antimagnetischem Material vorzugsweise Messing,
gefertigt.
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In der Regel genügt es, daß der Kabelbogen 32 so ausgelegt wird, daß
das Streckspiel etwa lo cm beträgt, welche Voraussetzung in der Praxis leicht im
Bereich der des Schwenkarmes 5 erfüllt werden kann.
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Bei der Betätigung des Schaltmagneten 4o im Gefahrenfalle schließt
der Magnet schalter 4 einen eigensicheren Steuerstromkreis3 der über ein Steuerglied
den Überwachungsleiter 11 unterbricht und so die Stromzufuhr zur Schrämmaschine
1 unterbindet3 die dadurch sofort zum Stillstand kommt, bevor das Stromkabel 3 aus
der Kabeleinführung 30 herausgezogen werden kann.
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Die Schrämmaschine l kann jedoch noch mittels eines Überbrückungsschalters
12 provisorisch verfahren werden, um die Fehlersuche und die Reparaturarbeiten zu
erleichtern.
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In Figur 2 sind Einzelheiten des Magnetschalters 4, von dem eine Schaltleitung
48 abgeht dargestellt. Seine Halterung 50 ist am Schwenkarm 5 (Fig. 1) befestigt.
Der Magnetschalter 4 ist im Beispiel-über zweiSchrauben 45 leicht auswochseibar
an die Halterung 50 angeschlossen. In der Halterung 5v ist der
Schaltmagnet
40 beweglich in Längsrichtung (Pfeil 52) unterhalb des Magnetschalters 4 angeordnet.
Der Schaltmagnet 40 wird durch ein Federelement, Im Beispiel durch einen Schnappverschluß
46, in seiner Ruhelage festgehalten, um, beispielsweise bei Erschütterungen, ein
ungewolltes Auslösen zu vermeiden. Der Schnappverschluß 46 hindert jedoch nicht
daran, daß der Schaltmagnet 40 in Pfeilrichtung 52 bewegbar ist, wenn an dem mit
einer Schraube 43 am Schaltmagnet 40 angeordneten Stahldraht 41 im Gefahrenfalle
ein stärkerer Zug ausgeübt wird.
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Zur Übertragung des Schaltbefehls vom Magnet schalter 4 über einen
eigensicheren Kreis zum Schutzleitersystem wird im Beispiel ein Steuerglied verwendet,
das am Anschlußkasten 10 angeordnet sein kann. Die zur Speisung des Steuergliedes
erforderliche Spannung (42 V) wird dem hier nicht dargestellten, im Motorraum angeordneten
Steuertransformator (500/42 V) entnommen. Der-0berwachungsleiter 11 des Stromkabels
3 ist im Anschlußkasten lo über einen Kontakt des Steuergliedes geführt, der im
Normalzustand geschlossen ist. Wird jedoch vom Magnetschalter 4 der Bruchsicherung
ein Schaltbefehl an das Steuerglied gegeben, öffnet der Kontakt, wodurch der Stromkreis
am Uberwachungsleiter 11 unterbrochen wird. Um zu vermeiden, daß beim Wiedereinschalten
der Schrämmaschine 1 bei noch geöffnetem Kontakt des Steuergliedes ein Flattern
des Schrammaschinenschützes eintritt, kann die Einschaltzeit für das Hilfsrelais
im Schrämmaschinenschütz durch ein Zeitglied, z. B. auf eine Sekunde, verzögert
werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es, wie -Fig. 3 und 4
zeigen, zweckmäßig sein, anstelle der Anordnung des Magnetschalters 4 im Bereich
des Schwenkarms 5, diesen an
einer gegen Beschädigung besser geschützten
Stelle unterzubringen. Zu diesem Zweck ist als Zugglied ein Bowdenzug 53 zwischen
Stromkabel 3 und Schaltmagnet 40 angeordnet, der mit dem Magnetschalter 4 im geschützten
Bereich des Anschlußkastens 1o untergebracht ist. Mit der Kabelschelle 42 ist ein
Nippel 64 verbunden, der den Bowdenzug 53 im Bereich des Schwenkarms 5 an das Stromkabel
3 anschließt. Der Bowdenzug 53 führt am Anschlußkasten lo vorbei zu einem Schaltmagnetgehäuse
6, in dem der Schaltmagnet 40 untergebracht ist und auf dessen Deckel der Magnetschalter
4 befestigt ist (Einzelheiten sind weiter unten unter Fig. 5 und 6 beschrieben).
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Das Schaltmagnetgehäuse 6 ist auf einer Befestigungsplatte 65 angeordnet.
Auf dieser sind daneben eine eigensichere Verteilerdose 34 und ein Steuerglied 47
sowie ein Überbrückungsschalter 12 untergebracht. Mit Hilfe des Überbrückungsschalters
12 kann die Funktion des Steuergliedes 47 überprüft werden. Außerdem kann damit
die ausgelöste Bruchsicherung, wenn diese angesprochen hat, überbrückt werden, um
die Schrämmaschine für die Fehlersuche und -beseitigung verfahren zu können.
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In Figur 6 ist der Schaltmagnet 4 dargestellt, der auf dem Deckel
61 des Schaltmagnetgehäuses 6 befestigt ist. Der Deckel 61 wird auf das Schaltmagnetgehäuse
6, das in Figur 7 dargestellt ist, aufgesetzt. In dem Schaltmagnetgehäuse 6 ist
der Schaltmagnet 40 auf einem Schlitten 66 verlagert, der in Pfeilrichtung 67 bewegt
werden kann. Der Schaltmagnet wird durch ein Federglied, im Beispiel eine Druckfeder
62, in seiner Ruhestellung gehalten, die zusammengedrückt wird, wenn der Bowdenzug
53 im Gefahrenfalle gezogen wird. Der Magnetschalter spricht an> sobald der Schaltmagnet
40 um den Weg s in Pfeilrichtung 67 bowolrt worden0 ist.
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Patentansprüche