DE2143632C3 - Überlastungsschutzeinrichtung für eine Antriebswinde für Bergwerksmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastungsschutz-Einrichtung für eine Antriebswinde für Bergwerksmaschinen, wobei die Antriebswinde eine Steuervorrichtung, eine hydraulisch betätigbare mit einer Getriebewählvorrichtung verbundene Antriebskupplung, einen Antrieb zum Verbinden der Getriebewählvorrichtung mit einem mit einer Förderkette od. dgl. verbindbaren Untersetzungsgetriebe, sowie eine zwischen der Getriebewählvorrichtung und dem Untersetzungsgetriebe eingeschalteten Überlast-Abschaltvorrichtung aufweist, welche aus einer Reibungskupplung mit einem treibenden und einem getriebenen Glied und Kupplungsscheiben als Antriebsverbindung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Glied und einer lösbaren Druckvorrichtung für die Kupplungsscheiben, sowie einer Bremseinrichtung zum Verhindern von unerwünschten Bewegungen der Antriebswinde besteht, wobei auf dem getriebenen Glied der Reibungskupplung eine federbelastete Muffe axial beweglich angeordnet ist, an der Klinken schwenkbar vorgesehen sind, welche lösbar an einem fest mit dem getriebenen Glied verbundenen Halteglied angreifen, während mit dem treibenden Glied ein Nocken drehfest verbunden ist, der beim Auftreten von Relativ-Bewegungen zwischen dem treibenden und dem getriebenen Glied der Reibungskupplung die Klinken von dem Halteglied löst, und ein Hydraulikventil von der Muffe bei gelösten Klinken betätigbar ist, welches in einen Hydraulikkreis eingeschaltet ist.

Eins solche Überlastungsschutz-Einrichtung ist Gegenstand des älteren Patentes 21 01 531. Dort wirkt die Antriebswelle des Zahnradwechselgetriebes unmittelbar auf die Reibungskupplung. Damit ist der Nachteil verbunden, daß bei Überschreiten des höchst zulässigen Drehmomentes die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen nicht unmittelbar eingeleitet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine solche Überlastungsschutz-Einrichtung vorzuschlagen, mit der Sicherheitsmaßnahmen, beispielsweise das Abbremsen des Antriebes, sofort eingeleitet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkreis einerseits auf die lösbare Druckvorrichtung zum Ein- und Ausrücken der Kupplungsscheiben der Reibungskupplung einwirkt und andererseits mit einer Ventilanordnung der Steuervorrichtung in Verbindung steht, die bei Betätigung des Hydraulikventiles durch die Muffe abschaltbar ist und daß eine gleichzeitig mit der Abschaltung der Steuervorrichtung auslösbare Bremse vorgesehen ist, die auf einen das treibende Glied der Reibungskupplung drehenden Schneckenradantrieb wirkt.

Die Antriebswelle des Zahnradwechselgetriebes wirkt somit mittelbar auf die Reibungskupplung. Wird das höchst zulässige und vorher einstellbare Drehmoment an der Antriebswelle überschritten, so rutscht das treibende Glied relativ zum angetriebenen Glied an der Rutschkupplung. Diese Relativ-Bewegung betätigt eine Sperrklinken-Vorrichtung, die ihrerseits den Hydraulikkreis betätigt, der die Reibungskupplung sofort trennt und die erwähnten Sicherheitsmaßnahmen einleitet.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung des Fördermechanismus gemäß der Erfindung,

Fig.2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, die eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, Fig.3 eine Ansicht des Abschaltmechanismus von F i e. I und 2.

Wie aus F i g. 1 der Zeichnung hervorgeht, bezeichnet 1 einen Antrieb für den Fördermechanismus, der mit einer hydraulisch betätigten Antriebskupplung 2 verbunden ist, welche mit einer hydraulischen Steuervorrichtung 3 (siehe Fig.3) versehen und in der Lage ist, entweder eine »Ein«-Antriebsstellung oder eine Überlast-Rückschaltstellung mit einer dazwischenliegenden »Aus«-Stellung auszuwählen, und umfaßt ein Ventil 4, und eine Ventilvorrichtung 4a. Die Steuervorrichtung 3 ist in der i>Ein«-Stellung durch eine Sperrklinkenvorrichtung 3a eingeklinkt und vorgespannt, um in die »Aus«-Stellung zurückzukehren, wenn sie ausgelöst wird.

Die Antriebskupplung 2 ist mit einer Getriebewählvorrichtung 5 verbunden, in welche zwei der Zahnräder 6 und 7 leicht austauschbar sind, um ein unterschiedliches Obersetzungsverhältnis für den Mechanismus vorzusehen und eine Zahnrad-Auswählvorrichtung (nicht dargestellt) ist vorgesehen, um ein vorbestimmtes Obersetzungsverhältnis in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung auszuwählen.

Die Abtriebswelle 16 der Getriebewählvorrichtung 5 ist wahlweise direkt mit einem Schneckenradantrieb 8 verbunden oder über ein Untersetzungsgetriebe 17 mit dem Schneckenradantrieb 8 verbunden.

Die als Überlast-Kupplung wirkende Reibungskupplung 10 ist bei Überlastung der Förderantrieb sscheibe 33 betätigbar, wobei sich dann ein Verdrehen der treibenden und getriebenen Glieder 11, 12 der Überlastkupplung relativ zueinander ergibt.

An der Antriebswelle 1 sitzt die über die Leitung 35 hydraulisch betätigte Antriebskupplung 2, die im eingerückten Zustand über die Getriebewählvorrichtung 5 und das Untersetzungsgetriebe 17 den Schnekkenradantrieb 8 betreibt. Der Schneckenradantrieb 8 treibt die erfindungsgemäße Überlastungsschutzeinrichtung, die im wesentlichen aus einer Überlast-Kupplung (Reibungskupplung 10) gebildet ist. Diese Überlastungsschutz-Einrichtung ist zwischen dem Schneckenradantrieb 8 und dem Untersetzungsgetriebe 13 eingeschaltet, wobei das Untersetzungsgetriebe 13 die Förderkettenantriebsscheibe 33 der Bergwerksmaschine betreibt

Aus Fig.3 sind weitere Einzelheiten der Überlastungsschutz-Einrichtung entnehmbar: Die Überlast-Kupplung ist eine Reibungskupplung 10 mit dem treibenden Glied 11, das mit dem Schneckenradantrieb 8 verbunden ist und einem getriebenen Glied 12 das mit dem Untersetzungsgetriebe 13 zusammenwirkt (siehe hierzu auch F i g. 1).

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist die Überlastkupplung (Reibungskupplung 10) mit Kupplungsscheiben 14 und 15 versehen, welche die Antriebsverbindung zwischen dem treibenden Glied 11 und dem getriebenen Glied 12 herstellen. Der Kupplungsdruck wird über eine Feder 20 eingestellt, die über eine Stange 30 auf den Ausrückhebel 31 der Reibungskupplung 10 wirkt. Eine zweite Feder 21 spannt den Ausrückhebel 31 entgegen der Federkraft der ersten Feder 20 vor. Ein Hydraulik-Ventil 22 sorgt für die steuerbare Vorspannung der Feder 21 am Ausrückhebel 31 der Reibungskupplung 10.

Wie oben beschrieben wird der Kupplungsdruck durch die entgegengesetzt wirkenden Federn 20, 21 zwischen den Kupplungsscheiben 14,15 über die in der Länge einstellbare Stange 20 am Ausrückhebel 31 erzeugt Die Stange 30 ist dabei am freien Ende des Ausrückhebels 31 gelagert, wobei das andere Ende des Ausnickhebels 31 an der Druckkappe 32 der Reibungskupplung 10 angreift, wobei die Druckkappe ihrerseits an dem Ende des treibenden Gliedes 11 in Eingriff mit den Kupplungsscheiben 14,15 steht

Im Oberlastfall dreht sich dat getriebene Glied 12 relativ zum treibenden Glied 11. Dadurch wird am oberen Teil des Kupplungsgehäuses der Reibungskupplung 10 eine Muffe 23 frei, die sich unter der Wirkung der Federn 34 axial verschiebt, wobei mit der Verschiebung ein Hydraulikventil 22 betätigt ist, das den ■ο Hydraulikkreis steuert, der seinerseits die weiter unten beschriebenen Sicherheitsmaßnahmen einleitet

Die Muffe 23 ist drehbar auf dem getriebenen Glied 12 gelagert

Die Muffe 23 ist mit im ringförmigen Abstand zu einqnder angeordneten Klinken 24 versehen, welche schwenkbar an der Muffe 23 gelagert sind und lösbar an dem Kantenteil eines scheibenförmigen Haltegliedes 25 angreifen. Das scheibenförmige Halteglied 25 ist drehfest auf dem angetriebenen Glied 12 befestigt Die Muffe 23 wird während des normalen Getriebes durch Eingreifen der Klinken 24 am Halteglied 25 mit diesem Halteglied zusammen bewegt Die Muffe hält dabei das Hydraulikventil 22 geöffnet so daß die Feder 21 über die Stange 30 und den Ausrückhebel 31 die Kupplungsscheiben 14, 15 kraftschlüssig miteinander

verbindet und so die Reibungskupplung 10 eingerückt ist.

Beim Eintreten einer Überlastung rutschen die Kupplungsscheiben 14, 15 aneinander vorbei und das angetriebene Glied 12 bewegt sich relativ zum treibenden Glied 11. Durch die relative Drehung des angetriebenen Gliedes 12 wird die Überlastungsschutzeinrichtung wirksam. Mit der Drehung des Gliedes 12 drehen sich auch die Klinken 24 und geben die Muffe 23 frei, die sich axial bewegt und das Hydrauliksystem durch Betätigung des Hxdraulikventiles 22 umsteuert. Das Hydraulikventil 22 bewegt sich nun entgegen der Federkraft der Feder 21 und rückt den Ausrückhebel 31 an der Druckkappe 32 der Reibungskupplung 10 aus, so daß die Antriebsverbindung zwischen dem Schneckenradantrieb 8 und dem Untersetzungsgetriebe 13 teilweise oder ganz (je nach Stellung des Hydraulikventiles 22) gelöst ist Gleichzeitig betätigt das Hydraulikventil 22 das Ventil 4a und das Steuerventil 4, die ihrerseits die Antriebskupplung 2 ausrücken (siehe Fig. 1) und die Bremse 37 an der Antriebskupplung 2, sowie die Bremse 9 am Schneckenradantrieb 8 betätigen.

Die Wirkungsweise dieser oben stehend beschriebenen hydraulischen Sicherheitsvorrichtung wird im folgenden genauer beschrieben.

Ein in F i g. 3 veranschaulichter Hydraulikkreis wird

von einem Flüssigkeitsvorrat 27 über eine Pumpe 28 und einen Filter 29 gespeist und verbindet die Steuervorrichtung 3 mit dem Hydraulikventil 22 und einem Ventil 18

für einen elektrischen Überlast-Abschaltkreise.

Wenn sich die Steuervorrichtung 3 in der »Ein«-Stel-

lung befindet, wird der hydraulische Druck durch das Ventil 4 und die Leitung 35 zu dem Hydraulikventil 22 übertragen. Die Feder 21 wirkt dabei gegen die Kraft des Hydraulikventils 22. Der Hydraulikdruck wird über

das Hydraulikventil 22 und eine Leitung 38 zu einem Vei.til 4a übertragen, das die Sperrklinkenvorrichtung 3a steuert, um die Steuervorrichtung 3 in ihre unwirksame Stellung zurückzubringen.

Die Leitung 35 ist mit der oben stehend beschriebenen Bremse 9 (Fig. 1) am Schneckenradantrieb 8 verbunden. Die Bremse 9 wird von einer an einem Hebel

ansetzenden Feder in der unwirksamen Stellung gehalten, so lange sich das Hydraulikventil 22 in seiner normalen Betriebsstellung befindet. Die normale Betriebsstellung des Hydraulikventils 22 ist dabei gekennzeichnet durch einen hohen Arbeitsdruck im Hydraulikkreis. Geht das Hydraulikventil 22 in seine unwirksame Stellung über (Überlastfall), wird der Druck in der Leitung 35 erhöht, und die Bremse 9 bremst den Schneckenradantrieb 8 ab (siehe F i g. 1).

In der Normal-Stellung ist die Steuervorrichtung 3 auf »Ein« gestellt, das Ventil 4 ist betätigt und hält die Sperrklinkenvorrichtung 3a in der Betriebsstellung (siehe F i g. 3).

Bei einer elektrischen Überlastung wird das Ventil 18 betätigt, das über die Leitung 38 dem Ventil 4a Druck zuführt und die Sperrklinkenvorrichtung 3a auslöst. Nach dem Auslösen der Sperrklinkenvorrichtung 3a finden die oben stehend beschriebenen Sicherheitsmaßnahmen statt, nämlich, das Hydraulikventil 22 wird betätigt und rückt über den Ausrückhebel 31 die Reibungskupplung 10 aus, bei gleichzeitiger Betätigung der Bremsen 9 und 37. Das Zurückstellen der Überlastungsschutz-Einrichtung folgt über das Ventil 4 und die Leitung 36. Diese Leitung 36 erhöht den Druck auf die Kolbenvorrichtung 19, die mit der Muffe 23 verbunden ist und die Muffe 23 axial gegen die Feder 34 bewegt, wobei gleichzeitig die Klinken 24 mit dem Halteglied 25 in Eingriff gebracht werden. Mit der manuellen Zurückstellung der Steuervorrichtung 3 in die »Ein«-Stellung wird gleichzeitig mit der Betätigung der Kolben-Vorrichtung 19 auch das Hydraulikventil 20 betätigt und läßt die Feder 21 wieder wirksam werden um über den Ausrückhebel 31 die Reibungskupplung wieder einzukuppeln.

Ergänzend sei noch hinzugefügt, daß, wenn das Hydraulikventil 22 den Druck der Feder 21 aufnimmt, und nicht wirksam werden läßt, die Überlastkupplung als Reibungsbremse wirkt, um ein Rücklaufen des Förderkettenantriebes 33 zu bremsen.

In Fig.2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ähnlich der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 3 ist. Die F i g. 2 zeigt im Unterschied zu den F i g. 1 und 3 eine hydraulisch betätigte 2-Geschwindigkeit-Antriebs-Kupplung 2 bei gleichzeitigem Wegfall des Untersetzungsgetriebes 17.

Die Antriebskupplung 2 ist durch die Leitungen 35 und 36 an das hydraulische System angeschlossen.

Die Steuervorrichtung 3 ist betätigbar um jede dei zwei Geschwindigkeiten der Antriebskupplung 2 mit einer dazwischenliegenden »Aus«-Stellung auszuwählen und wird in jeder der Geschwindigkeitsstellunger eingeklinkt. Die Steuervorrichtung ist in jeder Betriebsstellung vorgespannt, um in die »Aus«-Stellung zurückzukehren, wenn die Sperrklinkenvorrichtung 3a ausge löst wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Überlastungsschutz-Einrichtung für eine Antriebswinde für Bergwerksmaschinen, wobei die Antriebswinde eine Steuervorrichtung, eine hydraulisch betätigbare mit einer Getriebewählvorrichtung verbundene Antriebskupplung, einen Antrieb zum Verbinden der Getriebewählvorrichtung mit einem mit einer Förderkette od. dgl. verbindbaren Untersetzungsgetriebe, sowie eine zwischen der Getriebewählvorrichtung und dem Untersetzungsgetriebe eingeschalteten Oberlast-Abschaltvorrichtung aufweist, welche aus einer Reibungskupplung mit einem treibenden und einem getriebenen Glied und Kupplungsscheiben als Antriebsverbindung zwischen den: treibenden und dem getriebenen Glied und einer auslösbaren Druckvorrichtung für die Kupplungsscheiben, sowie einer Bremseinrichtung zum Verhindern von unerwünschten Bewegungen der Antriebswinde besteht, wobei auf dem getriebenen Glied der Reibungskupplung eine federbelastete Muffe axial beweglich angeordnet ist, an der Klinken schwenkbar vorgesehen sind, welche lösbar an einem fest mit dem getriebenen Glied verbundenen Halteglied angreifen, während mit dem treibenden Glied ein Nocken drehfest verbunden ist, der beim Auftreten von Relativ-Bewegungen zwischen dem treibenden und dem getriebenen Glied der Reibungskupplung die Klinken von dem Halteglied löst und ein Hydraulikventil von der Muffe bei gelösten Klinken betätigbar ist, welches in einen Hydraulikkreis eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkreis einerseits auf die lösbare Druckvorrichtung (21/22) und (30/31) zum Ein- und Ausrücken der Kupplungsscheiben (14, 15) der Reibungskupplung (10) einwirkt und andererseits mit einer Ventilunordnung (4, 4a) der Steuervorrichtung (3) in Verbindung steht, die bei Betätigung des Hydraulikventiles (22) durch die Muffe (23) abschaltbar ist und daß eine gleichzeitig mit der Abschaltung der Steuervorrichtung (3) auslösbare Bremse (9) vorgesehen ist, die auf einen das treibende Glied (11) der Reibungskupplung (10) drehenden Schneckenradantrieb (8) wirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung für die Kupplungsscheiben (14, 15) der Reibungskupplung (10) durch eine einen konstanten Druck ausübende Feder (20) und eine Feder (21) beaufschlagt ist, deren Federkraft erst über das Hydraulikventil (22) auslösbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (3) ein erstes Ventil (4) aufweist, welches von einer Sperrklinkenvorrichtung (3a), das Hydraulikventil (22) mit Druckmittel beaufschlagend, in Betriebsstellung gehalten wird, und daß ein zweites Ventil (4a) vorgesehen ist, welches bei Betätigung des Hydraulikventils (22) durch die Muffe (23) von dem Druckmedium (6) zur Lösung der Sperrklinken-Vorrichtung (3a) des ersten Ventiles (4) beaufschlagbar ist.