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Vorrichtung zur Ermittlung der Seilzugkraft
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einer seilangetriebenen Transportbahn Die Efindung betrifft eine
Vorrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung der Seilzugkraft einer seilangetriebenen
Transportbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung besteht die Halterung
für die Seilrollen aus zwei V-förmig gestalteten, mit Abstand parallel zueinander
angeordneten Blechen, welche über die Drehlagerungen für die Seilrollen miteinander
verbunden sind. Die Lagerstellen der Seilrollen befinden sich zum einen in den Endabschnitten
der beiden Halterungsschenkel und zum anderen im Scheitelpunkt dieser Schenkel.
Das Zugseil ist dabei derart zwischen den Blechen durch die Halterung geführt, daß
es zu den Schenkeln diagonal verläuft. Die Ablenkung des Zugseils im Bereich von
zwei aufeinanderfolgenden Seilrollen ist im Vergleich zu den in die Halterung einlaufenden
beziehungsweise auslaufenden Längenabschnitten nur gering, beispielsweise 40, und
damit merklich kleiner als die Abwinklung der beiden Halterungsichenkel relativ
zueinander. Die Querschnitte der Halterungsschenkel sind stark unterschiedlich groß
bemessen. Wenn nun das sich unter Belastung streckende Zugseil versucht, die beiden
endseitig der Schenkel vorgesehenen Seilrollen gegenüber der im Scheitelpunkt der
Schenkel befindlichen Mittelrolle in der Rotationsebene der Seilrollen zu verlagern,
so wird sich diese Verlagerung in einer Verdrehung der beiden über den im Querschnitt
größeren Schenkel miteinander verbundenen Seilrollen gegenüber dem Zugseil und infolge
der
unterschiedlichen Querschnittsbemessung der Schenkel in einer Biegung des Schenkels
mit dem schwächeren Querschnitt bemerkbar machen. Durch außenseitig des schwächeren
Schenkels aufgebrachte Dehnmeßstreifen kann folglich das Eintreten einer höheren
Zugseilspannung festgestellt und in einem entsprechenden Anzeige gerät umgeformt
und sichtbar gemacht werden.
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Nun ist es zwar möglich, die bekannte Vorrichtung in Abhängigkeit
von den sich bei einer bestimmten Seilvorspannung im Betrieb einstellenden Verhältnissen
der Seilrollenhalterung in bezug auf die Winkel der Schenkel zueinander und zu den
verschiedenen Zugseilabschnitten im Bereich der Halterung zu justieren.
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Da sich jedoch die Zugseilspannung aufgrund der sich während des Transportbetriebs
ändernden Belastungen des Seils stetig ändert, würde sich folglich auch die Kraft
ändern, die versucht, bei einer Streckung des Zugseils die Seilrollen zu verlagern.
Dies bedeutet aber, daß sich nicht nur der Winkel des Schenkels mit dem größeren
Querschnitt zum in die Seilrollenhalterung ein- beziehungsweise auslaufenden Zugseilabschnitt,
sondern auch die Winkelstellung des Schenkels mit dem schwächeren Querschnitt bezugleich
des Zugseilabschnitts zwischen der endseitig dieses Schenkels angeordneten Seilrolle
und der Seilrolle im Scheitelpunkt der Schenkel ändert. Damit weichen zwangsläufig
die über die Dehnmeßstreifen ermittelten Werte in Relation zur Justierposition ab
und können mit einem noch vertretbaren Aufwand meßtechnisch nicht bezüglich der
vorab eingestellten Justierposition korrigiert werden. Ea werden daher nur Näherungsergebnisse
erzielt. Eine exakte Ermittlung der jeweils tatsächlich herrschenden Seilzugkraft
ist dagegen nicht mdglich.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten
Gattung zu schaffen,
die unabhängig vom Spannungszustand des Zugseils eine einwandfreie kontinuierliche
Ermittlung der tatsächlichen Seilzugkraft während des Betriebs einer seilangetriebenen
Transportbahn, insbesondere des untertägigen Grubenbetriebs, erlaubt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Kernpunkt des erfindungsgemäßen Adankens ist die parallele Erstreckung
der Schenkel vom mittleren Steg aus zu den die Seilrollenhalterung durchlaufenden
und gegenüber den ein- beziehungsweise auslaufenden Zugseilabschnitten geringfügig
abgelenkten Zugseilabschnitten. Die Mittellängsachsen der Schenkel stoßen folglich
genau rechtwinklig auf diejenigen Ebenen, die jeweils die Achsen der Außenrollen
und deren Berührungspunkte mit dem Zugseil schneiden. Wird das Zugseil im Betrieb
Belastungen unterworfen, die von der bestimmten Zugseilvorspannung abweichen, so
wirkt sich eine beispielsweise dann höhere Zugseilspannung an beiden Schenkeln in
den Ebenen aus, die durch die Berührungsstellen der Außenrollen mit dem Zugseil
und ihre Lagerachsen verlaufen und genau rechtwinklig zu den Mittellängsachsen der
Schenkel liegen. Der parallele Verlauf der Schenkel zu den Zugseilabschnitten zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Seilrollen bleibt erhalten, so daß die bei höherer Zugseilspannung
dann höhere Biegespanung in den Schenkeln linear anwahst und über entsprechende
Anzeigegeräte in korrekter Relation zur Justierposition sichtbar gemacht werden
kann. In diesem Zusammenhang ist es im übrigen nebensächlich, ob sich die Außenrollen
relativ zur Mittelrolle verlagern oder ob sich die Mittelrolle relativ zu den Außenrollen
verlagert. Eine genaue Ermittlung der Seilzugkraft kann nämlich auch über eine Verlagerung
der Mittelrolle vorgenommen werden, welche sich aufgrund der erfindungsgemäßen
Ausbildung
exakt in der Ebene der Winkelhalbierenden zwischen den aus der Laufrichtung abgelenkten
Zugseilabschnitten bewegt.
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Die Genauigkeit der Messung der Seilzugkraft wird gemäß der Erfindung
noch dadurch weiter verbessert , daß in den Längenabschnitten der Schenkel zwischen
den Lagerstellen der Außenrollen und dem Steg fensterartige Aussparungen vorgesehen
sind, deren Höhe sich über ein wesentliches Maß der Schenkelhöhe erstreckt, wobei
auf den oberen und unteren Innenseiten der Aussparungen Dehnmeßstreifen aufgebracht
sind. Diese werden dann zweckmäßig im maximalen Biegebereich nach dem Prinzip des
doppelt eingespannten Biegebalkens angeordnet, so daß nur die Kräfte gemessen werden,
welche senkrecht zum Zugseil wirken.
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Infolge der Aussparungen werden mithin die Schenkel in im Querschnitt
vergleichsweise dünne Schenkelstege aufgelöst und dadurch definierte Sollbiegestellen
zu beiden Seiten des Halterungsstegs geschaffen. Sie weisn hinsichtlich der Biegespannung
weitgehend übereinstimmende Eigenschaften auf, wobei durch die Anordnung von Dehnmeßstreifen
auf den Innenseiten der bezüglich der neutralen Faser der Schenkel nach oben und
unten versetzten Leisten eventuell noch bestehende Spannungsdifferenzen ausgeglichen
und eliminiert werden. Dadurch, daß das Biegeverhalten in beiden Schenkeln vor und
hinter der Mittelrolle der Halterung festgestellt wird, werden Fehlmessungen praktisch
auf Null reduziert.
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Um ein und dieselbe Seilrollenhalterung auch bei unterschiedlichen
Seilduchmessern verwenden zu können, sieht die Erfindung vor, daß die in dem sich
im wesentlichen in der Ebene der Winkelhalbierenden zwischen den aus der Laufrichtung
abgelenkten Zugseilabschnitten erstreckenden Steg gelagerte Mittelrolle in dieser
Ebene verstellbar und feststellbar ist. Zu diesem Zweck weist der Steg eine in Laufrichtung
des Zugseils offene Durchbrechung auf, welche die Mittelrolle axial spielfrei aufnimmt.
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Von Vorteil ist es dann hierbei, wenn die Mittelrolle in einer Schiebekappe
gelagert ist, welche in Längsrichtung des Stegs durch ein entsprechend ausgebildetes
Verbindungselement sturenlos verstellbar und feststellbar ist. Die geführte Schiebekappe
übergreift den Steg haubenartig von außen, wobei die die Mittelrolle tragende Achse
als Hohlachse größeren Querschnitts ausgebildet und in Vertikalführungen des Stegs
verschieblich ist.
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In diesem Zusammenhang kann es dann ferner zweckmäßig sein daß dem
den Steg und die Schiebekappe verbindenen Element eine Kraftmeßdose zugeordnet ist.
Das Verbindungselement ist dann vorteilhaft durch eine Einstellschraube gebildet.
Die Verlagerung der Mittelrolle genau in der Ebene der Winkelhalbierenden stellt
hierbei eine exakte Ermittlung der erhöhten Spannung im Zugseil und deren Kenntlichmachung
über ein entsprechendes Anzeige gerät sicher.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung kann folglich die Ermittlung
der Seilzugkraft nur über die Schenkel der T-förmigen Halterung oder nur über die
im Steg der Halterung gelagerte Mitteolrolle erfolgen. Denkbar ist jedoch auch eine
Ausführungsform, bei der beide Möglichkeiten kombiniert sind. Der Vorteil dieser
Aus führungs form ist die Erzielung eines extrem genauen Mittelwerts aus den verschiedenen
Meßbereichen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Ermittlung
der Seilzugkraft in der Seitenansicht in der Betriebsstellung; Fig. 2 eine Draufsicht
auf die Vorrichtung der Fig. 1 ohne Zugseil;
Fig. 3 einen vertikalen
Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 gemäß der Linie 111-111 ohne Zugseil
und Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 gemäß der
Linie IV-IV, ebenfalls ohne Zugseil.
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Mit 1 ist in der Fig. 1 das Zugseil einer Hängebahn im untertägigen
Grubenbetrieb bezeichnet. Zur Ermittlung der Seilzugkraft wird an das Zugseil 1
eine T-förmige Halterung 2 mit drei wechselweise beiderseits des Zugseils 1 im selben
Abstand aufeinanderfolgenden Seilrollen 3, 4, 5 angehängt. Die Halterung 2 weist
einen mittleren Steg 6 und zwei sich etwa in Zugseilrichtung erstreckende Schenkel
7, 8 auf. Im Schnittpunkt 9 der Schenkel 7, 8 und des Stegs 6 ist die Halterung
2 massiv ausgebildet (siehe auch Fig. 3). Die Schenkel 7, 8 sind gabelartig gestaltet,
während der Steg 6 eine in Laufrichtung des Zugseils 1 offene Aussparung 10 aufweist
(Fig. 1, 2, 3).
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Endseitig der Schenkel 7, 8 sind über Querachsen 11, 12 jeweils Außenrollen
3, 5 gelagert, während die dritte Seilrolle als Mittelrolle 4 in der Aussparung
10 im Steg 6 gelagert ist.
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Die relative Anordnung der Seilrollen 3, 4, 5 zueinander ist derart,
daß das Zugseil 1 aus der Laufrichtung zunächst um einen Betrag von etwa 40 zwischen
der Außenrolle 3 und der Mittelrolle 4 abgelenkt, dann zwischen der Mittelrolle
4 und der Außenrolle 5 um denselben Betrag von etwa 40 zurückgelenkt ist und ansnließend
hinter der Außenrolle 5 wieder in die Laufrichtung übergeht. Zur exakten Führung
des Zugseils 1 beziehungsweise zum Anhängen der Halterung 2 an das Zugseil 1 besitzen
die Seilrollen 3, 4, 5 entsprenende Seilführungsrillen 13 (Fig. 2 bis 4).
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Aus der Fig. 1 ist erkennbar, daß die Schenkel 7, 8 der Halterung
2 nicht rechtwinklig an den Steg 6 angesetzt sind. Ihre Mittellängsachsen 14, 15
erstrecken sich vielmehr parallel zu den Zugseilabschnitten 16, 17 zwischen den
Außenrollen 3, 5 und der Mittelrolle 4. Die Nittellängsachsen 14, 15 stoßen folglich
jeweils senkrecht auf Ebenen 18, 19, die durch die Drehachsen 11, 12 der Außenrollen
3 5 und den Berührungspunkten der Außenrollen 3, 5 mit dem Zugseil 1 verlaufen.
Die Achse 20 der im Steg 6 gelagerten Mittelrolle 4 liegt genau in der Ebene der
Winkelhalbierenden 21 zwischen den aus der Laufrichtung abgelenkten Zugseilabschnitten
16, 17.
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Bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 1 und 4 ist zu erkennen, daß
in den Schenkeln 7, 8 etwa quadratische Aussparungen 22 vorgesehen sind, durch die
ober- und unterseitige, im Querschnitt relativ kleine Stege 23, 24 gebildet werden.
Auf den Innenseiten 25, 26 der Schenkelstege 23, 24 sind Dehnmeßstreifen 27 befestigt,
die über nicht näher dargestellte Verbindungsleitungen mit einem ebenfalls nicht
näher veranschaulichten Anzeigegerät verbunden ist, das in Abhängigkeit von der
Durchbiegung der Schenkelstege 23, 24, hervorgerufen durch eine sich ändernde Zugseilspannung,
die jeweilig herrschende Seilzugkraft anzeigt.
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Die Fig. 3 läßt besonders deutlich erkennen, daß im Schnittpunkt
9 der Schenkel 7, 8 mit dem Steg 6 die Halterung 2 massiv ausgebildet ist. Der sich
von hier aus aufwärts erstreckende Steg 6 besitzt die in Längsrichtung des Zugseils
1 offene Aussparung 10, in welcher die Mittelrolle 4 nahezu spielfrei angeordnet
ist. Die Mittelrolle 4 ist auf einem hohlen Bolzen 28 drehbar, welche in einer Schiebekappe
29 befestigt ist, die den Steg 6 haubenartig von oben übergreift. Der Hohlbolzen
28 durchsetzt ferner Führungsausnehmungen 30 im Steg 6. Niht näher dargestellte
Zwangs
führungen zwischen dem Steg 6 und der Schiebekappe 29 sorgen für eine exakte Verlagerung
der Schiebekappe 29, das heißt der Mittelrolle 4 in der Ebene der Winkelhalbierenden
21 zwischen den aus der Laufrichtung abgelenkten Zugseilabschniten 16, 17.
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Bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 1 bis 3 ist zu erkennen, daß
die Lage der Mittelrolle 4 bezüglich der Außenrollen 3, 5 in Längsrichtung des Stegs
6 einstellbar ist, um unterschiedlichen Seildurchmessern gerecht werden zu können.
Der Verlagerung dient eine Einstellschraube 31, welche mit einem Gewindeabschnitt
32 ein Gewindeloch 33 in der Schiebekappe 29 durchsetzt und mit einem zylindrischen
Abschnitt 34 in einer daran angepaßten Bohrung 35 in der Kopfplatte 36 des Stegs
6 geführt ist. Am freien Ende der Einstellschraube 31 ist nochmals ein Gewinde 37
vorgesehen, auf das eine Mutter 38 aufgedreht ist, durch die eine Kraftmeßdose 39
an der Innenseite 40 der Kopfplatte 36 des Stegs 6 festlegbar ist. Zwischen der
Kraftmeßdose 39 und dem vorstehend erwähnten, nicht näher dargestellten Anzeige
gerät besteht eine einfalls nicht näher dargestellte Übertragungsleitung.
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