DE3223965A1

DE3223965A1 - Kabelspulvorrichtung

Info

Publication number: DE3223965A1
Application number: DE19823223965
Authority: DE
Inventors: Aleksei 20610 Turku Tschurbanoff
Original assignee: PERUSYHTYME Oy
Current assignee: PERUSYHTYME Oy
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1982-06-26
Publication date: 1983-01-20
Also published as: IT1153104B; FI64254C; US4583700A; IT8222183A0; SE460690B; NO156740B; AU8531382A; FR2508883B1; NO156740C; FI812108L; AU558373B2; DE3223965C2; JPS5883517A; ES8307418A1; ES513669A0; SE8204039D0; JPH0159808B2; FR2508883A1; NO822074L; FI64254B

Description

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( U 526 ) Kabelspulvorriohtung

Die Erfindung betrifft eine Kabelspulvorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptansprucbes, In Rücksicht auf Abgasprobleme geht die Tendenz bzgl. Transport-, Ladungs- und dgl. Fahrzeugen und auch Arbeitsmaschinen im Untertagebau dahin, die Diesel - * " antriebsaggregate durch elektrische Antriebe zu er -· setzen. Diese Entwicklung hat sich Jedoch wegen Problemen verlangsamt und zwar haben sich diese durch Kabelschwingen ergeben, die zwischen den Fahrzeugen und dem stationären elektrischen Netz erforderlich sind, wodurch sich bspw. ein beschränkter Operationsbereich, eine relativ kurze Lebensdauer des Kabels und ein Raumerfordernis ergeben, das ein Kabelzug verlangt.

Die vorbekannten Aufspuleinrichtungen erlauben keine zufriedenstellende Bewegung hinter dem Netzkabelanschluß, und deshalb besteht öfter ein Zwang, in einem Tunnel oder einer Passage voir Anschlußpunkt aus in nur einer Richtung operieren zu müssen. Dies verlangt eine doppelte Kabellänge vergleichsweise zu der Situation, in der ein Anschluß etwa in der Mitte eines Arbeitsbereiches angeordnet ist.

Die vorbekannten Aufspulsysteme sehen eine horizontal gelagerte Trommel am Rückteil eines Fahrzeuges vor, um das Kabel aufzuwickeln, das einen kreisförmigen Querschnitt hat. Das leere Innere einer solchen Trommel ist verschwendeter Raum, so daß ein solches System schon au3 diesem Grunde einen beträchtlichen Raum beansprucht.

Ein Kabel wird gewöhnlich durch vie kreuzweise angeordnete Rollen auf eine Tromr_u3l geleitet, welche Rollen mit einem Träger verbunden sind parallel zu Aufwickelelementen, wenn eine breite Trommel benutzt wird. Selbst bei einer geraden Vorwärtsbewegung fällt dabei das Kabel wellenartig ab. Das Kabel erstreckt sich von einem Fahrzeug gerade nach hinten, und jeder Wechsel des Fahrtrichtungswinkels biegt ein Kabel um einen Radius der Rollen, der unvermeidlich eher kleiner ist in Bezug auf den Durchmesser des Kabels.

Eine akzeptable Führung hinter dem Anschiußpunkt ist versucht worden, indem man an den hinteren Ecken eines Fahrzeuges große vertikale Rollen vorgesehen hat, die das Kabel längs der Seiten eines Fahrzeuges führen sollen. Aus praktischen Gründen habe diese Rollen aber auch einen kleinen Durchmesser und beeinträchtigen dadurch ein Kabel entsprechend, und außerdem sind sie nicht in der Lage, das Kabel mit ausreichender Sicherheit zu den Längsseiten eines Fahrzeuges zu führen.

Bekannt ist außerdem eLn System, bei dem ein Kabel mittels eines drehbaren Führungsarmes aufgenommen wird und zwar innerhalb einer Art von vertikal angeordneten Trommel. Die praktische Anwendung dieses Systems ist

•schwierig und zwar in Rücksicht auf seine komplizierte Konstruktion und auf sein Arbeitsprinzip, das zu Verdrehungen und zu Verwicklungen des Kabels führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.

Um diese Aufgab? zu erfüllen, ist die Kabelspulvorrichtung nach der Erfindung mit einem Kabelkollektor (bspw. eine Haspel odisr eine Scheibe) versehen, der auf einer vertikalen Aohse sitzt und auf dem ein Kabel mit vorzugsweise flachem, bandförmigen Querschnitt spiralig aufgewickelt ;wird und zwar im allgemeinen in einer einfachen Lage. '

Es ist zwar auch möglich, ein Kabel mit kreisförmigen Querschnitt zu benutzen, das in mehreren Lagen aufgewikkelt wird, aber einige Vorteile der Erfindung gehen dadurch verloren.

Gemäß der Erfindung wird ein Kabel von einem Fahrzeug durch Pührungselemente(bspw. einen Satz von !Führungsrollen) abgeführt, die am Ende eines Auslegerarmes angeordnet sind, der frei auf einer vertikalen Achse, konzentrisch zum Kollektor schwenkbar ist in Bezug auf eine gegebene Laufrichtung des Kabels.

Die Tatsache, daß der Ausleger und die Führungselemente, immer zur Fahrtrichtung fluchten, reduziert entscheidend die gewaltsame Verbiegung eines Kabels. Der Drehsektor kann begrenzt sein, so daß in seinen extremen Positionen der Auslegerarm nach seitwärds weist. Die Länge des Auslegers ist entsprechend derart angepaßt, daß der Kabelablaufpunkt in Extremstellungen außerhalb der Längsseiten des Fahrzeuges liegt.

Die Richtung des Einlaufes eines Kabels kann dann von der Frontseite eines Fahrzeuges her erfolgen, und ein Fahren hinter den Netzanschlußpunkt ist selbst bei beschränkten Raumverhältnissen sicher.

Die freie Schwenkbarkeit des Auslegerarmes in Laufrichtung eines Kabels wird gemäß der Grundkonzeption der Erfindung erreicht durch Anordnung eines Aufwickelmomentes derart, daß es zwischen dem Auslegerarm und dem Kollektor zur Wirkung kommt, was noch näher beschrieben wird.

Die Führungselemente sind derart angeordnet, daß das flache, bandförmige Kabel nur in Bezug auf seine Breitfläche gebogen wird, was bedeutet, daß selbst kleine nzw. enge Biegeradien möglich sind, ohne das Kabel zu beschädigen.

Bei einem flachen Kabel kann auch der Innendurchmesser eines Kabelkollektora sehr klein gehalten werden, und es wird diesbezüglich auch weniger Raum beansprucht. Selbst mit einem im Querschnitt kreisförmigen Kabel ist es vorteilhaft, eine eher flache, mit ihrer Achse vertikal gelagerte Haspel auf dem Boden eines Fahrzeuges anzuordnen, und die Ausnutzung des Raumes darüber ist geeignet, die äußeren Dimensionen eines Fahrzeuges zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Kabelspulvorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert«,

Es zeigt schematiach

Fig.1 in Draufsicht ein Grubenfahrzeug in verschiedenen Stellungen innerhalb eines Grubenganges;

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Pig.2 in Draufsicht die erfindungsgemäße Kabelspulvorrichtung mit ihren wesentlichen Teilen;

Pig.3 ein entsprechendes System gemäß P-jg.2 allerdings ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Merkmale;

Fig.4 in Seitenansicht eine spezielle Ausführungsform der Vorrichtung und

Pig.5 in Draufsicht die Vorrichtung gemäß Pig.4

Pig.1 zeigt die allgemeine Arbeitssituation des Systems, wobei ein Grubenfahrzeug t(gestrichelt angedeutet) am Netzanschluß 3 eines Kabels 2 vorbeifährt innerhalb eines Ganges von der Stelle A zur Stelle B. Die Aufspulvorrichtung 5, angeordnet auf dem hinteren Teil des Fahrzeuges 1 und voll ausgezogen dargestellt, hält ein Kabel 2 die ganze Zeit in geepanntem Zustand und vermeidet dadurch Verwicklungen.

An der Stelle A hat das Kabel 2 die Einlaufrichtung von der Vorderseite des Fahrzeuges 1 her, und der Ablaufpunkt eines Kabels 2 aus der Vorrichtung 5 liegt außerhalb der Längsseiten des Fahrzeuges 1.

Das Kabel 2 kann mit keinem Teil des Fahrzeu/res 1 in Berührung kommen und demgemäß auch nicht beschädigt werden. Die Stellen B und C verdeutlichen, wie das Kabel 2, wenn es von hinten einläuft, immer zum gleichen Punkt der Mittellinie des Fahrzeuges 1 läuft.

Die grundsätzliche Konüeption ist in den Piß;.?,3 verdeutlicht, während Flg.3 die Betriebsweise eines vorbekannten Systems darstellt, das im wesentlichen die gleichen Elemente aufweist.

Ein Kollektor 7 ist au:? der Längsmittellinie eines Fahrzeuges 1 angeordnet und dreht um eine vertikale Achse 6.

Der Kollektor enthält eine Haspel 8 zur Aufnahme des Kabels 2 und steht unter der Wirkung eines Aufwickelmomentes, dargestellt durch einen Pfeil M. Dan Kabel 2 läuft vom Fahrzeug 1 in Richtung der Zugkraft P durch Führungselemente 13 ab, die am Ende des Auslesers 11 angeordnet sind,der sich konzentrisch zum Kollektor 7 drehen kann. Die Stellung des Auslegers 11 in Bezug auf die Einlaufrichtung den Kabels direkt von der Hinterseite eines Fahrzeuges au» ist mit A bezeichnet, während zwei andere Eintrittsrichtungen mit B und C bezeichnet sind. !

Gemäß Fig.2 wirkt das Aufspulmoraent M, und das ist wesentlich, zwischen dem Kollektor 7 und dem Ausleger 11. Demgemäß ist die ganze Anordnung in der Lage, sich relativ zum Fahrzeug 1 um die Achse 6 zu drehen und demgemäß ist ferner die Gegenreaktion der Zugkraft P des Kabels 2 eine Kraft, die auf die Achse 6 wirkt und in entgegengesetzter Richtung auf der gleiohen geraden Linie in horizontaler Ebene.

Durch die Führungselemente 13, dje auf der gleichen geraden Linie angeordnet sind, wird das Kabel 2 immer auf den gleichen Punkt, nämlich die Achse 6 auf der Längsmittellinie des Fahrzeuges gerichtet.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig.3 wirkt das Aufwickelmo- . ment .im Gegensatz dazu in herkömmlicher Weise zwischen dem Kollektor 7 und dem Fahrzeug 1. Ein Ausleger 11 zusammen mit deinen Führungselementen 13 1st ebenfalls in herkömmlicher Weise frei drehbar gelagert und zwar relativ dreh bar sowohl zum Kollektor 7 als auch zum Fahrzeug 1.

Das Kabel 2 verläßt die Haspel 8 tangential in Richtung der Zugkraft P, weil der Ausleger 11 frei drehbar ist und das Kabel nicht zu einer Richtungs- bzw. Y.'inkeländerung zwingt. Die Gegenreaktion zur Kabelzugkraft P ist gegeben durch eine Tragkraft und ein auf die Achse wirkendes Moment, und demgemäß stellt sich der Ausleger niemals fluchtend zur Abzugsrichtung ein.

Bei einer Vielzahl von übererdigen Anwendungsfällen ( bspw. Rasenmähern od. dgl. Geräte) ist dies von keiner wesentlichen Bedeutung. Die Nachteile kommen jedoch bei Grubenfahrzeugen besonders zur Wirkung, bei denen der Durchmesser einer vollaufgespulten Haspel nahezu die Breite des Fahrzeuges einnimmt. Ein Kabel, das von der Seite einer Maschine abläuft, ist beschädigun/rsanfällig, und einas-vmmetrischer Ablaufpunkt, der nich gemä3 der Größe der Aufspulung ändert, erschwert das Fahren in engen Grubensiängen.

Bei der AusfUhrungsform nach Fig.4,5 ist ein flaches Kabel 2 zu einer spiraligen Haspel bzw. Spule 8 auf einen plattenförmigen Kollektor 7 aufgewickelt, der um eine vertikale Achse 6 drehbar ist. Diese Aufwicklung wird bewirkt durch die Führungsmittel 13, die am Ende des Auslegers 13 angeordnet sind. Für die Zuführung des Stromes ist das obere Ende der Achse 6 mit einer Schleifringanordnung 14 versehen, die nur gestrichelt angedeutet ist.

Der Ausleger 11 ist konzentrisch zumKollektor 7 derart angeordnet bzw. gelagert, daß di-e hohle Achse 12 des Auslegers 11 als Lager für die Achse 6 des Kollektors dient.

- 1o -

Die Achse 12 sitzt.in einem Lager 9, das am Fahrzeug 1 befestigt ist. Die Führungselemente 13 am Ausleger 11 umfassen ein Paar von Rollen 15 E, drehbar gelagert an vertikalen Achsen 13 D, die fest am Ausleger 11 sitzen, und ferner ist ein anderes Rollenpaar 13 A mit Achsen 13B und einem Führungsblock 13 C vorgesehen, die verbunden sind durch einen Querhebel 13 P. Dieser Querhebel 13 F ist schwenkbar am Ende des Auslegers 11 mit einer vertikalen' Achse 13 G benachbart zn den Rollen 13 D angeordnet.

Der Führungsblock 13 O sitzt'drehbar auf einer horizontalen Achse 13 H, verbunden mit dem Querhebel 13 F. Der Schwenkwinkel sowohl des Auslegers 11 als auch des Querhebels 13 P ist in horizontaler Ebene in einer Weise begrenzt, daß, falls nach rechts gedreht, sich diese Elemente in extremer Stellung gemäß Fig„5(gestrichelt angedeutet) befinden. Bei einer Einlaufrichtung des Kabels 2 direkt von derder Seite des Fahrzeuges 1, befindet sich der Ablaufpunkt des Kabels in einer Distanz S bzgl. der Längsseite des Fahrzeuges 1.

Dank der beschriebenen Konstruktion der Führungselemente wird ein flaches, bandförmiges Kabel 2 nur in der Verlaufsebene seiner Breitfläche gebogen.

Die Aufwicklung und Spannung des Kabels 2 wird bewirkt bspw. durch einenhydraulischen Motor 1o, der an der Hohlachse 12 des Auslegers 11 angeordnet ist und der direkt die Achse 6 des Kollektors 7 antreibt.

Die Richtung des Aufspulmomentes ist in Fig.5 durch einen Pfeil angedeutet.

Das ganze System bildet eine einzige Einheit, die auf dem Vertikallager 9 frei drehbar ist, das auf der Längsiaittellinie des Fahrzeuges 1 sitzt»

Gemäß dieser Ausbildung sind die auf die Haspel 8 als auch die Führungselemente 13 wirkende Kräfte innere Kräfte dieser Einheit und neutralisieren sich gegenseitige. Demgemäß ist die einzig äußere wirkende Kraft die Zugkraft des Kabels, die immer den Ausleger 11 und seine Führungselemente 13 in Richtung auf den Einlauf des Kabels 2 dreht, weil eine korrespondierende Tragkraft in der Drehachse wirkt und demgemäß kein Moment verursachen kann. Für die einheitliche Spannung des Kabels kann ein Motor 1o mit der Vorrichtung verbunden sein, der automatisch das Aufspulraoraent gemäß eines gegebenen Durchmessers der Kabelhaspel 8 steuert.

Fig.5 zeigt auch, daß dank der konzentrischen L des Kollektors und des Auslesers 11 der Ausleger selbst während seiner Schwingbewegung im wesentlichen innerhalb der Seitenlinien des Fahrzeuges 1 steht. Aus diesem Grunde kann das herausragende Teil eines Systems, das beschädigungsanfällig ist und dessen Länge primär bestimmt ist durch die Dimension S, sehr kurz gehalten werden.

Claims

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( 14 526 )

Patentansprüche:

' (iy Kabelspulvorriohtung insbesondere für elektrisch angetriebene Untertagefahrzeuge oder - arbeitsmaschinen mit Aufspüleinrichtung für ein flexibles Kabel, das auf ein um eine vertikale, auf der LHn-jsmittellinle des Fahrzeuges bzw. der Ka β oh ine- angeordnete Achse drehbares Aufnahmeelement gewickelt ist, wobei eine Endausgangsstelle für das Kabel relativ zum Fahrzeug bzw. zur Maschine tus Führungselementen gebildet ist, die am Ende eines konzen trisch um die Achse pendelbaren Auslegers angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß zum Aufwickeln und Spannen des Kabels(2} dnr Ausleger(11) drehmomentenwirksam zum drehbaren Aufnahmeelement(7) angeordnet und ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel(2) im Querschnitt flach bzw. bandartig ausgebildet ist»
3. Vorrichtung nach jedem der Ansprache 1,2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf das Aufnahmeeloment(7) wirkendes Drehmoment automatisch regelbar ist «remäß einem gegebenen Durchmesser der Kabelaufnahmehaspel(8), um eine konstante Aufwickel- und Spannkraft au erreichen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelsektor des Auslegers(i1 ) begrenzt ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,-daß die Führungselemente(13) reltiv zum Ausleger(1i) drehbar ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Berührung eines unverrückbaren Hindernisses sowohl das äußere Ende des Auslegers(11) als auch seine Fuhrungselemente(13) frei zur Überwindung des Hindernisses ausschwenkbar ausgebildet sind.