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Die Frfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Vorspann-
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kraft von Kettenkratzerförderern und Hobelanlagen durch Veränderung
des Abstandes der Kettensternachsen des Kettenkratzerförderers bzw. der Hobelanlage
zueinander. Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Regelung der Vorspannkraft
von Kettenkratzerförderern und Hobelanlagen, die mit einem über Zylinder teleskopierbaren
Haupt- und Hilfsantrieb ausgerüstet und damit Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
sind.
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Kettenkratzerförderer, insbesondere Strebförderer, und Hobelanlagen
im untertägigen Bergbau sind mit Ketten ausgerüstet, die dem jeweiligen Einsatz
zweckentsprechend dimensioniert sind.
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Dennoch ist es nicht zu vermeiden, daß aufgrund der beim Hobel-bzw.
Fördererbetrieb geforderten Kräfte diese Ketten mehr oder weniger gelängt werden.
Diese Längung der Ketten führt zu Hängekette, und damit besteht die Gefahr des iiberspringens
der Kette über den Kettenstern, oder es besteht die Gefahr von Kettenrissen aufgrund
von Festsetzen bzw. falschem Einziehen der Kette in die Kettenführung. Aus diesem
Grunde wurde bisher in der Praxis die Kette bei stillstehender Anlage durch Herausnehmen
einiger Kettenglieder jeweils vorgespannt. Bei Hobelanlagen hängt die optimale Vorspannkraft,
bei der gerade keine Hängekette entsteht, von der Hobelwiderstandskraft, der Stellung
des Hobels im Streb sowie den Reibbeiwerten zwischen Kette und Führung ab. Abwinkelungen
der Führungen und Feinkohle in den Führungen führen zu Reibbeiwerten, die wesentlich
über dem Reibbeiwert Stahl auf Stahl liegen. Bei Kettenkratzerförderern hängt die
optimale Vorspannkraft von der Größe und der örtlichen Verteilung es Zugkraftbedarfes
von Ober-und Untertrum ab. Bei den sich stets ändernden Betriebsverhältnissen ändern
sich auch die genannten Einflußgrößen und damit der Wert der momentanen optimalen
Vorspannkraft. Diese kann im Betrieb nicht jeweils für den ungünstigen Fall eingestellt
werden, da dieser
relativ selten auftritt und in allen übrigen
Fällen zu viel zu hohen Restvorspannungen führt, die sich der Zugkraftverteilung
im endlosen Trum überlagern würden. Dadurch würden das Schwinqunqsverhalten des
Systems sowie der Wirkungsgrad Kette/Kettenstern stark verschlechtert, wodurch wiederum
die Lebensdauer der Kette stark reduziert und die installierte Antriebsleistung
nur schlecht qenutzt werden würden. Verbesserungen hat man sich durch den einsatz
von teleskopierbaren Rinnen oder I-Iobeltriebwerken versprochen, die jedoch lediglich
dazu geführt haben, daß die notwendiqe Vorspannkraft einfacher aufgebracht werden
kann. Nach wie vor hängt der richtige Kompromiß zwischen zu geringer und zu hoher
Vorspannkraft unter Berücksichtiqung der gerade vorliegenden Betriebsverhältnisse
im wesentlichen von der Erfahrunq und Beobachtungsgabe des nedienunqspersonals ab.
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Auch bei den inzwischen eingesetzten teleskopierbaren Rinnen wird
die Vorspannunq manuell und nach Gefühl eingestellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und jeweils
die optimale Vorspannkraft einstellendes Regelverfahren und eine zu Durchführung
des Verfahrens geeignete Einrichtung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kettenzugkraft
des auslaufenden Kettentrums einer der Antriebe oder beide Antriebe kontinuierlich
auf Werte um Null liegend geregelt wird.
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Durch eine derartige Regelung der Kettenzugkraft ist gerade eben sichergestellt,
daß sich keine Hängekette bildet. Andererseits kann eine solche kontinuierliche
Regelung mit einfachen maschineLlen Tinricht:lngen bewerkstelligt wpr<I'n . ts
ist nur notwendig
eine der Summenkraft von ein- und auslaufenden
Kettentrum proportionale Größe, z. B. die Teleskopierkraft, den Teleskopierdruck
oder die Kettensternlagerkraft in Strebrichtung, sowie den Teleskopierweg im Bereich
mindestens eines Antriebes kontinuierlich zu messen und die Teleskopierzylinder
mit Hilfe einer Auswerte- und Ansteuereinheit zu schalten.
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Ist die am Hauptantrieb gemessene Summenkraft größer als die am Hilfsantrieb,
so besteht am Hilfsantrieb die Gefahr der Hängekettenbildung. Also wird der Teleskopierzylinder
am Hilfsantrieb geregelt. Ist die Summenkraft am Hauptantrieb kleiner als am Hilfsantrieb,
so besteht die Gefahr der Hängekettenbildung am Hauptantrieb und dementsprechend
wird der Teleskopierzylinder des Hauptantriebes geregelt. Ist dagegen die Summenkraft
an beiden Antrieben gleich, so besteht auch an beiden die Gefahr der Hängekettenbildung
und beide Zylinder werden entsprechend geregelt. Mit Zunahme des Teleskopierweges
steigt die Summenkraft, wobei die Anlagenlänge und auch der Zustand der Kette weitere
Beeinflussungspunkte darstellen. Um diese auszuschalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Bewegung der Teleskopierzylinder unter Berücksichtigung des Teleskopierweges
geregelt wird. Gleichzeitig wird die Federsteifigkeit der Kette bzw. des Kettenbandes
über die Auswerteeinheit mit einbezogen.
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Die Ansteuereinheit regelt den Weg des jeweils betroffenen Teleskopierzylinders
so, daß sich die entsprechende Summenkraftänderung
genau an der
Grenze zwischen den Proportionalitätsfaktoren bezüglich Hängekette im auslaufenden
Trum und keine Hängekette im auslaufenden Trum bewegt.
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Um zu verhindern, daß bei den Teleskopierzylindern von Haupt-und Hilfsantrieb
wesentliche Teleskopierwegunterschiede vorhanden sind und damit die Regelbarkeit
einseitig begrenzt ist, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Stellung beider
Teleskopierzylinder bei jedem Stillsetzen des Kettenkratzerförderers und/oder der
Hobelanlage gegeneinander ausgeglichen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch gelöst werden, indem man
statt zweier nur einen Zylinder an einem der beiden Antriebe verwendet. Bei Hobelanlagen
empfiehlt es sich dann jedoch, auch am gegenüberliegenden Antrieb die Summenkraft
zu messen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Einrichtung
zur Regelung der Vorspannkraft von Kettenkratzerförderern und Hobenanlagen vorgesehen,
die mit mindestens einem über einen Zylinder teleskopierbaren Antrieb ausgerüstet
ist, wobei jeweils dem Zylinder Meßvorrichtungen zur Ermittlung der Summenkraft
und des Telekopierweges zugeordnet und über eine Auswerteeinheit mit einer Ansteuereinheit
verbunden sind. Mit Hilfe einer derartige Einrichtung ist eine kontinuierliche tJberprüfung
der Summenkraft und des Teleskopierweges und damit eine Berücksichtigung aller wichtigen
Einflußgrößen möglich, so daß eine jeweils optimale Vorspannung sowohl bei Kettenkratzerförderern
als auch bei Hobelanlagen erreicht werden kann.
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Der technische Fortschritt und die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere
darin, daß erstmals eine kontinuierliche Regelung der Vorspannkraft von Kettenkratzerförderern
und/oder Hobelanlagen erreicht ist. Dadurch wird kontinuierlich sowohl während der
Produktförderung als auch während des Leerlaufs eine unnötige Belastung der Ketten
vermieden. Damit ist eine wesentlich höhere Lebensdauer sowohl der Ketten als auch
der anderen Antriebselemente verbunden. Wesentlich ist darüber hinaus der Vorteil,
daß die Einstellung und Regelung der Vorspannkraft kontinuierlich und automatisch
erfolgt, so daß das Eingreifen des Bedienungspersonals sich erübrigt.
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Die Gefährdung des Bedienungspersonals entfällt dadurch.
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Weitere Einzelheiten werden anhand der Zeichnungen erläutert.
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Dabei zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht eines Strebförderers mit
Hobel Figur 2 eine schematisierte Darstellung eines Strebförderers mit Meß-, Auswerte-
und Ansteuereinheiten.
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Figur 3 ein schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der automatischen Vorspannkraft-Regelung für eine Ilobelanlage Figur 4 eine schematisierte
Darstellung eines Ausführungsbeispiels der automatischen Vorspannkraft-Regelung
für einen Strebförderer und Figur 5 ein Blockschaltbild für den Auswertevorgang
der Meßwerte
Der in Figur 1 gezeigte Strebförderer 1 und der Hobel
2 werden jeweils mit Hilfe einer im Ober- und im Untertrum verlaufenden Kette durch
den Streb bewegt. Wie dargestellt, ist der aus einer ganzen Anzahl von gleich ausgebildeten
Förderrinnen 4 bestehende Strebförderer 1 mit Fördergut 3 belegt, das über den Hobel
2 auf den Förderer geladen wird. Der Hobel 2 bewegt sich zwischen Hauptantrieb 5
und Iiilfsantrieb 6 hin und her, während die Kette 8 des Strebförderers 1 als Endloskette
im Ober- und Untertrum über die Kettensterne 7 verläuft.
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Der Kettenstern 7; 7' ist in einem Antriebsrahmen verlagert, dessen
Anschlußrinne teleskopierbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann über die Zylinder
10, 11 die Achse 9 des Kettensternes 7 in beide Richtungen verschoben werden, wodurch
die Kette 8 gespannt oder entspannt werden kann.
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Figur 2 verdeutlicht die Anordnung und Ausbildung der einzelnen für
die Ermittlung und die Einstellung der Vorspannkraft vorgesehenen Einheiten. Mit
13 und 14 sind die Meßvorrichtungen bezeichnet, die die Summenkraft und den Teleskopierweg
ermitteln und diese Werte der Auswerteeinheit 15 zuführen. In der Auswerteeinheit
15 werden die ermittelten Meßwerte überprüft, verglichen und daraus dann über die
Ansteuereinheit 16 die Teleskopierzylinder 10,11 entsprechend beaufschlagt. Dementsprechend
werden die Zylinder 10, 11 ausgefahren oder aber eingezogen, je nachdem, ob die
Vorspannkraft erhöht oder verringert werden muß.
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Ist die maximale Ausfahrlänge der Zylinder 10, 11 erreicht, dann werden
einige Glieder der Kette 8 herausgenommen, was bei völlig entspannten Zylindern
ohne Gefahr geschehen kann. Nach Herausnahme der Kettenglieder wird die Kette bzw.
werden die Ketten dann wieder mit Hilfe der Zylinder 10, 11 gespannt, und die automatische
Nachspannung und Regelung der Vorspannkraft kann
sich den jeweiligen
Gegebenheiten und Einsatzbedingungen entsprechend wieder automatisch einstellen.
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Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur automatischen Vorspannkraft-Regelung
für eine Hobelanlage. Am Hauptantrieb 5 ist nur ein Teleskopzylinder 10 oder 11
vorgesehen, gemessen werden hier Summenkraft und FL1 und Teleskopierweg s. Am Hilfsantrieb
6 wird nur die Summenkraft FL2 gemessen. Bei Hobeltalfahrt 6 wird von der Auswerteeinheit
15 der Meßwert FL2, bei Hobelbergfahrt der Meßwert FL1 berücksichtigt.
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Das Ausführungsbeispiel in Figur 4 stellt eine Vorspannkraft-Regelung
für einen Strebförderer dar. Es wird ebenfalls nur ein Teleskopierzylinder 10 oder
11, hier am Hilfsantrieb, verwendet.
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Am Hilfsantrieb 6 werden des weiteren die Meßwerte Summenkraft FL
und Teleskopierweg s für die Auswerteeinheit 15 aufgenommen.
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Weitere Meßwerte vom Hauptantrieb 5 sind hierbei nicht vorgesehen.
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Wie das Blockschaltbild nach Figur 5 zeigt, werden von der Auswerteeinheit
15 die erforderlichen Meßwerte FL und s in regelmäßigen Zeitabständen logisch miteinander
verknüpft. Die Schaltung bildet aus den Meßwerten laufend den Quotienten Q aus Betrag
der Summenkraftänderung =9 FL zu Betrag der Teleskopierwegänderung s.
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Ist dieser Quotient Q kleiner oder gleich der Federsteifigkeit c der
Kette von Ober- oder Untertrum, so tritt an mindestens einer Stelle im endlosen
Kettenband Hängekette auf und der Teleskopierzylinder 10 oder 11 wird ausgefahren.
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Ist Q größer als c, so ist die Vorspannkraft zu groß und der Teleskopierzylinder
10 oder 11 muß eingefahren werden.
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Die Ansteuereinheit 16 sorgt für die jeweilige Beaufschlagung des
Teleskopierzylinders 10 oder 11.
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1 Strebförderer 2 Hobel 3 Fördergut 4 Fördererrinnen 5 Hauptantrieb
6 Hilfsantrieb 7,7' Kettenstern 8 Kette 9 Achse zu 7 10 Teleskop-Zylinder am Hauptantrieb
11 Teleskop-Zylinder am Hilfsantrieb 13 Meßvorrichtung am I-Tauptantrieb 14 Meßvorrichtung
am lIilfsantrieb 15 Auswerteeinheit 16 Ansteuereinheit