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Sicherheitsvorrichtung für Fördermaschinen. Die betriebsmäßige Stillsetzung
elektrisch betriebener Fördermaschinen u. dgl. ist um so schwieriger und stellt
um so höhere Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Maschinisten, je mehr die Belastung
bei den einzelnen Förderzügen wechselt und je mehr die Geschwindigkeit von der Belastung
abhängig ist. Auch die Verwendung einfacher Retardiereinrichtungen (Kurvenschübe),
durch die der Steuerhebel bei Annäherung des
Korbes an die Hängebank
in die Nullstellung zurückgeschleppt wird, bietet in solchen Fällen bei Unachtsamkeit
des Maschinisten selbst bei Maschinen mit Seilausgleich nicht die Gewähr, daß die
Maschine ordnungsgemäß in der Hängebank zum Stillstand kommt. Ist diese Retardiervorrichtung,
beispielsweise bei einer durch Drehstrommotor angetriebenen Fördermaschine, für
die normale Lastförderung eingestellt, so wird sie bei Förderung geringer Lasten
zu spät wirken bzw. zu hohe Geschwindigkeiten gegen Fahrtende zulassen und beim
Einhängen von Lasten, falls dieses unter Stromrückgabe ans Netz, also übersynchron
erfolgt, ganz versagen, weil der von der niedergehenden Last angetriebene Motor
während der Zurückschleppung des Steuerhebels in die Nullage infolge der zunehmenden
Einschaltung von Widerstand in den Rotorstromkreis das Bestreben hat, seine Geschwindigkeit
zu erhöhen. Durch Anwendung besonderer Kurzschlußschalter für den Rotorkreis, die
etwa durch einen Fliehkraftschalter eingeschaltet werden, kann zwar einer Steigerung
der Geschwindigkeit vorgebeugt werden, doch müssen dann besondere Maßnahmen getroffen
werden, um den Motor nicht zu gefährden, falls der Maschinist Gegenstrom geben will.
Jedenfalls ist die Handhabung der Steuerung zwecks Stillsetzung der Maschine innerhalb
eines bestimmten Retardierweges bei derartigen Antrieben je nach Sinn und Größe
der Belastung eine ganz verschiedene.
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Es sind nun bereits Sicherheitsvorrichtungen und Fahrtregler für Fördermaschinen
bekannt geworden, die die Fördergeschwindigkeit, insbesondere auch während der Retardierperiode,
überwachen und bei Abweichung von einem zulässigen Wert selbsttätig die Steuerung
- verstellen oder eine Bremsvorrichtung einschalten, die selbsttätig wieder ausgeschaltet
wird, wenn die Geschwindigkeit den zulässigen Wert angenommen hat. Mit derartigen
Einrichtungen kann zwar die Stillsetzung der Fördermaschine in der Hängehank oder
in unmittelbarer Nähe derselben, auch bei Unaufmerksamkeit des Maschinisten erreicht
werden, und zwar unabhängig davon, wie groß die Belastung der Maschine ist und in
welchem Sinne sie wirkt, jedoch haben sie einen verhältnismäßig verwickelten Aufbau;
auch ist die Geschwindigkeitsregelung eine unstetige.
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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Fördermaschinen,
insbesondere solchen mit Drehstrommotorantrieb, durch die eine gleichmäßige Handhabung
der Steuerung zwecks Stillsetzung der Maschine und damit eine sichere Wirkung der
obenerwähnten einfachen Retardiervorrichtung bei allen Belastungsverhältnissen ermöglicht
wird. Sie benutzt dazu eine Bremse, die selbsttätig bei Vorhandensein einer Übersynchronen
Geschwindigkeit oder in Abhängigkeit von der Belastung zu Beginn des Retardierweges
zur Wirkung gelangt. Die Ausschaltung dieser selbsttätigen Bremse erfolgt selbsttätig
beispielsweise dann, wenn der Förderzug in die Hängebankstellung oder deren Nähe
gekommen ist, oder wenn die Geschwindigkeit auf Null bzw. fast auf Null gesunken
ist, oder wenn eine genügend starke betriebsmäßige Bremsung (Manövrierbreinse, Gegenstrombremse)
eingeschaltet wird. Für die Zwecke der Erfindung kann eine besondere Bremse vorgesehen
w Irden, es kann aber ,auch die Manövrierbremse hierzu benutzt werden.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens *ist auf der Zeichnung ein
Ausführungsbeispiel dargestellt, welches in schematischer Form die Schaltung der
neuen Einrichtung für den einfachen Fall zeigt, daß, beispielsweise wie bei Seilfahrtmaschinen,
in der Regel nur Lasten von bestimmter Größe gehoben und gesenkt werden sollen.
Beim Lastenheben zieht der Maschinist den Steuerhebel zwecks Stillsetzung der Maschine
nach einem durch die Betriebseigenschaften des Fördermotors und durch die Übung
gegebenen Gesetz während des Retardierweges allmählich in die Nullstellung zurück
oder läßt ihn durch die Retardierkurve am Teufenzeiger zurückschieben, falls diese
Retardiervorrichtung vorgesehen ist. Beim Lastensenken wird erfindungsgemäß während
der Stillsetzungsperiode selbsttätig eine zusätzliche Belastung durch eine mechanische
Bremse gegeben, damit der Steuerhebel nach dem gleichen Bewegungsgesetz zurückgezogen
werden kann wie beim Lastenheben. Als Bremse ist bei diesem Ausführungsbeispiel
die Manövrierbremse mitbenutzt.
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a ist der Fördermotor, der beispielsweise als Drehstrommaschine gezeichnet
ist. b ist der Anlasser desselben, der durch den Steuerhebel c geregelt wird. Als
Bremse ist bei= spielsweise eine durch Druckluft betriebene Backenbremsed vorgesehen.
Dieselbewird entweder mittels des Manövrierbremshebels dl betätigt, welcher denDreiweghahn
oderDruckregler e des Bremszylinders f steuert, oder durch Erregung
des Magneten h, der auf das ebenfalls als Dreiweghahn oder Druckregler ausgebildete
Steuerorgan g wirkt. Statt zweier Hähne g und e kann auch bei entsprechender Gestängeanordnung
ein einziges Steuerorgan Verwendung finden.
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Für das Lastensenken wird die Bremse d eingeschaltet, sobald der Motor
während der Retardierperiode übersynchron läuft. Hierzu
dient die
Kontaktvorrichtung m am Teufenzeiger n und der Kontakt -h an dem von der Fördermaschige
angetriebenen Fliehkraftregler i, wobei die Kontaktschienen mim Retardierbereich
des Teufenzeigerweges, der Kontakt h im Bereich der übersynchronen Geschwindigkeit
liegt. Falls die Kontaktvorrichtungen p, d2 und o, deren Zweck und Wirkungsweise
weiter unten erörtert wird, eingeschaltet sind, wird der Magnet lt eingeschaltet,
sobald auch die Kontakte in und h geschlossen sind. Hierdurch wird das Steuerorgan
g derart verstellt, daß Druckluft unter den Kolben des Bremszylinders f treten kann
und die Bremse zur Wirkung kommt. Zugleich wird der Umgehungskontakt L geschlossen,
so daß der Magnet h -auch bei Rückgang der Geschwindigkeit des Förderinotors, also
auch bei öffnen des Kontaktes lz eingeschaltet bleibt, bis er durch andere Betriebsmaßnahmen
ausgeschaltet wird. Wird z. B. _ der Bremsbehel dl in die St°llung II übergeführt,
bei der die Druckluft unabhängig von der Stellung des Steuerorgans g unter Vermittlung
des Druckreglers e auf die Bremse einwirkt, so wird die selbsttätige Bremsung überflüssig;
es wird dann der Stromlereis des Magneten h durch öffnen der Kontakte d2 selbsttätig
unterbrochen. Ebenso wird der Magnet h durch die Kontakte in des Teufenzeigers n
ausgeschaltet, wenn der Förderzug in die Hängebankstellung oder in die Nähe derselben
gelangt, tim dem Maschinisten in der Hängebankstellung oder deren unmittelbarer
Nähe die volle Gewalt über die Steuerung wiederzugeben, die ihm durch die selbsttätige
Bremse beschränkt war. Es kann auch zu dem gleichen Zwecke eine Einrichtung vorgesehen
werden, wodurch der Stromkreis des Magneten h geöffnet wird, wenn die Geschwindigkeit
der Fördermaschine bis auf Null oder nahezu bis auf Null gesunken ist. Dies kann
durch Kontakte p erreicht werden, welche sich bei entsprechender Stellung des Fliehkraftreglers
öffnen. Auch bei Bremsung mit Gegenstrom kann die selbsttätige Bremse ausgeschaltet
werden. Die hierzu erforderliche Schaltung ist in der Abbildung nicht mit angedeutet,
läßt sich jedoch unter Verwendung eines Drehrichtungsschalters und von Kontakteinrichtungen
-am Anlasser in bekannter Weise ausführen.
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Die genannten Maßnahmen, die die Ausschaltung der selbsttätigen Bremse
bewirken, verhindern natürlich auch deren Einschaltung trotz Vorhandenseins der
übersynchronen Geschwindigkeit zu Beginn des Retardierweges. Es kann also die selbsttätige
Bremse z. B. nur in Wirksamkeit treten, wenn der Manövrierbremshebel in der Stellung
steht, bei der dieBremse geöffnet bzw. nur mit geringem Druck angelegt ist. Wenn
eine selbsttätige Retardiervorrichtung vorhanden ist, braucht ferner die Einschaltung
der selbsttätigen Bremse nicht durch die Kontaktvorrichtung in- am Teufenzeiger
bewirkt zu werden, sondern es kann zu diesem Zwecke eine Kontaktvorrichtung o am
Steuerbock oder Steuerapparat benutzt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil,
daß in den äußersten Stellungen III und IV des Steuerhebels die selbsttätige Bremse
auch bei geschlossenem Kontakt h nicht eingeschaltet wird, so daß während der Fahrt
beim Lasteneinhängen Energie ins Netz zurückgegeben werden kann; erst wenn der Steuerhebel
durch die Retardiereinrichtung zurückgeschleppt wird, wird der Stromkreis von lt
bei übersynchroner Tourenzahl geschlossen und damit die Bremse aufgelegt. Zweckmäßig
erfolgt dann die Ausschaltung der Bremse in der, Nullstellung des Steuerhebels oder
deren unmittelbarer Nähe.
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Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit des Förderbetriebes kann mit
der eben beschriebenen Bremseinrichtung eine an sich bekannte Kurzschlußvorrichtung
q verbunden werden, welche durch die Kontakte s des Fliehkraftreglers i und den
Magneten i- betätigt wird, und welche den Rotor der Maschine bei einer bestimmten
übersynchronen Geschwindigkeit kurzschließt und ihn bei Rückgang der Geschwindigkeit
wieder öffnet. Da aber, solange der Kurzschluß des Rotors besteht, das Statorfeld
zwecks Gegenstrombremsung nicht umgekehrt werden darf, so ist es zweckmäßig, außerdem,
wie dies bereits vorgeschlagen ist, einen von dem Schalter q betätigten Sperriegel
t vorzusehen, der eine Zurückführung des Steuerhebels c in die Gegenstrombremsstellung
verhindert.
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An- Stelle des Fliehkraftreglers kann zur Einschaltung der selbsttätigen
Bremse und des Kurzschlußschalters ein Rückstrom- oder Rückwattrelais benutzt werden,
da beim Lasteneinhängen Strom ans Netz zurückgegeben wird. Die Wirkung der Kontakte
h und s wird dann durch entsprechende Kontakte an diesem Relais ausgeübt, so daß
h und s am Fliehkraftregler wegfallen können.
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Die bisher für den Fall des Lasteneinhängens näher erläuterte Einrichtung
kann derart weitergebildet werden, daß sie stets zur Wirkung kommt, wenn die Belastung
von der normalen abweicht. Für diesen allgemeinen Fall ist es erforderlich, die
selbsttätige Bremse während der Retardierung mit um so höherem Druck anzuziehen,
je geringer die Last beim Fördern bzw. je größer sie beim Senken ist. An Stelle
des Schalters am Fliehkraftregler ist dann ein Strom- oder
Wattrelais
anzuordnen, das in Art der Wattineter für beiderseitigen Ausschlag geschaltet ist.
Das Relais dient dann gleichzeitig dazu, die Stärke der Bremswirkung an dem als
Druckregler .ausgebildeten Organ g einzustellen. Es ist jedoch zweckmäßiger, hierfür
ein besonderes Reduzierventil (Druckregler) et zu benutzen. In diesem Falle genügt
es, h durch den Kontakt in oder o einzuschalten, so daß ein besonderer Kontakt am
Relais zur Einschaltung von lt nicht erforderlich ist. Das Relais dient vielmehr
dann nur zur Einstellung des Reduzierventils it, beispielsweise indem die Ankerwelle
des Relais mit dem Vorstellhebel von u verbunden wird. Das Relais m-ird selbsttätig
nur kurzzeitig, etwa kurz vor Beginn des Retardierweges oder auch, wenn sich die
Förderkörbe in Schachtmitte befinden, in den Stator- oder Rotorstromkreis des Fördermotors
a gelegt und verstellt entsprechend seinem Ausschlag das Reduzierventil it, das
sich in dieser eingestellten Lage versperrt halten muß, bis der Zug zu Ende ist.
Wird die normale Nutzlast gefördert, so wird it so verstellt, daß die Druckluft
vom Zutritt nach g abgesperrt ist. Wird dann g infolge der Einschaltung von h durch
in oder o geöffnet, so kann demnach beim Fördern der normalen Nutzlast keine Bremsung
eintreten. Dagegen wird beim Fördern einer geringeren Nutzlast das Ventil it so
verstellt, daß sich hinter u- ein Luftdruck ausbildet, der um so höher ist, je geringer
die Nutzlast ist und beim Einhängen der größten Last den höchsten Wert besitzt.
Es wird sich dann nach Öffnung von g ein derartiger Bremsdruck ausbilden, daß das
Drehmoment des Fördermotors während der Retardierperiode (las gleiche wird wie beim
Fördern der normalen Nutzlast, so daß bei allen Belastungen die gleiche Handhabung
der Steuerung zwecks Stillsetzung der Maschine ermöglicht wird.
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Die beschriebene Einrichtung kann in mannigfacher Weise abgeändert
werden. Von den genannten Maßnahmen für die Einschaltung und Ausschaltung der selbsttätigen
Bremse kann jede einzelne für sich oder zusammen mit einigen oder sämtlichen anderen
vorgesehen werden. Die Bremse kann natürlich auch bei Fördermaschinen zur Anwendung
gelangen, die eine Retardiereinrichtung nicht besitzen.