DE3727800A1 - Walzenlader fuer den untertagebetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenlader für den Untertagebetrieb, der mit wenigstens einer das Mineral lösenden, von einem eigenen Asynchronmotor angetriebenen Schneidwalze und wenigstens einer die Fahrbewegung erzeugenden, von einem eigenen Asynchronmotor angetriebenen Winde ausgerüstet ist, die zur Drehzahlregelung über Umrichter mit dem Streckennetz verbunden sind.

Die deutsche Patentanmeldung P 37 16 668.9 zeigt und beschreibt einen mit einer Winde ausgerüsteten Walzenlader für den Untertagebetrieb, dessen Winde einen quer zur Maschinenfahrtrichtung angeordneten, als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor besitzt. Dieser Antriebsmotor treibt über ein Untersetzungsgetriebe ein in eine Zahnstange oder Kette eingreifendes Antriebsrad an und ist als Drehstrom-Kurzschlußläufer ausgebildet, der über einen Frequenzumrichter, beispielsweise einen stufenlos verstellbaren Transistorumrichter, mit Antriebsenergie versorgt wird.

Weiterhin gehört es zum vorbekannten Stand der Technik, wie aus der DE-AS 12 33 356 hervorgeht, elektrisch angetriebene Schrämmaschinen mit zwei Elektromotoren auszustatten, von denen einer die Winde und der andere das Schrämwerkzeug antreibt. Beiden Motoren wird die einem Drehstromnetz entnommene Antriebsenergie über steuerbare Gleichrichter zugeführt, die von Siliziumzellen (Thyristoren) gebildet werden. Dabei ist der das Lösewerkzeug antreibende und auch der die Winde antreibende Elektromotor als Drehstrommotor ausgebildet und erhält seine Antriebsenergie über dem Streckenschütz zugeordnete, steuerbare Siliziumzellen. Frequenz und/oder Ausgangsspannung des den Motoren zufließenden Belastungsstromes sind stufenlos steuerbar. Drehzahl und/oder Belastungsstrom und somit das Motordrehmoment können daher auf jeden gewünschten Wert eingestellt und infolgedessen Winde und/oder Schrämwerkzeug stufenlos auf die jeweils günstigste Geschwindigkeit gebracht werden. Hierzu sind aber Steuerleitungen erforderlich, damit der Bedienungsmann der Schrämmaschine auf die dem Streckenschütz zugeordneten steuerbaren Gleichrichter einwirken und die Schrämwalzendrehzahl und/oder die Fahrgeschwindigkeit der Schrämmaschine im gewünschten Sinn beeinflussen kann. Da Winden- und Schneidwalzenmotor unabhängig voneinander regelbar sein müssen, um die Fahrgeschwindigkeit eines Walzenladers den jeweiligen Untertageverhältnissen anpassen zu können, werden hierzu getrennte Schrämkabel benötigt, die Streckenschütz und Schräm- bzw. Windenmotor miteinander verbinden. Ordnet man dagegen die zur Drehzahlregelung dieser Motoren benötigten Einrichtungen innerhalb des Maschinenkörpers an, so wäre dazu Bauraum erforderlich, der die Abmessungen eines Walzenladers ganz erheblich vergrößern würde.

Die Erfindung hat eine Lösung zum Ziel, die sich durch eine besonders raumsparende Ausbildung und Anordnung der die Antriebsmotoren von Schneidwalze und Winde mit elektrischer Energie versorgenden und die Walzendrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit der Maschine bestimmenden Einrichtungen auszeichnet.

Sie geht dazu von einem Walzenlader für den Untertagebetrieb aus, wie er eingangs erläutert ist, und schlägt vor, einen in der Strecke angeordneten Gleichrichter vorzusehen, der über eine Schrämleitung mit auf dem Walzenlader befindlichen Wechselrichtern verbunden ist, von denen zwei dem Antriebsmotor der Winde bzw. den Antriebsmotoren der Winden und einer dem Antriebsmotor der Schneidwalze bzw. den Antriebsmotoren der Schneidwalzen zugeordnet ist. Teilt man den Umrichter in der vorgeschlagenen Weise auf, so läßt sich ein wesentlicher Teil des zur Frequenzänderung der elektrischen Antriebsenergie erforderlichen Umrichters in der Strecke unterbringen und Bauvolumen innerhalb des Maschinenkörpers einsparen oder für andere Zwecke nutzbar machen. Außerdem erübrigen sich bei dieser Anordnung zur Strecke führende besondere Steuerleitungen, da der Bedienungsmann bei der vorgeschlagenen Lösung die zur Drehzahländerung der Schneidwalzen oder zur Änderung der Fahrgeschwindigkeit des Walzenladers erforderlichen Frequenzänderungen der Motorströme über die innerhalb des Maschinenkörpers befindlichen Wechselrichter einleiten kann.

Vorteilhaft ist es, wenn jedem Antriebsmotor der Schneidwalzen ein eigener Wechselrichter zugeordnet ist. In diesem Fall ist es möglich, die beiden Schneidwalzen mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten zu betreiben und die jeweils nachlaufende Schneidwalze, die vielfach nur das Gewinnungsfeld zu räumen und von Haufwerksresten freizuhalten oder aber den am Liegenden noch anstehenden Sohlepacken zu lösen hat, mit niedrigerer Drehzahl umlaufen zu lassen, um die hier besonders starke Staubentwicklung zu reduzieren.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Schrämleitung auch mit zwei Leitungsaderpaaren ausgerüstet sein, von denen eines die elektrische Verbindung zwischen dem Streckenschütz und den Antriebsmotoren der Schneidwalzen herstellt, während das andere den in der Strecke befindlichen Gleichrichter mit den Wechselrichtern der Antriebsmotoren der Winden verbindet. In Fällen, in denen eine Drehzahlregelung der Antriebsmotoren der Schneidwalzen nicht erforderlich ist, läßt sich die vorgeschlagene Lösung in einer Weise verwenden, die einerseits die Regelbarkeit der Windenmotoren in beiden Drehrichtungen sicherstellt und bei der andererseits den nicht regelbaren Schneidwalzenmotoren die elektrische Antriebsenergie vom Drehstromnetz der Strecke direkt zugeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden Beschreibungsteil näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 einen auf einem Strebfördermittel verfahrbaren Walzenlader in Draufsicht;

Fig. 2 das Schaltschema der innerhalb des Maschinenkörpers befindlichen Wechselrichter.

Mit (1) ist das Strebfördermittel bezeichnet, über dem der Walzenlader (2) verfahrbar ist. Letzterer besteht aus einzelnen Baueinheiten, wie den beiden Walzenköpfen (3), den beiden Winden (4) und der Energieeinheit (5). Jedem der beiden Walzenköpfe (3) ist ein schwenkbar gelagerter Tragarm (6) zugeordnet, der mit einer Schneidwalze (7) besetzt ist. Die beiden Winden (4) besitzen je ein nicht dargestellles Antriebsrad, mit dem sie in die Zahnstange (8) eingreifen, die sich im Bereich der versatzseitigen Wand des Strebfördermittels (1) befindet. Seine Antriebsenergie erhält der Walzenlader (2) über die Schrämleitung (9), die die Energieeinheit (5) des Maschinenkörpers mit einem in der Strecke (10) befindlichen, nicht dargestellten Schütz verbindet.

Ein Gleichrichter (11), der dem Schütz nachgeschaltet und gleichfalls in der Strecke (10) angeordnet ist, steht über Leitungen (RST) mit dem Schütz in Verbindung. Mittels seiner Thyristoren (12) wandelt er die ihm zugehende Wechselspannung des Streckennetzes in eine Gleichspannung um und führt dem Walzenlader (2) einen mit Hilfe des RC-Gliedes (13) geglätteten Gleichstrom zu. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Gleichstrom von zwei Aderpaaren übertragen, die gemeinsam in der Schrämleitung (9) angeordnet sind. Die Adern (14, 15) gleicher Polarität beider Aderpaare stehen mit jeweils einem der Anschlüsse der Wechselrichter (16, 17, 18) in Verbindung und versorgen deren Leistungstransistoren (19) mit einer Gleichspannung. Letztere sind innerhalb der Energieeinheit (5) des Walzenladers (2) untergebracht.

In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Schneidwalze (7) ein Antriebsmotor (20) oder (21) zugeordnet, der sich innerhalb des jeweiligen Walzenkopfes (3) befindet. Sie werden über einen für den EIN-QUADRANTEN-BETRIEB ausgelegten gemeinsamen Wechselrichter (18) mit einer Spannung veränderbarer Frequenz versorgt, da sie stets mit gleichem Drehsinn und, in diesem Ausführungsbeispiel, mit gleicher, aber variabler Drehzahl umlaufen. Auch jede Winde (4) ist mit einem Windenmotor (22) bzw. (23) ausgerüstet, die am Ende des Maschinenfahrweges ihre Drehrichtung umkehren müssen. Sie werden gemeinsam über zwei für den VIER-QUADRANTEN-BETRIEB ausgelegte Wechselrichter (16, 17) mit einer Spannung veränderlicher Frequenz versorgt. Bei allen Antriebsmotoren (20, 21, 22, 23) handelt es sich um Asynchronmotoren, deren Drehzahl durch Verändern der Frequenz des Drehfeldes beeinflußt werden kann. Derartige Frequenzänderungen lassen sich mit Hilfe der Leistungstransistoren (19) vornehmen und vom Bedienungsmann des Walzenladers (2) in der durch die Untertageverhältnisse bedingten Größenordnung am Walzenlader (2) einstellen.

Claims (3)

1. Walzenlader für den Untertagebetrieb, der mit wenigstens einer das Mineral lösenden, von einem eigenen Asychronmotor angetriebenen Schneidwalze und wenigstens einer die Fahrbewegung erzeugenden, von einem eigenen Asynchronmotor angetriebenen Winde ausgerüstet ist, die zur Drehzahlregelung über Umrichter mit dem Streckennetz verbunden sind, gekennzeichnet durch einen in der Strecke (10) angeordneten Gleichrichter (11), der über die Schrämleitung (9) mit den auf dem Walzenlader (2) befindlichen Wechselrichtern (16, 17, 18) verbunden ist, von denen zwei dem Antriebsmotor (22) oder (23) der Winde (4) bzw. den Antriebsmotoren der Winden (4) und einer dem Antriebsmotor (20) oder (21) der Schneidwalzen (7) bzw. den Antriebsmotoren (20, 21) der Schneidwalzen (7) zugeordnet ist.

2. Walzenlader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Antriebsmotor (20, 21) der Schneidwalzen (7) ein eigener Wechselrichter (18) zugeordnet ist.

3. Walzenlader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrämleitung (9) mit zwei Leitungsaderpaaren ausgerüstet ist und eines dieser beiden Aderpaare die elektrische Verbindung zwischen dem Streckenschütz und den Antriebsmotoren (20, 21) der Schneidwalzen (7) herstellt, während das andere Aderpaar den in der Strecke (10) befindlichen Gleichrichter (11) mit den Wechselrichtern (16, 17) der Antriebsmotoren (22, 23) der Winden (4) verbindet.