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Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen mittels Druckluftmotoren,
insbesondere Zahnradmotoren für Förderer Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Abbremsen mittels Druckluftmotoren, insbesondere mittels Zahnradmotoren für Förderer.
Dieses Verfahren hat man bisher in der Weise ausgeführt, daß der Druckluftmotor
die Außenluft ansaugt und bis auf den Netzdruck bringt, worauf dann die Luft entweder
dem Netz zugeführt oder wieder entspannt und abgeleitet wird. Das aus der Zeichnung
ersichtliche Entropieschaubild (Abb. i) zeigt nun, daß bei der erwähnten Kompression
ganz erhebliche Temperaturen der komprimierten Luft auftreten, die immer sehr lästig.
und vielfach sogar nicht zulässig sind. Nimmt man z. B. an, daß Außenluft von 30.°C
angesaugt wird, so würde die adiabatische Kompression von i ata auf 5 ata eine Lufttemperatur
von 202'C ergeben. Eine so hohe Temperatur ist in vielen Fällen, z. B. in
Grubenräumen, nicht mehr zulässig. Da -auch mechanische Bremsen wegen des hohen
Verschleißes und der starken Wärmeentwicklung bei dauernder Bremsung nicht vorteilhaft
sind, so besteht bisher eine befriedigende Bremsvorrichtung, insbesondere für abwärts
gehende Lasten im Untertagebetrieb, nicht.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man den Motor zwecks Bremsung doch
als Kompressor laufen lassen kann, ohne daß unzulässig hohe Temperaturen auftreten.
Diese Möglichkeit wird dadurch geschaffen, daß man die Maschine zur Verdichtung
der Netzluft auf :einen höheren Druck als den Netzdruck. benutzt. Nach der Erfindung
entnimmt also die Maschine dem Netz Druckluft und verdichtet diese auf eine höhere
Spannung. Für die abzubremsende Leistung ist im wesentlichen der Druckunterschied
zwischen der angesaugten Luft und der zusammengedrückten Luft maßgebend. ' In dem
Beispiel auf Seite i ist die Temperaturerhöhung bei einem Druckunterschied von i
auf 5 ata betrachtet worden. Bei einer Verdichtung von Druckluft von 5 ata auf 9
ata und einer Anfangstemperatur von 30° C entsteht eine Endtemperatur von 84'C (s.
Schaubild). Eine derartige Temperatur kann als durchaus zulässig bezeichnet werden.
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Zur Verdichtung von i kg Luft von 5 ata Luft auf g ata sind i3 Wärmeeinheiten
notwendig, während zur Verdichtung von i kg Luft von i ata auf 5 ata ¢3 Wärmeeinheiten
notwendig sind. Da aber beim Ansaugen
von Luft von 5 ata dem Gewicht
nach fünfmal so viel Luft angesaugt wird als beim Ansaugen von Luft von i ata, so
werden bei
| der Kompression der Luft von 5 ata 5'x, :. ' |
| = 65 Wärmeeinheiten benötigt. Es kann _ |
| eine größere Leistung im Motor abgebre |
| werden als in dem ersten Beispiel, obwä |
eine bedeutend geringere Endtemperatur aut-' tritt.
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Man ist also durch die Erfindung in der Lage, erhebliche Arbeiten
beim Niedergehen von Lasten aufzunehmen, ohne hohe Temperaturen in Kauf nehmen zu
müssen. Die aus dem Druckluftnetz entnommene Luft, welche beim Abbremsen von der
Maschine auf höheren Druck als den Netzdruck gebracht worden ist, kann dem Netz
wieder zugeführt werden, so daß ein Verlust an Druckluft nicht entsteht.
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Die Einrichtung zur Ausführung des erläuterten Bremsverfahrens kann
z. B. darin bestehen, daß man die Auspuffseite eines an sich bekannten Preßluftmotors
drosselt, während die Eintrittsseite weiter an das Netz angeschlossen bleibt. Der
Motor arbeitet dann gegen einen Gegendruck. Der Raum hinter der Drosselstelle kann
gegebenenfalls mit dem Druckluftnetz in Verbindung gebracht werden, wodurch die
aus dem Netz zum Bremsen entnommene Luft wieder nutzbar gemacht wird.
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Will man an dem Motor selbst möglichst wenig Änderungen vorsehen,
so kann auch die Einrichtung nach der Abb. z Anwendung finden. Wird der Motor in
der üblichen Weise, z. B. zum Antrieb des aufwärts fördernden Bandes F, benutzt,
so wird bei A Druckluft eingelassen. Diese durchströmt den z. B. aus einem Drosselkolben
bestehenden Regler B und wird vom Umsteuerhahn C in den Kanal i geleitet. Die Druckluft
setzt dann die Zahnräder 3 und ¢ des Zahnradmotors D im Sinne der gestrichelt gezeichneten
Pfeile in Umdrehung und tritt bei 5 und 6 aus, um durch den Stutzen 7 hinter G ins
Freie zu gelangen. ' Soll auf dem Band F abwärts gefördert werden, so sucht die
Last das Förderband durchzuziehen, was ein Durchgehen des Antriebs zur Folge haben
kann. Die deshalb notwendige Bremsung wird gemäß der Erfindung dadurch hervorgebracht,
daß die Auspuffseite der Maschine mit dem Druckluftnetz verbunden wird, worauf die
Netzluft auf einen über der Netzspannung liegenden Druck komprimiert wird. Die Leitung
H ist an das Druckluftnetz angeschlossen. Die Luft gelangt von ihr aus über den
Dreiweghahn Gr zum Austrittsstutzen 7 und von dort, immer im Sinne der in ausgezogenen
Linien dargestellten Pfeile, über die Zahnräder 3 und 4., von diesen durch die Leitung
z und den Hahn C sowie das Reglergehäuse B zu einem weiteren Dreiweghahn I(. Von
diesem aus
| wird die Luft über das RückschlagventilM |
| in Netz oder einem Verbrauchergerät zuge- |
| elir t. |
'`>':Diese Schaltung des Motors hat noch den besonderen Vorteil, daß der Regler
B auch für das Bremsen benutzt werden kann. Läuft unter dem Einfluß des auf dem
Förderer befindlichen abwärts gehenden Gutes der Motor zu schnell, so drosselt der
Regler die von C nach A führende Leitung, d. h. die als Kompressor wirkende Maschine
muß dann gegen einen höheren Gegendruck arbeiten. Sie wird dadurch energisch abgebremst
und fällt wieder auf die gewünschte Drehzahl zurück. Es ist also keinerlei Änderung
am Regler erforderlich; vielmehr arbeitet er beim Bremsen mit derselben Einstellung
und genau so einfach wie beim Heben der Last.
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Wenn das Förderband F im Abwärtssinne zunächst unbelastet anlaufen
soll, so daß es den als Kompressor geschalteten Motor nicht durchzuziehen vermag,
so wird zweckmäßig etwa bei A oder I< eine Möglichkeit vorgesehen, die
von der Auspuffseite her einströmende und die Maschine durch die Leitung i verlassende
Luft ins Freie zu leiten. Das Band wird also zunächst im Abwärtssinne angetrieben,
um dann allmählich mit Gut beladen zu werden, :wodurch es von selbst weiterläuft,
so daß dann die genannte Verbindung mit der Außenluft abzuschließen und die in-der
Zeichnung dargestellte 'Schaltung herzustellen ist. Diese Schaltung kann selbstverständlich
auch auf selbsttätigem Wege herbeigeführt werden.
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Die Erfindung ist nicht nur für Zahnradmotoren verwendbar, vielmehr
allgemein für jede A_ rt von Motoren, die durch ein gasförmiges Mittel betrieben
werden.
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In manchen Fällen wird es möglich sein, den erhöhten Druck der beim
Bremsen komprimierten Luft auszunutzen, indem man die Luft in Werkzeuge leitet,
die auch mit einer höheren als der Netzspannung arbeiten. Auf jeden Fall ist es
zweckmäßig, die durch die Maschine gegangene Luft alsbald den Verbrauchergeräten
zuzuführen.
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Das Verfahren läßt sich mit Vorteil dort verwenden, wo Energie in
eine unschädliche Form umgewandelt werden soll.