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Steuervorrichtung für mehrere sich untereinander steuernde und im
Zusammenhang arbeitende Druckluftmotoren Bei maschinellen Anlagen, deren einzelne
durch selbständige l,,raftmaschi-nen an-"etrieben werden, bei denen die Belastung
ciii(2#; diesür Teile von der Leistung der anderen bedingt ist, ergibt sich die
Notwendigkeit, die Leistung der letzteren nach der Leisti-iii"sfiilii-keit des ersteren
Teils zu regeln. Dieser Fall liegt beispielsweise vor, wenn ein von einem Diuckluftmotor
angetriebenes Förderband von einem oder mehreren anderen Förderhändern, Schüttelrinnen
o. dgl. beschickt wird -, die ebenfalls durch jü einen selbständigen Druckluftmotor
angetrieben werden. Ein weiteres Beispiel stellen die maschinellen Anlagen zum Rauben
von Grubenstempeln mittels zweier Zugmittel dar, von denen das eine, beispielsweise
durch eine Druckluftwiude angetrieben,aie Stempel lediglich entlastet, während das
-andere zweckmäßig durch einen Drucklufthas el aligetriep bene Zugmittel die entlasteten
Stempel abschleppt. Es war bisher üblich, in solchen Fällen die verschiedenen Antriebsmotorenvon
Hand zu regeln. Das setzt voraus, daß die mit den rein ber-männis,clien Arbeiten
betrauten Arbeitskräfte des öfteren sich zu den Maschinen begeben, womit regelmäßig
dann große Zeitverluste verbunden sind, wenn, wie es im Grubenbetrieb in der Regel
der Fall ist, diese Maschinen sich in größerer Entfernun von den Gewinnungsstätten
der Erze 9
oder Kohlen befinden.
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Vorliegende Erfindung setzt sich nun die Aufgabe, eine Steuervürrichtun,-
zu schaffen, welche die Regelun- der Arbeitsleistung der einzelnen Teile der maschinellen
Anlage selbsttäti- vornimmt, damit die fortgesetzte C
überwachung der Antriebe
entbehrlich ist.
Auch soll durch diese Vorrichtun- diu vielfach
C
zu lan-sam vor sich -ehende. Steuerun- voll Hand durch eine unverzüglich
ansprechende Regelung ersetzt werden.
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Die neue Steuervorrichtung für inehreru sich witercinander steuernde
und im Züisammenhang arbeitende Druckluftmotoren -,einäß der Erfindung bestellt
darin, daß in der zUr steuernden Maschine führenden Druckluftzulehung ein Speicherliehälter
mit einer vor'.eschalteten Drosselvorrichtung angeordnet ist, dein Druckluft in
Abhängigkeit vnii der Belastung der steuernden Maschine entnommen wird -, und daß
auf den damit vorhundenen Druckabfall im Speicher an-.,prechende Steuerkörper vorgesehen
sind, "velche die Druckluftzufuhr zu den gesteuerten Maschinen regeln.
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Zweckmäßig ist dabei der Triebmittelspeicher mit all- und abschaltbaren
Zusatzzclleii versehen. Auf diese Weise kann der Rauminhalt des Speichers nach Belieben
verändert und die Empfindlichkeit der gesamten Anlage in den gewünschten Grenzen
eiligestellt werden. Sollen beispielsweise die gesteuerten Maschinen sich sehr schnell
Änderungen im Betrieb der steuernden Maschine anpassen, so ist der Inhalt des Speichcrs
durch Abschaltung von Zusatzzellen entsprechend züi verkleinern. Es wird darin eine
vermehrte Entnahme voll Triebmittel durch die steuernde Maschine sehr schnell zu
einem fühlbaren Absinken des Druckes im Speicher und damit züi einem baldigen Ansprechen
der verschiedenen Steuerkörper führen. Soll dageg gen die Empfindlic hkeit
der Anla-e b -erinsein. so u-ären tim#,ek-ehrt Zellen zuzuschalten. Bei einem besonders
zi#-eckmäi,')igei-i Ansführungsbeispiel der neuen Steuervorrichtung ist die steuernde
Maschine unmittelbar an die Druckluftzuleitung angeschlossen und steht ferner mit
einer Vorrichtun- züm Dii-rcbschleusen von Druckluft aus dem Speicher bzw. eiliuin
Druckluftmotor in treibender oder stutiernder Verbindung, ferner ist in den Speicher
ein als Stufenschiuher ausgebildeter odiur ähnlich wirkender Steuerkörper mit seiner
lyrölicr(-ii Steuerfläche an-eschlossen, der all seiner kleineren Steuerfläche dauernd
unmittelbar voll der Druckhiftzuleitung aus beaufschlagt ist und nach Maßgabe des
Speicherdruckes die Druckluftzufuhr zu den ge-,teuerten Maschinen regelt.
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Bei Steuervorrichtungen dieser Art sind nach einem weiteren Merkmal
vorliegender Erfindun- zur Zufuhr der Druckluft zu den gesteuerten '#-l#iscliineii
mit ihrer größeren Be-;llifscl,la",uii'-,sfläche jeweils an den Speicher
all Oc#chlossene Stufenschieber vorgesehen, welche cleinjenigen Stufenschieber,
der all seiner kleir,(-i-(ii Stutierfl,-ichu dauernd unmittelbar von (lvr
Druckhiftzuleitung aus buaufschlag, ist, in Ströniungsrichtun- der Luft nachgeordnet
sind; jeder dieser Schieber leitut dem nächstfolgenden die Druckluft zu und weist
zum. Speicherilniern hin eine. größere lluaufschlagungsfläche auf als der in Ströillullgsrichtung
der Luft jeweils vorbergehc,iid,e: dabei siiid die zur Druckluftzufuhrleitung hin
gelegenen Beaufschlagungsflächen aller Stufenschieber -1,eich -roß.
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Die Druckschwankun g en ini Speicher könneu in verschiedener
Weise erzeugt werden. So kann die steuernde Maschine züi diesem Zweck init einer
Vorrichtuag in Verbindung stehen, welche nach Maßgabe ihrer Drehzahl Triel)mittel
aus dem Speicher an die Atninsphäre durchselileust; diese kann aus einem Druckluftmotor
bestehen, weIcher ohne Lei-#;tung nur im Leerlauf arbeiten soll, infolgedessen klein
und billig sein kann. Zum Durchschleusen voll Luft kann aber auch eine schleusenartige
Vorrichtung, eine einstellbare Düse, ein Entlüftungshalin o. dgl. angewandt iverdeii.
Bedingung ist lediglich, daß die Einnahme des Triebmittels in gleichbleibendem Verhältnis
zu den Bewegunge n der steuernden Maschine steht.
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Abweichend von den vorstehend geiiatititzfii '-#lii,glichk(#it,eii
kann aber auch die Druckschwankung im Speicher dadurch erzeugt werden, daß das Triebmittel
für die st-euerndu Maschine nicht unmittelbar der Triebmittelentnommen wird. Das
wird überall dort der Fall sein k#Jimen, wo die steuernde Maschine nur kurzzeitig
ode,-stoßartig arbeiten soll.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Beispielen erläutert, und
zwar zeigen die Fig. i und 2 die Regelung -der Maschinen bei einer sich ans vier
Fördermitteln zusammensetzenden Fördereinrichtung, wobei jedes Fördermittel von
je einem Motor angetrieben wird.
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Fi-, 3 und 4 zeigen eine E inrichtung. beil welchei-
nur ein Motor voll einem anderen ge-
steuert wird.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig- i und 2 gießt Streckenband
1 auf das Streckenband 11. Fördermittel III, eine Strebrutsche. gießt
auf Fördermittel II, und Fördermittel. IV. el)eiifallh eine Strebrutsche, gießt
auf Fördermittel 1. Die Steuervorrichtung soll folgende l-',eCiiiiguii-,en
erfüllen: i. Steht Fördermittel 11, sollen alle anderen Fördermittel abgeschaltet
sein.
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2. Läuft Förderrnittel 11 zu langsam, et#i-;i #veil es überlastet
ist, so soll zunächst Fördermittel Ill stillstehen.
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Läuft Fördermittel II noch Iangsamer. so soll auch Fördermittel IV
unä schließlich auch Fördermittel I stillstehen.
t ist der Antriebsmotor
für dass Band II, it ein zwischeng .geschaltetes Getriebe und r eine Kupplung, welche
auf der dem Getriebe und der Umlenkrolle des Bandes gemeinsamen Achse sitzt und
die Hilfsvorrichtungi antreibt. a ist ein- von Druckluft erfüllter Speicher. Mit
ihm steht über ein Rohr die Vorrichtungi in Verbindung, deren einzige Aufgabe es
bei diesem Ausfühlungsbeispiel ist, Druckluft aus dem Speichera nach Maßgabe der
Drehzahl der Maschinet bzw. des Bandes II zu entnehmen. Es kann sich beispielsweise
-um einen Druckluftmotor handeln. Der Speicher a ist mittels einer Düse/
an eine Rohrleitungs angeschlossen, der über einen Regelkörper e Druckluft zugeführt
wird. Innerhalb des Speichersa sind mehrere Zellen d eingebaut, deren jede
durch ein Ventil mit dem Innenraum des Speichersa in Verbindung gebracht oder von
diesem Speiclier abgeschaltet werden kann. Durch Bedienung dieser Ventile kann der
Gesamtinhalt (los Speichers vergrößert oder verkleinertwerden. Bei sonst gleichbleibender
- Zahl zu- und abschaltbarer Zellen werden sich Abweichun-Iren von einer
bestinmiten Geschwindigkeit des durch den Motor 1 angetriebenen Fördermittels
II bei vermehrter Luftentnahme in einem Druckabfall im Speicher äußern, bei verringerter
Geschwindigkeit tritt naturgemäß ein Anstieg des Druckes ein. Infolge der
vom Motort mittelbar ausgehenden Druckschwankungen im Speicher werden die
unmittelbar an den Speicher angeschlossenen Schieber c, b, bj.,
b2 in Bewegung versetzt. C dD Bei Zunahme des Druckes werden
diese beispielsweise sich aus dem Speicher lierauszubewegen suchen, Lind zwar ist
der Beginn dieses Ausweichens durch die Größe der zuhörigen Kolbenfläche bestimmt.
Weil diese Kolbenflächen verschiederk groß sind, wird jeder der Schieber auf einen
ganz bestimmter anderen Triebmitteldruck im Speicher ansprechen. Der Schieberc besitzt
einen Rohransatzh mit einer öffnunghl. Seine 'größte dem Speicher zugewandte Kolbenfläche'C,'
ist -rößer als alle andern entsprechenden Flächen der übrigen Stufenschieber. Schiebere
geht in Schlußstellung beim Hinü15er#,vvechseln in Richtung zum Speicher und öffnet
bei der entgegengesetzten Richtung; er ist allen andern vorgeschaltet und wird als
erster von der beim öffnen des Ventilse durch die Leitungg strömenden Druckluft
beaufschlagt. Die übrigen Schieber b, bi, b. sind, wie schon erwähnt,
als Stufenschieber ausgebildet und zeigen zum Speicherinnern hin verschieden große
Stirnflächen b2", b"" b", deren Größe in Richtung auf den Hauptstufenschieber c
hin abnimmt, während die Stirnflächen b."a, bl#, bj# der kleineren Stiafe zu der
'Priämittelzulüituii- hin sämtlich gleich groß sind, jeder dieser Schieber
b, bi und b. leitet das Triebmittel den nachfolgenden Schiebern
zu. So steuert Schieber b2 das Fördern-iittel III, Schieber bl steuert Fördermittel
IV und Fördermittellll, Schieberb steuert FördermitteII ', FürdermittelIV und FördermittelIII.
Schieber c steuert ebenfalls Fördermittel I, FördermittelIV und Fö.rdermittelIll.
Während die Sehieber b jedoch bei einem gewissen Höchstdruck im Speicher
abschalten, schließt Schiebere bei eineur gewissen Mindestdruck.
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Der Antriebsmotor II steht durch die Rohrleitungs unmittelbar mit
der Zuleitung des Triebmittels, nicht mit dem Speicher in Verbindung. Kurz vor dem
Motor ist in der Leitung ein Regelkörpere, ang t' geordnet, welcher bei Ingangsetzung
zunächst geschlossen wird. Bei der Inbetriebsetzung ", wird das Ventil e geöffnet,
wobei die Druckluft durch das Rohrs zur Düse/ strömt, welche den Speichera allir#ählich
bis zu einem bestimmten Druck auffüllt. Da die Druckluft durch die Düse J verhältnismäßig
langsam einströmt und daher der Speicherdruck zunächst nur gering ist, ist der Schieberc
zunächst in Schlußstellung, d. h. die Triebinittelzufuhr zu den Schiebern
b, b, und b2 und den Maschinen I, IV und III ist geschlossen.
Der Schieberc wechselt aber in die gezeichnete Betriebsstellung über, sobald im
Speicher ein gewisser Druck erreicht worden ist. Die Schieber b, bi
und b. gehen aber bei weiter ansteigendem Speicherdruck in die Schlußstellung
über und verharren zunächst in dieser- Damit ist die Triebmittelzufuhr zu sämtlichen
gesteuerten Maschinen zunächst noch versperrt. Erst darauf wird nach An- oder Zuschaltung
von Zellen d das Ventile, geöffnet und damit die steuernde Maschine II ang
gslasseii.
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Die steuernde Maschinell treibt nun die Hilfsvorrichtungi, beispielsweise
einen kleinen Druckluftmotor, an, welcher Triebmittel aus dem Speichera entnimmt
und an die Atmosphäre weiterleitet. Durch diese Entnahme beginnt der Druck im Speichera
abzusinken. Auf diesen Druckabfall spricht zunächst der Schieberb mit der kleinsten,
zum Speicher hin gelegenen Kolbenfläche an. Er bewegt sich in der Zeichnung nach
Fig. i nach oben und -ibt hierbei den Zutritt von Triebmitt-el an seiner unteren
Stirnflächebc vorbei zu dein Anschluß der gesteuerten Maschine I hin frei. Mit weiter
abnehmendem Speicherdruck sprechen auch die Schieberb:L und b2 an und leiten
das Triebmittel den gesteuerten Maschinen I und III zu. Dabei wird die Düse
1
zweckmäßig so eingestellt, daß bei normaler Arbeitsweise des Motors II keiner
der Schieber b, b. und b, wieder in Schlußstellung
übergeht,
während naturgemäß der Schieber c in der gezeichneten untersten Lage verharren muß.
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Ändert null Fördermittel Il seine normale Förder-eschm-indigkeit,
so wird, wenn sie fällt. infolge verminderter Entnahme von Luft durch die Hilfsvorrichtung
i der Speicherdruck ansteigen, und es wird infolgedessen zunächst Schieber b# ansprechen
und Fördermittel III stillsetzen. Fällt die Fördergeschwindigkeit weiter
', d. li. entnimmt der Motori dein Speicher noch weniger Luft und steigt
demgemäß der Druck im Speicher noch höher, so wird auch Schieberb, und danach Schieberb
umsteuerrt und die ail,-,escblosseneu FördermitteI1V und FördermittelI stillsetzen.
Wird die steuernde Maschine ans irgendeinem Grunde., sei es, daß die Kupphing schadhaft
geworden ist, sei es, daß das Förderband 'gerissen ist, plötzlich entlastet, so
läuft der Antriebsmotor sehr schnell, und Motori entnimmt dem Speicher sehr viel
Luft. De r Druck im Speicher fällt stark. Der Schieberc steuert um ', und sämtliche
gestetterten Maschinen werden stillgesetzt.
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In der Rohrleitungs zwischen Düse/ und dem Motor 1 ist ein
Ventil el vorgesehen. Dieses ist aus folgendem Grunde erforderlich: Würde närnlich
Ventil e, fehleil und der Motort lediglich mittels de-> Ventilse angclassen werden,
so würde in dein Augenblick. in welchem die Düse/ den Speichera aufzufüllen beginnt
-, die flilfsvorrichtung i auch schon mit der Entnahme beginnen. Bei nicht sehr
günstiger Einstellung der Vorrichtung 1
und der Düse j könnte es dann geschehen,
daß die Auffüllung des Speichers zu viel Zeit erfordert, bis daß die durch die Schieber
b,
bp b. und c dargestellte Steuervorrichtung
voll wirksam werden könnte. Das aber muß untei allen Umständen vermieden
werden. Das eritil el kann während des Betriebes betätigt werden; ob es geschieht,
ist eitle Frage der Zweckmäßigkeit.
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In Fig. C _, - ist eine Stettervorrichtung b für eilte maschinelle
Anlage zum Rauben von Grubenstempeln dargestellt; Fig. 4 erläutert in schematischer
Darstellung das mit der Anlage durchzuführende Rauben der Stempel. Die maschinelle
Anla--e besteht im wesentlichen -ins einer langsam laufenden., dafür aber sehr große
ZU-kräfte äußernden und von einem Druckluftmotor anCetriebenen Winde 1 und
einem ebenfalls voll einem Druckluftmotor an--etriehenen Haspel in. Die Winde
1 dient dazu, die hochbelastet-en Stempel it, zu entlasten, indem sie einen
Keil li ain Ende eines aufzuwindenden Seiles o von Stempel zu Stempel zieht und
die auf dem Stempelschiffix sich alistützertclen Stempel nach der Seite abdrängt
und die Stempel somit entlastet und umwirft. Dur Haspelin, welcher nur verhältnism
ä f., i, #, geringe Zugkräfte aufzubri-,igic:ii braucht, dafür aber das an
ihm beiestigte Seil 11 schnell einzieht, hat die Aufgabe, die #_iitlasteten Stempel,
welche über eine kurze 111-(#,tte oder kurzes Seil q mit dem Stempel -sch-,ihx
verbunden sind, aus dem Stempelfeld herauszubef ördern.
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Die zuni Steuern der Winde und des Ilasj)cls dienende Vorrichtung
ist in Fig.. 3 il-' ""ri»)1.')erer#i Maßstabe gezeichnet. Das Züisammcnarbeiten
des Haspels und der Winde erfolgt sinngemäß wie bei der Anordnung nach Fi--. i.
Dabei ist bei der Anordnung nach Fig.3 eine Hilfsvorrichtungi in 11 Il# Fig,.i entbehrlich.
Währendbeideinanderen Atisfiilii-i#,ii,-ys-beispiel die Bändeyll, 111, IV
und
1 till211)liäii.-1,- voneinander betrieben werduji könnten, weil irgendeine
Abhängigkeit n%-isclicii diesen verschiedenen Förderern voll Hause aus nicht gegeben
ist, so daß es erst der #Xliordnung der Hilfsvorrichtung i be-
durfte, um
die gewünschte Abhängigkeit der ZD gesteuerten Maschinen voll der steuernden Maschinc
herzustellen, ist bei der Anordnung nach Fig. 3 die Abbängigkeit zwischen
Haspel C
und Winde voll vornherein gegeben. Die Winde hat die weitaus größeren
Kräfte zu erzcu-eii, welche den unter Umständen außerordentlich stark belasteten
Stempel drucklos nuachen mü-,sen. Der Haspel hingegen hat keine andere Aufgabe,
als den drucklos -ewordenen Stempel aus dem 11)baufeld zu zieheil. Der verhältnismäßig
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geringe Kräfte äußernde Haspel-kann daher nicht eher zu arbeiten beginnen,
bevor nicht durch die z C
Winde der Stempel drucklos gemacht worden ist.
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Im Sinne der Erfindung wird die Windel durch den Haspelin gesteuert.
Dieser ist an den Speichera angeschlossen, -während dem Antricbsmotor der Winde
die Druckluft unmittelbar aus der Leitungo- unter Zwischenschaltung der Steuerschieber
c und b zu-eleitet wird. In rein baulicher Abweichung sind dem Ausführungsbeispiel
in Fig. i
e ZD und :! dic Schieben b und c hinsichtlich ihrer
Reillenfol-e in Strömtin2srichtun,-, der Druck-Itift vertauscht. Diese Vertauscbung
ist mölich, -,veil in Abhängigkeit vorn Haspelm nur eine einzige Maschine (Winde
1) #esteu,#--rt wird. Diu Zuführung des Triebmittels zunn Speicher(" erfolgt
auch bei diesem Beispiel durch eine Drosselvorrichtungj. In der Leitung1,y- iSt
noch ein Steuerkörpere angeordnet. in Ubereinstimmun- mit der in Fig. i dargestellten
Vorrichtung sind die größeren Fläclicii T#, und c" wiederum dem Speicherinnern
züi--uk-elirt, während die kleineren Flächen l'"" und c", unmittelbar vom Triebmittel
beaufschla-t werden. Das Ventilc besitzt auch hici-C
einen Rohransatz
li mit der öffnung k', so daß die Zuleitung zur Winde je nach der
Stellung dieses Stufenkolhens geöffnet oder geschlgssen ist. Der Stufenkolbenb kann
mit seinem Ansatz 1, die Zuleitung zur Winde verschließtii.
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Die Anlage -wird in Betrieb gesetzt, indein man das Ventil e öffnet.
Dann strömt die Druckluft allmählich durch die Düse/ in den Speicheria. Zugleich
strömt sie aber auch vor die Schieberb und c. Beide Schieber bewegen sich zunächst,
da im Speicher nur geringer Druck herrscht (gegenüber dem Druck in der Druckluftleitung),
in Richtung zum Speicher hin. Schieber b öffnet dab ei den Weg zur Windenzuleitung,
Schieber c verschließt ihn. Die Windel kann -daher zunächst nicht laufen. Der Haspelm.
dagegen erhält sofort aus dem Speicher die durch die Düse eindringende, ztuiächst
schwach gespannte Druckluft. Nachdem die Reibungswiderstände im Haspel überwunden
sind, beginnt dieser zu laufen. Er zieht das Seiln ein und vermag dann nicht mehr
weiterzulaufen, da er zu schwach ist ', den noch nicht entlasteten Stempel umzuziehen.
Er entnimmt also dem Speicher aucli keine Druckluft mehr. Durch die Düse ist nun
mittlerweile so-viel Druckluft in den Speicher geströmt, daß:ein gewisser höherer
Druck entsteht, bei dem zunächst der Schieberc in Betriebsstellung übergeht, d.h.
er geht in Richtung, vom Speicher weg und gibt damit den 'Weg zur Winde frei. Diese
begrinnt zu laufen, entlastet einen Stempel, und sofort beginnt auch der Haspel
zu
laufen, dessen Zugseil ja schon gestrafft war. Dabei entnimmt der Haspel
vorübergehend so viel Druckluft, daß der Druck im Innern des Speichers -unter eine
gewisse Grenze fällt, und Schieberc geht -wieder in Schlußstellun--, d.h. die -Winde
steht. Darauf kommt auch wieder der Haspel züm Stehen. Im Speichera beginnt der
Druck des Triebmittels erneut zu steigen, und nun spielen sich die eben beschriebenen
Vorgänge von neuem ab, indem die Winde zunächst den nächsten Stempel drucklos macH
Zweckmäßig bemißt man durch entsprechende Zu-1)nv. Abschaltung von Zellen den Rauminhalt
des Speichers so, daß eine Speicherfüllung gerade ausreicht, damit der Halspel ein
Arbeitsspiel vollendet und in dem Augenblich -zur Ruhe kommt, in -welchem dieWinde
dün nächsten Stempel drucklos zu machen beginnt. Auf diese Weise -wird ein möglichst
stoßfreies Arbeiten erreicht.
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Es soll nun dargelegt werden, daß die Anordnung nach Fig.3 auch -einig-en
besonderen Betriebsverhältnissen Genüge zu leisten geeignet ist. Es -wird angenommen,
daß der Haspel während seines Arbeitens plötzlich Widerstand findet, beispielsweise
dadurch, daß der abz-Lischleppende Stempel unter herabfallendes Geste-in gerät.
In diesem Falle wird aus dem Speichera keine Luft entnommen, tind der Druck steigt
an. Infolgddessen muß sich der Stufenschieber b nach unten bewegen und sperrt mit
dem zylindrischen Ansatzk auch die Luft für die- Winde ab. Diese kann mit ihren
Arbeiten erst -wieder beginnen, nachdem der Stempel freigelegt worden ist.
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Reißt das Seil des Haspels, so läuft dieser mit hoher Drehzahl Lind
entnimmt dem Speicher mehr Druckluft, als durch die Düsie J zuströmt. Der Druck-
im Speicher* sinkt so lange ab -, bis der Schiebere die Zuleitung zur Winde absperrt,
so daß diese sehr bald nach dem Reißen des Haspelseiles zum Stehen kommt.