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Vereinigte Fahr- und Sicherheitsbremse für Fördermaschinen Es sind
Fördermaschinen bekannt, bei denen neben der betriebsmäßig zum Bremsen herangezogenen,
mit seinem Druckmittel, insbesondere Druckluft, betriebenen Pahrbremse eine Sicherheitsbremse
vorgesehen ist, die im Gefahrfalle ausgelöst wird. Bei einem Teil dieser Bremsen
wird die eigentliche Fahrbremse nicht nur zum betriebsmäßigen Bremsen verwendet,
sondern auch im Sicherheitsfalle zur Durchführung des Bremsvorganges herangezogen,
während die eigentliche, vorzugsweise mit Gewichtsantrieb arbeitende Sicherheitsbremse
lediglich wirkungsbereit gemacht wird, jedoch nicht in Tätigkeit tritt, solange
die Fahrbremse ordnungsmäßig arbeitet. Bei dieser Bremsenart werden im Sicherheitsfall
Steuereinrichtungen sowohl der Druckmittelbremse als auch der Gewichtsbremse verstellt.
Zur Einleitung der Sicherheitsbremsung dient bei den bekannten Einrichtungen ein
Auslöseglied, auf das die Gefahrursachen wirken.
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Bei den Bremsen der vorstehend beschriebenen Art, bei denen auch im
Sicherheitsfall die Fahrbremse zur Durchführung des Bremsvorganges herangezogen
wird, muß nun: dafür Sorge getragen werden, daß im Sicherheitsfall stets der gewünschte
richtige Bremsdruck eingehalten wird. Der Bremsdruck darf nicht zu klein sein, damit
die nötige Bremsverzögerung erreicht wird; er darf aber auch nicht zu groß werden,
weil sonst zu scharfe Verzögerungen auftreten, die die Anlage. gefährden. Es müssen
infolgedegsen überwachungseinrichtungen für das Druckmittel der Fahrbremse vorgesehen
werden, die das Fallgewicht zur Wirkung bringen, wenn die Druckmittelzufuhr ausbleibt
oder das Druckmittel den für den Sicherheitsfall erforderlichen Bremsdruck nicht
allein aufzubringen; vermag. Andererseits muß auch dafür Sorge getragen sein, daß
sich die von der Fahrbremse und der Sicherheitsbremse @erzeugten Drücke nicht überlagern
und etwa entstehende Druckschwingungen unschädlich gemachtwerden, da andernfalls
Betriebsstörungen und Unfälle, beispielsweise bei Treibscheibenmaschinen infolge
der zu scharfen Bremsung ein Seilrutsch, eintreten können.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Überwachungseinrichtung
zu schaffen, bei der im Sicherheitsfall nicht nur unter
allen Umständen
der für die Sicherheitsbremsung erforderliche Bremsdruck erreicht wird, sondern
auch willkürliche Bremskraftschwankungen vermieden werden können, und zwar unabhängig
davon, ob das vom Druckluftnetz über den Druckregler zugeführte Druckmittel zur
Erzeugung dieses Bremsdruckes ausreicht oder nicht, und unabhängig von beim Einfallen
der Sicherheitsbremse möglichen Druckschwingungen u. d.-1. Die Erfindung ist für
Fahr- und Sicherheitsbremsen bestimmt, bei denen die Zylinder beider Bremsen, nämlich
der Arbeitszylinder für die Druckmittelbremse und der Lüftzylinder der eigentlichen
Sicherheitsbremse, im Sicherheitsfall durch Verbindungsrohre miteinander im Druckausgleich
stehen und so der eigentliche Sicherheitsbremsantrieb zur Erzielung des nötigen
Bremsdruckes dann beiträgt, wenn dazu der Fahrbremsdruck allein nicht ausreicht.
Nach der Erfindung sind für den Lüftzylinder der Sicherheitsbremse zwei Leitungen
vorgesehen, von denen die eine vom Druckmittelnetz unmittelbar zu einem dem Lüftzylinder
vorgeschalteten Steuerhahn geführt ist, während sich in der anderen gleichfalls
zum Steuerhahn geführten Leitung der Druckregler der Fahrbremse befindet. Das Auslöseglied
für den Sicherheitsfall steht hierbei sAwohl mit dem Druckregler der Fahrbremse
als auch mit dem Steuerhahn in der Zuleitung zu dem *Lüftzylinder derart in Verbindung,
daß es beide Teile im Sicherheitsfall verstellt.
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Durch die besondere Art der Leitungsführung ist es auch bei vereinigten
Fahr- und Sicherheitsbremsen, bei denen im Sicherheitsfall Fahrbremszylinder und
Lüftzylinder im Druckausgleich stehen, möglich, den Druckregler der Fahrbremse auch
im Sicherheitsfall zum selbsttätigen Regeln des Bremsdruckes mit heranzuziehen und
so sowohl den Sicherheitsbremsdruck als auch den Haltebremsdruck den Betriebserfordernissen
anzupassen. Bei bekannten Bremsen, bei denen Fahrbrems- und Lüftzylinder im Sicherheitsfall
gleichfalls miteinander verbunden sind, werden diese hierbei gegen außen abgesperrt
und .dadurch sowohl vom Druckluftnetz als auch von dem etwa vorhandenen Druckregler
getrennt. Die Druckverhältnisse in ihnen sind sich selbst überlassen und nicht beherrschbar.
Je nach dem zufälligen Druckzustand der Zylinder im Augenblick des Absperrens oder
durch Druckschwingungen beim Einfall des Bremsgewichtes können z. B. unberechenbare
Bremskraftverhältnisse auftreten, die bei dem Gegenstand, der Erfindung durch die
Mitwirkung des Druckreglers im Sicherheitsfall vermieden werden.
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Durch die Erfindung werden nicht nur j diese Mängel bekannter Bremsen
beseitigt, sondern darüber hinaus noch weitere Vorteile gewonnen. Es kann einerseits
die Lüftung des Gewichtsantriebes o. dgl. mit dem vollen im Druckmittelnetz verfügbaren
Druck erfolgen, anderseits die Sicherheitsbremsung mit einem davon unabhängigen
niedrigerer Druck vor sich gehen, bei dem die zulässige Bremsverzögerung nicht überschritten
wird. Dieser Druck wird mittels des Druckreglers nicht nur in seiner Höhe überwacht,
sondern kann auch nach Bedarf mit Hilfe einer einfachen Verstellung des Druckreglers
verschieden groß gewählt werden. Die Unabhängigkeit des Luftdruckes für das Bremsgewicht
und des Arbeitsdruckes der Bremse im Sicherheitsfall ermöglicht auch eine freiere
Bemessung des Bremsgestänges und der Bremskraftreserve für die Haltebremsung.
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Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist in der Fig. i dargestellt.
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An der Bremsscheibe i greifen zwei einander gegenüberliegende Bremsbacken
an, von denen der F-infachheit halber nur die unmittelbar mit dem Bremshebel 2 gelenkig
verbundene Bremsbacke 3 zeichnerisch dargestellt ist. Die zweite Bremsbacke ist
an der Stange 4. aasgelenkt. Der Bremshebel 2 kann durch Beaufschlagung des im Fahrbremszylinder
5 geführten Kolbens 6 über die Stange 7 oder vom Fallgewicht 8 der Sicherheitsbremse
über den Hebel 9 und die Stange i o verstellt werden. Die Stange io ist am Bremshebel
2 durch ein Langloch i i geführt. Der Hebel 9 ist über eine Stange 12 mit dem Kolben
13 verbunden, der sich im Lüftzylinder i 4. des Fallgewichts 8 befindet. Der Lüftzylinder
der Sicherheitsbremse ist an die Leitung 15 des Druckluftnetzes einerseits über
die Zweigleitung 16 und einen ivlehrwegehahn 17 und anderseits über den Druckregler
18, die Zweigleitung i9 und den Mehrwegehahn 17 über eine gemeinsame Leitung 2o
angeschlossen. Die Leitung i 9 zweigt sich hinter dem Druckregler 18 von der zum
Fahrbremszylinder führenden Leitung 2 i ab. An Stelle der Abzweigleitung 16 kann
auch eine unmittelbare Zuleitung zum Mehnvegehahn 17 vorgesehen werden, wie dies
durch die gestrichelt gezeichnete Leitung 22 angedeutet ist. Zur Steuerung der Fahrbremse
dient der Fahrbremshebel 23, der mit dem Druckregler 18 über eine Stange 24. verbunden
ist. In einem Langloch 25 der Stange 2¢ ist ein Winkelhebel26 geführt, der im Scheitelpunkt
mit dem Mehrwegehahn 17 verbunden ist und an dessen anderem Schenkel der Kern 27
des Auslösemagneten 28 angreift. Im Stromkreis der Spule 29 des Auslösemagneten
sind Schalter angeordnet, die in Abhängigkeit von den Gefahrursachen den Stromkreis
der Spule
29 unterbrechen und dadurch den Kern 27 zum Abfallen bringen.
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An dem Druckregler 18 ist neben dien Leitungen 15 und 21 noch eine
Auspuffleitung 3o angeschlossen.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Bremse sei im nachstehenden
die Durchführung eines betriebsmäßigen Bremsvorganges (Fahrbremsen) beschrieben
und alsdann ein Bremsvorgang im Sicherheitsfall erörtert.
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Zunächst möge sich der Fahrbremshebel 23 in der gezeichneten Lage
befinden.. Durch den Druckregler 18 ist hierbei die Leitung 21 mit dem Auspuff 3o
verbunden. Der Fahrbremskolben 6 befindet sich in der gezeichneten Stellung, und
. die Bremse ist gelüftet. Wird neunmehr . zum betriebsmäßigen Bremsen der Hebel
23 . in der Richtung des Pfeiles 31 bewegt, so .wird der Druckregler i 8 entsprechend
der jeweiligen Stellung des Fahrbremshebels auf einen bestimmten Bremsdruck eingestellt.
Hierbei .wird zunächst die Leitung i 5 mit der - Leitung 2 i verbünden, so daß das
Druckmittel in den Fahrbremszylinder 5 gelangen kann. Der -Kolben 6 wird in der
Pfeilrichtung bewegt und . bringt die Bremsbacken zum Anliegen an der Bremsscheibe
i. Ist in der -Leitung 21 und damit im Fahrbremszylinder 5 der am . Druckregler
eingestellte Druck erreicht, -so wird die Verbindung zwischen der -Leitung
15 und der Leitung 21 selbsttätig unterbrochen. . Etwa im Zylinder 5 und damit.in
der Leitung 21 während des Bremsvorganges : auftretende Abweichungen von dem am
Fahrbremshebel eingestellten Bremswert werden durch den Druckregler i 8 selbsttätig
wieder ausgeglichen.
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Während des Bremsvorganges -bleibt der Luftzylinder 14 über die .Leitung
16 und den Mehrwegehahn 17 mit dem . Druckluftnetz 15 in Verbindung. Während -des
Fahrbremsvorganges ändert. sich die Stellung des Mehrwegehahnes 17 nicht, da
-das Langloch 25 in der Stange 24 ein -Bewegen des FahrbTemshebel.s 23 in
die »Fahrb.remse-fe;st«-Stellung 23' gestattet, ohne daß . dabei der Winkelhebel
26 und der Mehrwegehahn 17 verstellt wird. Ebenso kann auch der Fahrbmemskolben
6 mit einem beliebigen Fahrbremsdruck - beaufschlagt werden, ohne daß der Bremshebel
2 die Stange i o mitnimmt. Durch das Langloch i i kann eine zwangsläufige Verbindung
zci,ischen. der Stange io und dem Bremshebel 2 lediglich bei einer Bewegung der
Stange io in Richtung des Pfeiles 32 hergestellt werden.
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Bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Bremseinrichtung im Sicherheitsfall
sei vorausgesetzt, daß sich der Fahrbremshebel 23 in -der gezeichneten befinden
möge. Der Auslös:emagnet 28 steht unter Spannung. Der Mehrwegehahn 17 sei J in der
gezeichneten Stellung, in der er den Lüftzylinder über die Leitung 16 mit dem Druckluftnetz
15 yerbindet. Tritt nunmehr ein Sicherheitsfall ein, so wird der Stromkreis der
Spule 29 unterbrochen. Der Kern 27 des Auslösemagneten 28 fällt ab und verstellt
über den Hebel 26 den Mehrwegehahn 1; und über das Langloch 25 und die Stange 24
den Druckregler 18. Der Mehrw :egehahn 17 wird so umgestellt, daß er die
Leitung i 9 mit der Leitung 2o verbindet und somit den Lüftzylinder 14 über den
Druckregler 18 an das Netz 15 anschließt. Der Fahrbremshebel wird durch den Winkelhebel
26 beispielsweise in eine Zwischenstellung 23" geführt, die dem gewünschten
Sicherheitsbremsdruckentsprechen möge. Das Druckmittel gelangt vorn Netz 15 über
den Druckregler 18 und die Leitung 2 i in den Fahrbremszylirider 5, verstellt den
Kolben 6 in der Pfeilrichtung und legt die Bremsbacken mit dem der Hebelstellung
23" entsprechenden Druck an die Bremsscheibe i. Durch die Teilung der Druckmittelleitung
hinter dem Druckregler 18 in den zum Luftzylinder 14 führenden . Strang i 9 und
in die zum Fahrbremszylinder 5 führende Leitung wird erreicht, daß seich der Druck
des aus dem Netz zugeführten Druckmittels stets gleichmäßig auf leide Zylinder verteilt
und daß bei einem etwaigen Absinken des Druckes im Fahrbremszylinder selbsttätig
der durch die Einsitellung des Fahrbremshebels 23 eingestellte Bremszustand wieder
hergestellt wird. Vermag beispielsweise .der -Fahrbremskolben nur 2,@3 des für den
Sicherheitsbremsfall vorgesehenen Drukkes zu erzeugen, so übernimmt das Fallgewicht
8 selbsttätig die Ergänzung des erreichten Bremsdruckes um :ein weiteres Drittel
auf den vorgesehenen Wert. Bei der Anordnung ist weiterhin die Gewähr dafür gegeben,
daß sich die im Fahrbremszylinder 5 und durch dass Fallgewicht 8 erzeugten Bremsdrücke
nur bis zur Höhe des für den Sicherheitsfall vorgesehenen Gesamthremsdruckes überlagern
können. Dies wird durch die Leitungsführung der Druckluft im Sicherheitsfall erreicht.
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Der zur Lüftung des Fallgewichtes dienende Kolben kann auch, wie dies
gestrichelt angedeutet ist, unterhalb des Hebels 9 angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform
ist der Kolben 13' in einem Zylinder 14' angeordnet und durch die Leitung 2o' an
die Druckluftleitung angeschlossen.
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Es kann ein zusätzliches Entlüftungsorgan für den Luftzylinder 14
der Sicherheitshremsc, vorgesehen sein, das in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsverhältnissen,
beispielsweise beim völligen Absinken des Luftdr ukkes der Fahrbremse, oder von
anderen Betriebsgrößen,
beispielsweise in Abhängigkeit vom Weg,
eine unmittelbare Entlüftung des Luftzylinders 14 herbeiführt.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird im Sicherheitsfall
stets der für diesen Betriebsfall vorgesehene Bremsdruck erreicht. Dies ist in dem
in der Fig. 2 dargestellten Diagramm nochmals veranschaulicht. Als Abszisse in diesem
Diagramm ist die Zeit t, als Ordinate der Druck p gewählt. Der Sscherheitsbremsdruck
>>S kann durch die aus dem Druckluftnetz 15 in den Zylinder 5 zugeführte Luft allein
erzeugt werden. Reicht der aus dem Netz zugeführte Druck zur Erzeugung des Sicherheitsbremsdruckes
PS nicht aus, so übernimmt das Fallgewicht 8 die Ergänzung des Bremsdruckes
auf den Wert ps. Im Diagramm ist dieser Fall durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht.
Der unterhalb der gestrichelten Linie liegende Betrag p, wird hierbei von der dem
Zylinder 5 zugeführten Druckluft erzeugt, während der Ergänzungsbetrag pG durch
das entsprechend absinkende Fallgewicht hervorgerufen wird.
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Es kann nun in manchen Fällen erwünscht, sein,. im Sicherheitsfall
den zunächst wirksamen Bremsdruck nach einer gewissen Zeit zu erhöhen. Man würde
in diesem Falle das in der Fig.3 dargestellte Diagramm erhalten. Mit PS ist
wiederum der eigentliche Sicherheitsbremsdruck bezeichnet, während der nach einer
bestimmten Zeit sich einstellende höhere Bremsdruck mit pH bezeichnet ist. Ein Ausführungsbeispiel
einer Bremse, bei der im Sicherheitsfall selbsttätig das in der Fig.3 dargestellte
Bremsdiagramm erzielt wird, ist in der Fig.4 veranschaulicht.
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Bereits bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterte Einzelteile
sind in der Fig. 4. mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Anordnung der Verbindung zwischen den Auslösemagneten 28 und dem
Mehrwegehahn 17 einerseits sowie dem Druckregler i 8 anderseits ist gegenüber dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. i abgeändert. Der Verstellhebel33 des Mehrwegehahnes
17 ist über eine Stange 34 und einen dreiarmigen Hebel 35 einerseits mit dem Kern
27 des Auslösemagneten und anderseits über eine weitere Stange 36 an einem Differentialhebel
37 unter Zwischenschaltung eines Langloches 38 angelenkt. An diesem Differentialhebel
greifen außerdem die zum Druckregler i8 führende Stange 24 und eine zum Fahrbremshebel
23 führende Stange 39 unmittelbar an. während eine zum Sicherheitsbremshebel4o führende
Stange 41 über ein Langloch 42 an dem Differentialhebe137 angelenkt -ist. In der
von der Leitung 2 i hinter dem Druckregler 18 zum Mehrwegehahn 17 abzweigenden Leitung
i 9 sind zwei Steuerorgane eingefügt, nämlich ein einstellbares Drosselventil 43
und ein Hahn 44, der durch eine Welle 45 mit einem Auslaßhahn 46 mechanisch gekuppelt
ist. Die Stellung der Hähne 44 und 46 ist derartig voneinander abhängig gemacht,
daß bei einer Verstellung des Hahnes 46 auf Auspuff der Hahn 44 gleichzeitig in
seine Absperrstellung gelangt.
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Von einer Erörterung eines Fahrbremsvorganges bei diesem Ausführungsbeispiel
kann abgesehen werden, da dieser genau wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
i durch Verstellen des Fahrbremshebels 23 eingeleitet und in der für das erste Ausführungsbeispiel
beschriebenen Weise ausgeführt wird. Die Wirkungsweise im Sicherheitsfall unterscheidet
sich dagegen von den Vorgängen bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Es soll daher
im nachstehenden die Arbeitsweise für einen Sicherheitsfall beschrieben werden.
In der Fig. 4 ist der Augenblick dargestellt, in dem der Stromkreis der Spule 28
unterbrochen wurde. Der Kern 27 des Magneten ist infolgedessen abgefallen und hat
den dreiarmigen Hebel 3 5, der sich vorher in dfrr gestrichelt gezeichneten Lage
befunden hat, in die gezeichnete Lage umgestellt. Hierdurch wurde die Verbindung
zwischen der Leitung 16 und der Leitung 2o des Luftzylinders 14 unterbrochen und
stattdessen die Verbindung vom Druckluftnetz 15 über den Druckregler 18, die Leitung
21, die Leitung 19, den Hahn 44, das Drosselventil 43 und die Leitung 20 zum Luftzylinder
14 hergestellt. Außerdem wurde hierbei über die Stange 36 der Differentialhebel
37 um den Punkt 47 gedreht und über die Stange 24 der Druckregler 18 auf den für
den Sicherheitsfall vorgesehenen Wert eingestellt. Dadurch wird der Zustrom des
Druckmittels mit dem für den Sicherheitsfall vorgesehenen Druck, der durch den einstellbaren
Anschlag 48 eingestellt wird, durch die Leitung 21 zum Zylinder ,5 freigegeben.
Das Druckmittel bewegt den Kolben 6 in der Pfeilrichtung und legt die Bremsbacken
durch Verstellen der Stange 7, des Hebels 2 und der Stange 4 an. Bei ordnungsmäßigem
Arbeiten der Bremseinrichtung wird der Druck ps ausschließlich von dem aus dem Druckluftnetz
15 zuströmenden Druckmittel erzeugt, da das unter dem Einfluß des Fallgewichts 8
mit Hilfe des Kolbens 13 durch die Leitung 2ä und den Hahn 17 zur Leitung 19 strömende
Druckmittel infolge der Drosselung im Ventil 43 nur langsam zur Leitung 21 gelangen
kann. Entsteht in der Leitung 21 und damit im Druckregler 18 infolge des vom Luftzylinder
14 zugeführten Druckmittels ein Druckanstieg über den für die Sicherheitsbremsung
vorgesehenen Betrag, so wird durch den Druckregler selbsttätig eine Verbindung
zwischen
der Leitung 2 i und dein Auspuff 3o hergestellt und dieser überdruck durch Abblasen
einer entsprechenden Luftmenge sofort ;ausgeglichen. Ein Ansteigen des Druckes im
Zylinder 5 über den für den Sicherheitsfall vorgesehenen Anfangsbremsdruck ps kann
also auch bei dieser Anordnung ebensowenig wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
eintreten. Wird infolge des durch das Druckmittel im Zylinder 5 erzeugten Bremsdruckes
die Geschwindigkeit der Fördermaschine entsprechend. vermindert oder die Maschine
überhaupt zum Halten gebracht, so kommt das mit Hilfe de,sDress:elventil.s 43 verzögert
absinkende Fallgewicht 8 allmählich zur Wirkung. Es wird nämlich der Hebel 9 und
die Stange io verstellt, und es legt sich nach einer gewissen Zeit die untere Lochleibung
des Langloches i i gegen den Hebel 2. Von diesem Augenblick an tritt eine allmähliche
weitere Erhöhung des Bremsdruckes bis zum Wert pH ein.
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Der Hahn 46 stellt eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung dar, die
beispielsweise bei einem Absinken des Druckes weit unter den für die Sicherheit
der Anlage unerläßlichen Wert selbsttätig auf Auspuff verstellt wird und dadurch
die Fallgewichtsbremse unverzüglich zum Wirken bringt. Zur Vermeidung unnötiger
Druckmittelverluste wird hierbei der Hahn 44 in seine Absperrstellung geführt. Ebenso
läßt sich durch die gleichzeitige Verstellung der Hähne 44 und 46 und des Druckreglers
18 in Sonderfällen auch eine Drucksummierung, beispielsweise zur Erzielung einer
"besonders großen Haltekraft, erreichen.
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Das einstellbare Drosselventil43 kann je mach Betriebsgrößen geregelt
werden, insbesondere ist es möglich, das Ventil- in Abhängigkeit von der Förderart
(Fördern oder I-längen) oder auch vom Kurvenapparat in Abhängigkeit vom Weg steuern
zu lassen. In dem zuletzt angegebenen Falle wird der Sicherheitsbremsvorgang selbsttätig
der im Sicherheitsfall gerade vorhandenen ,Stellung der Körbe im Schacht angepaßt.
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An Stelle des in der Fig.4 dargestellten Gestänges 34 bis 39 kann
noch ein Gestänge angeordnet sein, wie es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
i vorgesehen isst. Insbesondere ist der Differentialhebel 37 kein. unerläßliches
Erfordernis für das in, der Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel. Die Anordnung
des Differentialhebels hat bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich den Zweck, ein
Verstellen des Druckreglers im Sicherheitsfall ohne gleichzeitiges Verstellen des
Fahrbremshebels zu ermöglichen.