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Federnd aufgehängte Förderkörbe für Bergwerke Die Erfindung betrifft
federnd aufgehängte Förderkörbe in Bergwerken. Dabei treten stets zwei Probleme
auf, für die eine gemeinsame befriedigende Lösung bisher nicht gelungen ist. Das
erste und wichtigste Problem betrifft die Schaffung einer sicher wirkenden Fangvorrichtung
im Falle eines Seilbruches; das zweite die Schaffung einer Dämpfungsvorrichtung,
die die Eigenschwingungen des Förderkorbes und Förderseiles völlig verhindert oder
soweit wie überhaupt möglich unterdrückt. Diese Probleme sind allgemein bekannt,
und es sind zahlreiche Lösungen versucht worden.
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Das erste Problem setzt die Aufhängung des Förderkorbes an ungedämpften
Federn voraus, weil im Falle eines Seilbruches die Fangvorrichtung unverzüglich
durch die plötzlich vom Gewicht des F<irderkorhes entlasteten Federn in Gang
gesetzt N\erden niu13. Dabei ist ztt berücksichtigen. daß die Feder» nicht ztt stark
gewählt werden dürfen, da sonst bei I?tttlastung des Förderkorbes ini normalen hetrieb
die sich entspannenden Federn ein selbsttätiges Einschalten der Fangvorrichtung
bewirken können. Die :Ahtnessungen der Federn werden deshalb in der Praxis so gewählt,
daß sie etwa 3o0/0 des Eigengewichtes des leeren Förderkorbes tragen können. Beim
Anfahren und beim Anhalten des Förderkorbes treten infolge der großen Beschleunigungs-
und Verzögerungskräfte unvermeidbare Schwingungen auf, die die Lebensdauer des Seiles
stark beeinträchtigen. Es sind bereits Ausführungen bekannt, bei denen Schwingungsdämpfer
zwischen Förderkorb und Zwischengeschirr angeordnet
worden sind,
die zwar die auftretenden Schwingungen und damit die zusätzlichen dynamischen Belastungen
des Seiles im wesentlichen beseitigten, die sich aber trotzdem nicht in größerem
Maße eingeführt haben, da sie das vom Seil zu tragende Gewicht und die Bauhöhe des
Zwischengeschirres nicht unwesentlich erhöhen. Diese allgemein bekannten und verwendeten
Dämpfungsvorrichtungen bestehen grundsätzlich aus einem Ölzylinder mit Kolben, in
dem ein Drosselquerschnitt vorgesehen ist, und der unter der Wirkung einer Schraubenfeder
steht, die imstande sein muß, die größte Seillast zu tragen. Sie muß infolgedessen
ungewöhnlich starke Abmessungen erhalten, was die Bruchneigung und den Preis starkerhöht.
Abgesehen von dem erheblichen Gewicht, etwa 4 bis 5% der größten Seillast, und der
Vergrößerung der Bauhöhe des Zwischengeschirres erfordern diese bekannten Dämpfungsvorrichtungen
eine Überwachung im Betrieb und von Zeit zu Zeit ein Nachfüllen der Bremsflüssigkeit
usw. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Schwingungsdämpfer einfacherer Bauart
zu verwenden, und zwar solche mit Gummiklötzen an Stelle des Ölzylinders mit Tragfeder.
Hier wurde das Gewicht allerdings etwas herabgedrückt, die Bauhöhe jedoch nicht
vermindert. Mit Rücksicht auf die vorerwähnten Nachteile der bekannten Dämpfungsvorrichtungen
hat man in der Praxis durchweg nur die Fangvorrichtung allein ohne Dämpfungsvorrichtung
vorgesehen.
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Wie bereits vorher erwähnt, erfährt bei der starren Verbindung des
Förderkorbes mit dem Zwischengeschirr das Förderseil zu der statischen Last dynamische
Belastungen, die die Hälfte der statischen Last betragen können und die Lebensdauer
des Seiles sehr verkürzen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß neben den ungedämpften
Federn für die Fangvorrichtung gedämpfte Federn zur Verhinderung der Seilschwingungen
vorgesehen werden, deren Wirkung im Falle eines Seilbruches die Wirkung der Fängerfedern
unterstützt, so daß sich beide Wirkungen summieren. Durch diese Kombination zweier
Federarten von grundsätzlichen verschiedenen Eigenschaften wird in überraschend
einfacher Weise das Doppelproblem gelöst. Weder das Gewicht noch die Bauhöhe werden
in nennenswerter Weise erhöht und auch eine besondere überwachung vom Betrieb ist
nicht erforderlich. Die beiden Federvorrichtungen werden im Förderkorbkopf zwischen
Königsstange und Tragvorrichtung so angeordnet, daß sie wirkungsmäßig hintereinander
und räumlich neben- bzw. ineinander liegen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Anordnung des Schwingungsdämpfers
nicht mehr oberhalb des Korbes, sondern im Korbkopf selbst. Gemäß der Erfindung
wird die Tragkonstruktion des Förderkorbkopfes und die Königsstange, die sowieso
für die größte Seillast gebaut sein müssen, für den Dämpfer selbst benutzt, und
die Vereinigung des Dämpfers mit der Fangvorrichtung wird in der Weise bewirkt,
daß sich letztere gegen ersteren abstützt. Dadurch wird nicht nur an Bauhöhe gespart,
sondern auch erheblich an Gewicht, das sich auf r,o bis 1,2% der größten Seillast
ermäßigt.
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In den Abb. i bis 1 ist die Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt Ansicht
und Schnitt des Dämpfers, Abb. 2 den Grundriß des Förderkorbkopfes, Abb. 3 den Seitenriß
und Abb. ,4 die Ansicht auf die Schmalseite des Kopfes, links mit eingeworfenem
Fänger.
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Sie besteht aus der Königsstange r (Abb. t), die im quadratischen
Vierkant in einem Führungslager 2 geführt ist, dem zweiteiligen Tragring 3, der
auf dem Bund 4 der Königsstange aufliegt, der Kappe 5, dem Tragteller 6 mit den
Führungsstangen 7 für die Fängerfedern 8, es sind hier sechs Stück, dein unteren
Deckel 9 des Schwingungsdämpfers, dem oberen Deckel 1o, der Tragkonstruktion i r
des Korbkopfes und den zwischen den Deckeln 9 und io befindlichen Gummiklötzen 12
mit den Kriechblechen 13.
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Der zweiteilige Ring 3 (Abb. 3) ist mit seitlichen Armen 14 ausgestattet,
in deren Gabeln sich die Bolzen 15 der durch Spiralfedern r9 zusammengehaltenen
Stangen 16 einlegen, die an den Übertragungshebeln 17 der Fängerwellen 18 angreifen.
Am Korbkopf befinden sich in der Ebene der Stangen 16 die Anschläge 20.
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Die Wirkungsweise der Neuerung erklärt sich an Hand der Zeichnung
selbst. Die Königsstange i trägt mittels des zweiteiligen Ringes 3, der von der
Kappe 5 und dem Tragteller 6 zusammengehalten wird, den Förderkorb unter Zusammenpressen
der sechs Stück Spiralfängerfedern 8 bis zum Anstoß der Führungsstangen 7 an den
unteren Tragdeckel q des Schwingungsdämpfers und unter weiterem Zusammenpressen
der Gummiklötze 12 gegen den am Korb befestigten oberen Tragdeckel 1o. Die Fängerfedern
8 erfahren lediglich etwa 30% des leeren Förderkorbgewichtes an Belastung. Sie sind
deshalb während des Betriebes stets gespannt. Die andere Korblast wird unmittelbar
durch die Führungssfangen 7 auf den Dämpfer, d. h. auf die Gummiklötze, übertragen,
die . sich je nach der Korblast zusammenpressen und zusätzliche dynamische Belastungen
aufnehmen. Da Gummi die Eigenschaft besitzt, infolge seiner inneren Reibung und
auch wegen seines Kriechwiderstandes einen Teil der aufgenommenen Arbeit genau wie
eine Reibungsfeder zu vernichten, so erfährt er nur gedämpfte Schwingungen, er verzehrt
also bald die ihm übertragene lebendige Kraft des Korbes. Die für das Seil gefährlichen
Schwingungen werden somit in sehr viel geringerem Maße auf es übertragen.
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Geht die Verbindung zwischen Seil und Korb zu Bruch infolge Bruchs
der Königsstange, des Zwischengeschirres oder des Seiles, wird also der Korb seillos,
so entspannen sich Schwingungsdämpfer, d. h. die Gummiklötze und die Fängerfedern,
und zwar um das Gesamtmaß der Federung beider = F' (s. Abb. 4). Die frei werdenden
Spannungen beider ziehen den unter Umständen vorhandenen restlichen Seilschwanz
mit der Königsstange
und (lern Ziviscliengescliirr zum Korb hin
und bringen dadurch die Fängerwellen tlnt den Winkel f (.all>. @) in Drehung. wobei
die Fänger eingeworfen «erden. Die potentielle Energie des Gummis und der Fängerfedern
überträgt sich dabei auf die beschleunigten Massen des Seilrestes, des Zwischengeschirres
und der Königsstange, so daß die Fänger mit sehr großer Z`'ucht in die Leitbäume
eingeworfen werden. Diese Wucht ist vielmal größer als die bisher hierzu zur Verfügung
stehende lebendige Kraft, die nur von der F ängerfeder herrührte, also von einer
Federspannung = 0,3 des Förderkorbgewichtes. Jetzt kommt die potentielle Energie
des Dämpfers = der Gesamtkorblast und mehr hinzu, sehr zum Vorteil des Fangvorganges.
Denn von der Größe der Wucht, die den Fängern erteilt wird, ist ihr Eingriff abhängig.
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Während der Entspannung des Dämpfers und der Fängerfedern schlagen
die nach außen führenden kurzen Schenkel der Stangen 16 auf die festen Anschläge
2o, da der Abstand der Schenkel von diesen Anschlägen kleiner als die Federung Ft
ist (s. Abb. 3). Die Stangen 16 werden dadurch in die in Abb.4 links gezeichnete
gestrichelte Lage gebracht, d. h. sie werden mit ihren Bolzen von den Armen 14 getrennt.
Dadurch wird die Verbindung zwischen den Fängern und der Königsstange gelöst, so
daß erstere auch dann im Eingriff bleiben, weint sich während des Niedergehens des
Korbes der Seilrest an den Einstrichen verfangen sollte, wie es vorgekommen ist,
und dabei die Fäligerfeder wieder spannt und die Fänger selbst außer Eingriff bringt.
Der Korbabsturz ist darin wiecler da, falls das Seil sich nicht zufällig genügend
fest an den Einstrichen angeklammert hat.
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Während des Schwingungsvorganges werden die Fängerwellen und die Fänger
um den Winkel x gedreht (Abb. 4, rechts). Dies hat den Vorteil, daß diese Teile
zusammen mit der im Hals 2 geführten Königsstange nie festrosten können, sehr zum
Nutzen des Fangvorganges, während sie früher im Regelbetrieb unbeweglich gegenüber
den Korbteilen fest saßen. Bei der Königsstange, die den Drall des Seiles aufzunehmen
hat und deshalb im Vierkant geführt werden muß, ergab sich dabei noch die Möglichkeit
der Gratbildung und des Kantens beim Fangvorgang, so daß sie der Spannung der schwachen
Fängerfeder nicht nachgab, die Fänger also gar nicht eingeworfen wurden, wie es
in der Praxis festgestellt werden konnte.
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Als Federelemente für den Schwingungsdämpfer sind hier beispielsweise
Gummiklötze verwandt, die den beschriebenen Vorteil der Energieaufnahme oder -vernichtung
haben. Es ist natürlich auch cnöglicli, an Stelle dieser Klötze andere Elemente
zu nehmen, z. B. Reibungs- oder Tellerfedern, bei denen ebenfalls eine Vernichtung
der aufgenommenen Energie vorgenommen wird. Es ist auch zur Einsparung weiteren
Gewichtes möglich, Gummiklötze und Tellerfedern zu vereinigen, z. B. dadurch, daß
der eine der Tragböden, der obere oder untere, oder auch beide als Tellerfedern
ausgebildet werden.