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Differential-Kolben-Schnellsperrer In Grubenbetrieben sind Preßluft-Stops
oft sehr schnell erforderlich, z. B. um die Antriebsmotoren der Förderbänder, Rutschen
oder Panzerförderer zum Stehen zu bringen, wenn Menschen, Fördermittel oder das
laufende ungestörte Ausbringen gefährdet sind. Der den Motor Bedienende, der unter
Umständen auch Nebenarbeiten auszuführen hat, muß, wenn das Schlagsignal Stop eine
drohende Unfall- bzw. Fördergefahr ankündigt, bestrebt sein, die Preßluftzufuhr
so schnell wie möglich abzusperren, wozu er bei den meisten im Gebrauch befindlichen
Absperrorganen das Handrad 4- bis 6mal bis zum völligen Stop herumdrehen muß. Das
dauert jedoch im Falle der Gefahr zu lange.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Absperrorgan, das es ermöglicht,
die Preßluftzufuhr mit einem einzigen Handgriff sofort völlig abzusperren. Es wurde
bereits früher vorgeschlagen, das Öffnen oder Schließen von Absperrorganen durch
das Druckmittel Selbst zu bewirken. Bei den bekannten Einrichtungen wurde jedoch
meist nur entweder das Öffnen oder das Schließen durch das Druckmittel bewirkt,
während die jeweils entgegengesetzte Bewegung auf anderem Wege hervorgerufen wurde.
Es sind auch Absperrorgane mit sogenannten Differentialkolben bekannt, worunter
ein Kolben zu verstehen ist, dessen dem Druck ausgesetzte Flächen verschieden groß
sind, so daß sich bei Einwirkung des Druckmittels auf beide Flächen der Kolben in
der Richtung des auf die größere Fläche wirkenden Druckes bewegt.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen derartigen Differential-Kolben-Schnellsperrer,
bei dem das Öffnen und Schließen durch die Preßluft selbt bewirkt wird. Gemäß der
Erfindung soll dabei das Öffnen durch
unmittelbare Einwirkung der
Preßluft auf die kleinere Kolbenfläche bewirkt werden, während das Schließen durch
mittels eines Hahnes od. dgl. steuerbare Einwirkung der Preßluft auf die größere
Kolbenfläche bewirkt wird.
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Zweckmäßig wird dabei in dem Differentialkolben ein Kanal vorgesehen,
durch den die Preßluft von der - Zuleitung unter die kleinere Kolbenfläche gelangt,
um den Kolben aus seinem dichtenden Sitz zu heben. Die dann um den ganzen Umfang
nachströmende Preßluft besorgt das weitere Öffnen des Speyrers. Dieser Vorgang setzt
jedoch nur ein wenn die größere Fläche des Differentialkolbens nicht unter Preßlufteinwirkung
steht. Zweckmäßig wird die Preßlufteinwirkung auf die größere Kolbenfläche durch
einen Zweiweghahn oder eine ähnliche Einrichtung gesteuert. Es könnten jedoch auch
zwei voneinander getrennte Hähne vorgesehen werden. Wird der über der größeren Kolbenfläche
befindliche Raum mit der Preßluftzuleitung in Verbindung gebracht, so wirkt die
Preßluft auf die größere Kolbenfläche und übt auf diese eine größere Kraft aus als
auf die kleinere Kolbenfläche, so daß sich der Speyrer schließt. Durch Absperren
der Verbindung zur Preßluftleitung und Öffnen der Verbindung zur Atmosphäre wird
die größere Kolbenfläche vom Druck entlastet, so daß sich der Kolben unter dem auf
seine kleinere Fläche wirkenden Druck öffnet.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt.
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Bild i zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Differential-Kolben-Schnellsperrer.
Dem Gehäuse i wird die Preßluft durch die Rohrleitung 2 zugeleitet, während der
Rohrstutzen 3 der Weiterleitung zu dem Antriebsmotor od. dgl. dient. Durch den im
Kolben 8 vorgesehenen Kanal ii gelangt die Preßluft unter die kleinere Kolbenfläche
g. Ist der Hahn 18 geschlossen und der Hahn i9 geöffnet, so daß die obere Kolbenfläche
io nicht durch. Preßluft beaufschlagt ist, so wird sich der Kolben 8 heben, bis
er die Endstellung,, bei der der Speyrer vollständig geöffnet ist, erreicht hat.
Um die Durchflußöffnung des Absperrorganes regulieren zu können und auf diese Weise
einen sparsamen Preßluftverbrauch einstellen zu können, kann eine Gewindespindel
2o mit einem Handrad 31 vorgesehen sein, so daß durch Anschlag des Kolbens an die
Gewindespindel die größte Öffnung begrenzt ist.
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Die Bilder 2 bis 5 zeigen eine Ausführungsform des Speyrers gemäß
der Erfindung, bei der die Preßluft den Speyrer nicht geradlinig durchfließt, sondern
in axialer Richtung von unten in den Kolben eintritt und in der Offenstellung durch
Öffnungen ii' in einen Ringkanal gelangt. Die Wirkungsweise des Differentialkolbens
ist dabei die gleiche wie bei der Anordnung gemäß Bild i mit dem Unterschied, daß
der Kanal ii im Kolben nicht erforderlich ist, da die kleinere Kolbenfläche bei
dieser Ausführungsform auch bei völlig geschlossenem Speyrer unter der Einwirkung
der Preßluft steht. Die Steuerung der Preßluftzufuhr zu der größeren Kolbenfläche
erfolgt in diesem Falle durch einen in den Deckel des Gehäuses eingebauten Zweiweghahn.
Dieser kann, wie dargestellt, durch eine Ringnut im Kolbengehäuse gebildet werden,
in der ein lippengedichteter Ring mit U-förmigem Querschnitt läuft. Je nach der
Stellung dieses Zweiweghahnes kann die Preßluft aus der Zuleitung 2 durch den Kanal
5, die Öffnungen 18 und die Öffnungen 4 in den Raum io' eintreten, wobei der Kolben
durch den Luftdruck geschlossen wird, oder durch die Öffnungen 4 und 6 kann die
Verbindung des Raumes io' mit der Außenluft hergestellt werden, wobei sich das Absperrorgan
öffnet.
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An Stelle eines Zweiweghahnes kann auch, wie in Bild 6 dargestellt,
ein Zweiwegschieber, beispielsweise ein Zweiwegzylinderschieber, verwendet werden.
Wie bereits zu Bild i erwähnt, kann eine Gewindespindel 2o mit Anschlag 23 so angeordnet
sein, daß die größtmögliche Öffnung des Speyrers eingestellt werden kann. Um dadurch
eine genaue Regulierung des Preßluftdurchganges zu ermöglichen, sind die Öffnungen
ii im Kolben 8 zweckmäßig schraubenlinienförmig in verschiedener Höhe angeordnet,
so daß beim Öffnen des Kolbens die Zahl der Durchtrittsöffnungen in dem Ringkanal
schrittweise größer wird. Die Gewindespindel 20 ist mittels einer Stopfbüchse 25,
26 durch den Deckel des Gehäuses geführt, wobei die Stopfbüchse zweckmäßig gleichzeitig
als Kupplungsorgan zwischen Gewindespindel und Deckel dienen kann. Bei gelockerter
Überwurfmutter 28 ist die Spindel 20 stufenlos einstellbar, so daß die gewünschte
Durchflußöffnung eingestellt werden kann. Durch Festziehen der Überwurfmutter 28
wird die Handradnabe 31' mit der Gewindespindel 20 fest gekuppelt. Der große Umfang
des Zweiweghahnes gestattet es, die Öffnungen so anzubringen, daß ein verhältnißmäßig
kleiner Drehwinkel von beispielsweise % oder 1/" des Umfanges genügt, um den Wechsel
der Zu- und Abstromöffnungen zum Raum io' zu bewirken. Da sich beim Absperren der
Verbindung des Raumes io' mit der Außenluft und Öffnen der Verbindung mit der Preßluftzuleitung
das Ventil schlagartig schließt, ist somit gewährleistet, daß das Schließen des
Ventils im Augenblick der Gefahr durch eine kurze, mit einem Griff zu bewerkstelligende
Drehung des Handrades sofort bewirkt werden kann.
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Wie in Bild 7 gezeigt, kann, um die Einstellung der Gewindespindel
zu vereinfachen, das Handrad auch so gestaltet sein, daß durch seine Nabe
31' Zweiweghahn und Gewindespindel miteinander gekuppelt sind. Wird bei dieser
Anordnung das Handrad abgenommen und nach einer Schwenkung um 18o° in umgekehrter
Lage wieder aufgesteckt, so wird durch Drehen des Handrades jetzt nur die Gewindespindel
bewegt, die auf diese Weise bequem eingestellt werden kann. Ist die richtige Einstellung
erreicht, so wird das Handrad wieder in der ursprünglichen Lage aufgesteckt und
dadurch die Gewindespindel mit dem Hahn gekuppelt, so daß eine ungewollte Verstellung
der Gewindespindel verhindert ist.
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Der erfindungsgemäße Schnellspeyrer wird zweckmäßig in Verbindung
mit einem Normalspeyrer verwendet, der dem Schnellspeyrer vorgeschaltet ist, d.
h. sich in Bild i und 2 rechts an die Zuleitung 2 anschließt. Dieser Normalspeyrer
ist an das Grubenpreßluftzufuhrrohr angeschraubt. Auf das Startzeichen wird der
Normalspeyrer langsam geöffnet. Nunmehr strömt
Preßluft ein, die
jedoch den Schnellsperrer nur zu öffnen vermag, wenn der Hahn ig geöffnet und der
Hahn 18 geschlossen ist. Der Preßluftdurchgang zum Raum 3 wird dabei ohne plötzliche
Beaufschlagung des Motors allmählich freier, bis der Kolben an den Anschlag 23 anschlägt.
Auf das Zeichen Stop wird, wie bereits geschildert, die Verbindung mit der Atmosphäre
geschlossen und die Verbindung i8 mit der Preßluftzufuhr geöffnet. Die in den Raum
io' strömende Preßluft wirkt auf die größere Fläche io des Kolbens 8, treibt diesen
gegen die geringere Kraft, die auf die kleinere Kolbenfläche g wirkt, nach unten
in die Schließstellung zurück. Nachdem der Schnellsperrer geschlossen ist, kann
der ihm vorgeschaltete Normalsperrer in Ruhe durch mehrere Umdrehungen seines Handrades
ebenfalls geschlossen werden, so daß eine doppelte Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes
Anlaufen der Rutschen, Bänder oder Panzerförderer, das sonst durch Betätigung der
Steuerorgane durch Unbefugte hervorgerufen werden könnte, geschaffen ist.