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Haspel mit Antrieb durch einen durchlaufenden Elektromotor Der Antrieb
von Haspeln erfolgt zur Zeit im allgemeinen durch seinen Schleifringdrehstrommotor,
der mit Hilfe von elektrischen Widerständen gesteuert wird. Die elektrische Ausrüstung
eines solchen Haspülantriebes ist sehr umfangreich und teuer. Sie hat den weiteren
Nachteil, daß in den Widerständen große Wärmemengen entwickelt werden, insbesondere
wenn die Steuerung während der Fahrt nicht voll ausgelegt ist oder wenn mit Gegenstrom
gebremst wird. Diese Wärme macht sich in der Haspelkammer und in dem zur H,aspelkammer
führenden Gang, in welchem die Widerstände aufgestellt sind, oft unliebsam bemerkbar.
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Wegen der genannten Nachteile ist immer wieder der Wunsch laut geworden,
den Haspel durch einen dauernd rumlaufenden Kurzschlußläufer anzutreiben und hydraulisch
oder mechanisch zu steuern. In der Zeichnung ist Aals Ausführungsbeispiel das Schema
eines derartigen Haspelantriebes -dargestellt, der mit Hilfe von Reibungskupplungen
gesteuert wird.
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Bei solchen Steuerungen müssen folgende G@esichtspunkte beachtet werden:
a) weiches Anfahren bei jeder Belastung, b) Möglichkeiteiner Geschwindigkeitsregulierung,
c) möglichst geringe Wärmeentwicklung, d) größte Sicherheit.
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Zu a): Die Anfahrbeschleunigung ist bei Reibungskupplungen vom Kupplungsdruck
abhängig. Wird der Kupplungsdruck auf die größte zu beschleunigende Lasteingestellt,
so wird er bei der geringsten zu beschleunigenden Last zu ,groß sein und ein plötzliches
stoßartiges Anfahren bewirken. Der Kupplungsdruck muß ,also der zu beschleunigenden
Last
angepaßt und vom Haspielführer sehr feinfühlig reguliert werden können. Dier Haspelfübrer
wird dann langsam den Kupplungsdruck bis zur Mitnahme der Kupplungen steigern und
die Steigerang im Augenblick des Startes unterbrechen. Die .Kupplungen rutschen
alsdann, wobei sie die Last beschleunigen, bis diese bei festen Kupplungen "die
volle Geschwindigkeit Herreicht hat. Je feinfühliger die Steuerung ist, um sie besser
ist der Haspelführer in der Lage, die Beschleunigung nicht über ein bestimmtes Maß
hinauskommen zu lassen.
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Zu b-): Nörmalerweise wird ein Haspel mit-einer konstanten Höchstgeschwindigkeit
gefahren. Bei einzelnein Gelegenheiten., beispielsweise bei Seil- und Schachtprüfungen
sowie auch. bie'm genauem. Einfahnen auf Hängebank und Füllort, ist jedoch auch
eine geringe Fahrgeschwindigkeit wünschenswert. Diese geringe Fahrgeschwindigkeit
k'o'nnte bei Vor= handensiein einer Reibungskupplung zunächst nur dadurch erzielt
werden,, daß man die Kupplung rutschen läßt. Biei kurzen Wegen bietet dies keine
Schwierigkeiten, sobald aber größere Wege in Frage kommen, ist di;e in der Kupplung
erzeugte Reibungswärme nicht mehr zu beherrschen. Will man deshalb größere Wege
mit geringer Geschwindigkeit fahren, so. muß ein langsamer Gang mit einer besonderen
Reibungskupplung vorgesehen werden. Es wird bei, Haspeln genügen, einen ieinzigen
besonderen Langsamgang anzuordnen.
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Zu c) : Diee Wärmeentwicklung innerhalb der Reibungskupplung kaum
durch die Formel
bestimmt werden.
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Es bedeuten: Ä de Wärmeentwicklung in Kalorien, v Seilgeschwindigkeit
m/sec, Ü anzuhebende Überlast in Kilogramm, b Anfahrbes:chleunigung m/sec2, m gesamte
zu beschleunigende Masse.
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Legt man beispielsweise die Werte eines schweren Haspels wirre folgt
zugrunde: v= 4; Ü= 5000; b = i ; m = 2 5 o o, so ergibt sich seine Aasfahrleistung
von 300 kW und !eine Wärmeentwicklung von 140,cal. Diesle Wärmemnenge ist
an sich verhältnismäßig niedrig. Sie ist aber, wie die Formel zeigt, sehr ;stark
von der Anfaahrb:eschleunigung abhängig. Würde beispielsweise mit- einer Änfahrbeschleuni:-gung
voxi -b= o,z 5 angefahren. -werden, so ergäbe sich eine Wärmeentwicklung von. A=
42o kW.
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Noch größer ist die Wärmeentwicklung, wenn der Haspel während der
ganzen Fahrt durch Drosselung auf seiner geringem Geschwindigkeit gehalten wird.
Um die hierdurch bedingte Wärxneentwieldung zu verhindern, ist @es.,demnach erforderlich;
den Beschleunigungsvorgang nicht zu, lang werden zu lassen, sondern .idureh Anwendung
der größtzuläss`gen Beschleunigung .zu begrenzen. Die Unterteilung der Fahrgeschwindigkeit
5u7. zwei Gänge bietet hier -ebenfalls ein Mittel, um die Wärmeentwicklung beim
BeschIcun%gungsvorgang herabzusetzen. Wird beispielsweise der Berste Gang rauf i
m/sec und der zweite Gang auf 4 M/sec ausgelegt, :so verhält 'sich die Wärrneentwicklvmg
beim Schalten über den ersten. Gang zum zweiten gegenüber der Wärmeentwicklung beim
Schalten unmittelbar ;auf den zweiten Gang wie (12 pius 32) = 10 Zu (42=
16). Diadurch also, daß man über den langsamen Gang steuert, wird die Wärmeentwicklung
um 6o% herabgesetzt (vgl. hierzu die ,obengenännte Formel).
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Zu d) : Was die Betriebssicherheit anbelangt, so muß bei. Verwendung
von Rutschkupplungen in gekuppeltem Zustand stets genügender Kupplungsdruck vorhanden
sein. In abgekuppeltem Zustand muß zwangsläufig die Fahrbnemsie betätigt werden,
insbesiondere dann, wenn die Steuerung vom Haspelführer losgelassen wird. Dazu,
gehört ferner, @daß beim Einfallen -der Sicherheitsbremse selbsttätig ausgekuppelt
wird, damit ein Abwürgen des Motors vermieden -wind. - Um die Betriebssicherheit
der Rutschkupplungen zu gewährleisten, müssen. ferner ein konstanter Reibungswert
gesichert sowie ein Heißlaufen der Kupplungen. vermieden. werden. Beides wird durch
eine reichliche ölzufuhr bewirkt, weil bei flüssiger Reibung der Reibungswert nahezu
unveränderlich ist und das durchlaufende öl .die erforderliche Kühlung bringt.
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Die vorgenannten Gesichtspunkte sind bei der Entwicklung des Haspels
,gemäß der Erfindung berücksichtigt.
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Anordnung und Wirkungsweise sind wie folgt: Der Motor i i ist durch
leine elastische Kupplung 12 mit der Welle 13 verbunden. Die Welle 13 trägt antreibende
Zahnräder 16 und 17 für die beiden Geschwindigkeitsstufen, die wechselweise durch
die Reibungskupplungen 14 und 15 angeschlossen werden können. Der primäre Kupplungsteil
14 ist fest mit der Welle 13 verbunden und wird mit dieser durch Axialverschi;ebung
;gegen die Sekundärteile 15 gedrückt. Der Kupplungsdruck wird durch den hydraulischen
Kolben 22 erzeugt.
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Die beiden Geschwindigkeiten des Schnell- .und Langsamganges mögen
sich zueinander wie etwa 4 : r verbalten.
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Auf der Welle 18 sind die Kupplungen für den Aufwärts- und Abwärtsgang
langeordnet. Sie sind siamgemäß in gleicher Weise ausgebildet wie die Kupplungen
auf :der Welle 13. Der Primärteil 19 ist wiederum mit der Welle fest verbunden und
känn mit ihr axial verschoben werden. Die Sekundärbeile 2o sind lose lauf der Welle
gelagert und stehen durch- Zahnräder mit dem Vorgelege 21 im Eingriff. Bei seinem
der Zahnradpaare ist zwecks Umkehrung des Drehsinnes ein Ritzel zwischengeschaltet.
Auch die Welle 18 mit :dem Primärteil i 9 wird durch einen hydraulischen Kolben
23 gesteuert. Es ist ferner eine Federung 24 vorgesehen, welche .den Primärteil
stets in die Mittelstellung zurückführt. Die hydraulischen Zylinder 22 und 23 werden
durch die Leitungen 25 und 26 gespeist.
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Die hydraulische Steuerung geschieht in folgender Weisse: Die Zahnradpumpe
27 fördert öl aus einem Flüssigkeitsbehälter zum Regelventi128. Im Ruhezustand
ist ,die Feder des Regelventils so weit entlastet, daß das Ventil schon bei einem
geringen Flüssigkeitsdruck angehobien wird. Das öl fließt
dann durch
die senkrechte Abflußleitung in den Flüssigkeitsbehälter zurück. Wird dagegen die
Feder durch die Steuerung belastet, so öffniet sich das Regelventil erst bei einem
der Federbelästung entsprechenden Druck. Dieser Druck überträgt sich durch den Schieber
29 .auf den Zylinder 23 der Aufwärts- und Abwärtskupplung und über die Drossel 30
und den Schieber 33 auf den Zylinder 22 der Kupplung für Schnell- und Langsamgang.
Der Steuervorgang ierfolgt nasch dem in der Zeichnung abgebildeten Diagramm. Von
der Stellung o-i sinkt die Bremskraft vorn Größtwert bis sauf o ab. Von der Stellung
i-2 steigt alsdann die Kupplungskraft von o bis auf ihren Höchstwert an. Unter Umständen
kann @es auch für vorteilhaft gehalten werden, Kupplungskraft -,und Bremskraft teilweise
zu überdecken, was:, wie aus den folgenden Einzelheiten hervorgeht, ohne Schwierigkeit
geschehen kann.
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Die Betätigung des Handrades 34 erfolgt im einen Drehsinn für die
Fahrt aufwärts, im anderen Drehsinn für die Fahrt abwärts. Im ersteren Teil des
Weges von Stellung o bis Stellung i wird zunächst über die Zugstange 36 und den
Winkelhebel 37 der Schieber 29 aus seiner Mittellage entweder in die eine oder ;andere
Stellung gebracht, so daß imtweder die Aufwärts- ,oder Abwärtsstellung eingeschaltet
ist. Gleichzeitig wird der mit der Kurbel 35 gekuppelte doppelarmige Hebel 39 in
Bewegung gebracht, so@ daß von -der Stellung o- i zunächst der Bremsregler 38 unter
dem Druck einer Feder aufwärts geht und die Bremse löst. Werra die Stellung i ,erreicht
ist, hat der linke Hebelarm des Hebels 39 das Langloch 41 durchlaufen. Bei
Weiterbewegung wird nunmehr die Muffe 4o heruntergedrückt und damit die Feder des
Regelventils 28 gespannt. Das Langloch 42 ermöglicht die Weiterbewegung des Hebels
39 über die Endstiellung des Bremsreglers 38 hinaus. Desgleichen wird diese Biewegung
durch :die federnde Nachgiebigkeit der Zugstange 36 ermöglicht, trotzdem
der Schieber 29 bereits bei Stellung i die entsprechende Enidla"oie erreicht hat.
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Durch die langsam anwachsende Belastung !des Regelventils 28 werden
nun die beiden Steuerkolben 22 und 23i entsprechend beaufschlagt und der Kupplungsdruck
gesteigert. Gleichzeitig füllt sich der Windkessel32 mit Flüssigkeit, wobei im Windkessel
@ebenfalls der entsprechende Flüssigkeitsdruck jeweils vorhanden ist. Nachdem der
Haspel sich in Bewegung gesetzt hat, bewegt sich der Anschlagnocken 43 am Teufenzeiger
aus seiner der Hängebank bzw. dem Füllort ,entsprechenden Lage abwärts. Nasch seinem
kurzen Seilweg von etwa io m kommt ier mit der Nockenscheibe 44 in Eingriff, dreht
diesle gegen den Druck der Feder 46 bis in den toten Punkt der Federkraft hinein.
Sobald dieser überschritten wird, schlägt die Scheibe um ihren vollen Hub herum
und steuert mit Hilfe der Druckstange 47 dien Schieber 33 plötzlich vorn Langsamgang
in dem Normalgang. Diese Umsteuerung bewirkt, daß der Kolben 22 sehr schnell umgesteuert
wird. Zur Umsteuerung wird die im Windkesse132 vorhandene Flüssigkeit benutzt. Diadurch
sinkt der Druck im Windkessel entsprechend. Er wird also, nach erfolgter Umsteuerung
nicht mehr ausreichen, dien erforderlichen Kupplungsdruck zu erzeugen. Entsprechend
der Einstellung dier DTo-ss,el 30 strömt aber sofort wieder Flüssigkeit nach,
so daß der Druck langsam wieder auf die erforderliche Höhe ansteigt. Der Drosselkolben
ist so angeordnet, daß ier bei steigendem Flüssigkeitsdruck gegen dien Diruck der
Feder angehoben wird, wobei der Querschnitt des keilförmigen Drosselschlitzes sich
vergrößert. Brei fallendem Druckunterschied zwischen dein Räumen vor 'und hintrer
der Dirossel wird also der Drosseldurchlaß vergrößert,` so daß eine konstante Durchflußmenge
ierzielt wird. Der Flüssigkeitsdruck im Windkessel und damit der Kupplungsdruck
steigen wieder auf das am Handrad eingestellte Maß, an. Durch Verdrehen des Handrades
kann der Flüssigkeitsdruck vergrößert ioder vermindert und damit der Vorgang gefühlsmäßig
beschleunigt oder verzögert werden.
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Nähert sich der Kork wieder ,der Hängebank bzw. dem Füllort, so wird
edier Auslösenocken 43 am Teufenzeiger wieder angehoben und bringt den umgekehrten
Steuervorgang zur Auslösung. Bei kurzem Wege an der Hängebank, beispielsweise zum
genauen Einfahrens des Seiles, kommt der Auslösenocken 43 mit der Nockenscheibe
44 überhaupt nicht in Eingriff. Däesie Korrekturbewegungen erfolgen also immer im
Langsamgang.
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Der langsame Gang kann ferner durch den Handhebel 5o für dauernd eingestellt
werden in der Weisse, daß der Winkelhebel 49 den Nocken 48 in der iobieren Lage
festhält. Die Scheibe 48 wird dann nur bis in die Totpunktlage gebracht und am Überschreiten
derselben gehindert.
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Falls der Haspelführer aus irgendeinem Grunde das Steuerrad losläßt,
wird dieses stets durch das Gewicht 5 i in die Nullage, d. h. in die gebremste Lage,
zurückgebracht. Hierdurch wird verhindert, daß die Steuerung unbeabsichtigt auf
Stellung i stehenbleibt, in der der Haspel weder gebremst noch mit dem Motor gekuppelt
ist.
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Die beiden Steuerleitungen 26 sind noch durch ein Kurzschl@ußventil
52 miteinander verbunden, welches bieim Einfallen der Sicherheitsbremsie geöffnet
wird und damit die Kupplung 14A5 löst. Die Kühlung und Schmierung der Reibungskupplungen
erfolgt mit. Hilfe der Zahnradpumpe 53, welche das Schmieröl durch den Ölkühler
54 zu .den Düsen 55 fördert. Aus diesen Drüsen spritzt das Öl durch Fenster, die
in den Primärteilen der Kupplungen angeordnet sind, zwischen die Primär- und Sekundärteile,
von wo @es unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte durch die Kupplungsschlitze bzw.
durch Schmiernuten in den Reibungsflächen hindurch nach innern getrieben wird, wobei
eine wirksame Kühlung und Schmierung der Reibflächen bewirkt wird.