<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung an einer Seilförderanlage zur Übertragung von Steuersignalen
Bei Förderanlagen in Bergwerken ist es bekannt, vom Förderkorb aus Gespräche unter Verwendung des
Tragseiles als Verbindungsleitung, telefonisch an den Ort der Maschinenanlage zu übertragen. Ferner ist es bekannt, Signale für die Bedienung und Steuerung der Maschine vom Förderkorb aus elektrisch zu übertragen. Zu diesem Zwecke sind in den Förderkabinen Sendegeräte und am Maschinenort Empfangsgeräte aufgestellt. Diese Geräte sind ziemlich kompliziert und müssen auch gegen grobe Erschütterungen und Witterungseinflüsse im Betrieb geschützt sein. Die Geräte in den Fahrkabinen erfordern Speisestromquellen, z. B. in Form von Akkumulatoren, die immer wieder ausgewechselt und aufgeladen werden müssen.
In Bergwerken ist die Anwendung solcher komplizierter Geräte nicht erwünscht.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem sie es ermöglicht, von der Kabine aus nach dem Ort der Maschinenanlage mit sehr einfachen Mitteln in der Kabine (Korb) zu signalisieren. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Seilförderanlage zur Übertragung von Steuersignalen von der Förderkabine nach der Maschinenanlage unter Verwendung des zu einer Stromschleife geschlossenen Förderseiles, mit welchem Koppeltransformatoren gekoppelt sind.
Die Erfindung besteht darin, dass ein ortsfester Sender für die Erzeugung von Signalen und ein ortsfester Empfänger vorhanden sind, die mit je einem der Koppeltransformatoren verbunden sind und dass in der Förderkabine wahlweise in die Stromschleife einschaltbare Impedanzen angeordnet sind, so dass eine Änderung der in den Seilstromkreis eingeschalteten Impedanzen eine Änderung der Empfängerspannung in der zugeordneten Empfangseinrichtung gegenüber der Senderspannung bewirkt.
Die Erfindung ermöglicht es, die Sende- und Empfangsapparate z. B. in einer Schachtanlage oben in der Nähe der Seiltreibscheiben anzubringen. In der Kabine selber sind nur wenige Schaltelemente untergebracht. Diese dienen dazu, Impedanzänderungen in der Seilschleife hervorzurufen. Diese Änderungen bringen beim Empfänger entsprechende Änderungen der Empfangsspannung hervor. Die Änderungen der Empfangsspannung werden als Steuersignal für die Maschinenanlage benutzt.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. 1 ist das Förderseil. das über eine Treibscheibe 2 läuft. Am Förderseil hangt die Kabine 10. Der Antrieb der Treibscheibe erfolgt durch den Motor 3. In der Nähe der Treibscheibe 2 sind Koppeltransformatoren 4 und 5 angeordnet. Die Kerne der Transformatoren umschliessen je ein Trum des Förderseil. Auf den Koppeltransformatoren befinden sich ferner die Wicklungen 4a bzw. 5a. 4a ist mit dem ortsfesten Sender 6 verbunden. Dieser erzeugt dauernd eine frequenzkonstante Signalspannung US. 5a ist mit dem Eingang des ortsfesten Empfängers 7 verbunden. In der Kabine 10 ist eine veränderliche Impedanz, bestehend aus der Drosselspule 11 und dem Kondensator 12, eingebaut und beides in die Seilschleife eingeschaltet.
Mittels eines Schalters 15, welcher drei Stellungen aufweist, kann die Spule 11 oder der Kondensator 12 kurzgeschlossen werden, wodurch die Impedanz der Seilschleife kapazitiven bzw. induktiven Charakter erhält. Steht der Schalter in der Mitte (Stellung 0), so sind Spule und Kondensator in Reihe geschaltet. Die Resonanzfrequenz von Kondensator und Spule einschliesslich der Seilinduktivität ist auf die Sendefrequenz abgestimmt. Den drei Schalterstellungen sind Befehlsstellungen Auf (+), Ab (-), Halt (0) zugeordnet, entsprechend der gewünschten Fahrt der Kabine.
Durch das wahlweise Schalten der Impedanzen 11 bzw. 12 ergeben sich verschiedene Phasenlagen der Empfangs-Eingangsspannung Up. gegenüber der Sendespannung US. Die Feststellung der jeweiligen
<Desc/Clms Page number 2>
Phasenlage erfolgt mittels des Modulators 8. Diesem Modulator ist die Sendespannung Us über einen Parallelweg, bestehend aus der Nachbildung 13 als zweite Empfangsspannung UE2, zugeführt. Die Nachbildung 13 ist die elektrische Nachbildung der Seilschleifenverbindung einschliesslich deren Koppeltransformatoren. Der Ausgang des Modulators ist auf ein polarisiertes Relais 9 geschaltet. Ein zusätzliches Phasendrehglied 14 bewirkt, dass in der Ruhelage, wenn also der Steuerschalter 15 auf 0 steht, die beiden Spannungen UE1 und UE2 in ihrer Phase senkrecht aufeinander stehen.
Die Ausgangsspannung im Modulator ist dann = 0 und das Relais 9 bleibt in der Mittellage. Wird nun der Steuerschalter 15 auf + oder
EMI2.1
durch das Relais 9 in die entsprechende + oder - Lage gebracht wird. Jede Schalterstellung in der Kabine entspricht einer Stellung des Relais 9. Vom Relais 9 erfolgt nun ein entsprechendes Signal an den Ma- schinenwärter oder an die Maschine direkt.
An Stelle einer einfachen Auf- Ab- Halt-Steuerung kann auch eine stetige Steuerung des Antriebs- motors erhalten werden. Zu diesem Zwecke muss die Steuerung der Impedanzen 11 und 12 stetig erfolgen, worauf am Ausgang des Modulators 8 ebenfalls eine von positiv zu negativ stetige Änderung der Steuer- gleichspannung erhalten wird. Diese letztere kann z. B. als Vorgabespannung für einen drehzahlregulier- ten Seiltrommelantrieb verwendet werden. Die stetig veränderbare Steuerimpedanz in der Kabine kann z. B. aus einer Regulierdrossel in Verbindung mit einem Kondensator bestehen.
Im Interesse der Betriebssicherheit ist es wesentlich, dass der Abgleich der Schaltung in der Nullage (Haltstellung) zuverlässig erhalten bleibt. Muss aber aus irgend einem Grunde, z. B. ausbaulichenoder betrieblichen Ursachen, mit Veranderungen des Nullabgleiches gerechnet werden, so wird zweckmässig eine Überwachung des Abgleiches vorgenommen. Das kann in einfacher Weise z. B. so geschehen, dass zum Relais 9 ein wesentlich empfindlicheres Relais parallel geschaltet wird. Durch dieses empfindliche Relais wird ein kleiner Servomotor gesteuert, durch den die entsprechende Abgleiche, z. B. an der Nachbildung 13 oder an dem Phasendrehglied 14 vorgenommen wird, bis die Nullage wieder nachkorrigiert ist.
Dabei müssen zusätzliche Massnahmen getroffen werden, damit der Servomotor durch die eigentlichen steuernden phasenverschobenen Spannungen nicht in Bewegung gesetzt wird.
Eine weitere Durchführung der Erfindung ist in folgender Weise möglich. Der Ortssender erzeugt mehrere, mindestens aber zwei frequenzunterschiedliche Signalspannungen. In der Kabine sind Schwingkreise vorgesehen, die auf die betreffenden Senderfrequenzen abgestimmt sind und einzeln in den Seilstromkreis einschaltbar sind. Im Empfanger sind entsprechende Schwingkreise vorhanden, an denen Spannungen abgenommen werden, die einzeln als Steuersignal für die Maschinenanlage dienen. Das Einschalten der Schwingkreise im Seilstromkreis bedingt Impedanzänderungen, die die einzelnen Frequenzen wahlweise über das Seil zur Übertragung bringen.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Einrichtung dargestellt. Seilanordnung und Koppeltransformatoren entsprechen der Anordnung nach Fig. 1. Der Sender 6 ist mit drei einzelnen Generatoren 6a, 6b, 6c ausgerüstet, die mit verschiedenen Frequenzen fa, fb, fc ständig in Betrieb sind und zusammen auf den Koppeltransformator 4 arbeiten. In der Kabine 10 sind drei Schwingkreise 20a, 20b,'20c mit Abstimmfrequenzen fa, fus foc eingebaut, die abwechslungsweise durch den Fahrschalter 21 einschaltbar sind. Im Empfänger 7 sind entsprechende Schwingkreise 22a, 22b, 22c vorhanden, an welche über Gleichrichter 23 die Relaisspulen 24 angeschlossen sind. Die entsprechenden Schaltkontakte 25a, 25b, 25c sind z. B. mit der Steuervorrichtung der Förderanlage verbunden.
Der Fahrschalter 21 ist zweckmässig so aus- gebildet, dass er in der mittleren Stellung 0 (Halt) dauernd einen Steuerstrom mit der Frequenz fb durchlässt. In dieser Stellung wird also die SteuerspÅannung des Generators 6b ständig zu dem Empfänger durch- gelassen und das Empfangsrelais 25b ist ständig angezogen. Man hat damit eine Kontrolle, ob die Anlage betriebsfähig ist. Zur Übertragung eines Fahrbefehles von der Kabine aus, z. B. aufwärts (+) oder abwärts (-) wird der Hebel des Schalters auf + bzw. - geschaltet. Dementsprechend werden vom Generator 6 aus wahlweise die Frequenzen fa bzw. f nach dem Empfänger 7 weiter gegeben. Infolgedessen fällt der Relaiskontakt 25b ab und der Relaiskontakt 25a bzw. 25c schaltet ein.
Entsprechend wird an der Maschinenanlage der Fahrbefehl "Aufwärts" (+) bzw. "Abwärts" (-) ausgelöst.
Die Zwischenschaltung der Schaltelemente in der Förderkabine kann auch über einen Koppeltransformator erfolgen. Zu diesem Zwecke wird zwischen den Seilenden im Förderkorb ein Transformator ge-
EMI2.2
direkt durchverbunden und ebenfalls ein Koppeltransformator, dessen Primärwicklung das Förderseil ist, verwendet werden. Über den Transformator wird zweckmässig eine Widerstandsanpassung vorgenommen, damit die Schaltelemente in ihren Abmessungen technisch und kostenmässig vorteilhaft ausgeführt werden können.
<Desc/Clms Page number 3>
In der Wahl der Übertragungsfrequenzen ist man weitgehend frei. Es eignen sich Niederfrequenzen bis herunter zu 50 Hz. Eine obere Grenze ist gegeben durch allfallige Resonanzerscheinungen auf dem Seil, die vermieden werden müssen.
Die Anordnung eignet sich nicht nur für Förderanlagen in Bergwerken, sondern sie kann Anwendung finden bei jeder Art Seilbahn. Bei Seilbahnen im Gebirge mit verhältnismässig grossen Streckenlängen hat die Anordnung den Vorteil, dass das Anhalten und Anfahren der Fahrkabine von jedem Ort auf der Strecke erfolgen kann. Dabei kann die Steuerung der Maschine direkt erfolgen, so dass ein Personal an den Endstationen nicht nötig ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung an einer Seilförderanlage zur Übertragung von Steuersignalen von der Förderkabine nach der Maschinenanlage unter Verwendung des zu einer Stromschleife geschlossenen Förderseiles, mit welchem Koppeltransformatoren gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein ortsfester Sender für die Erzeugung von Signalen und ein ortsfester Empfänger vorhanden sind, die mit je einem der Koppeltransformatoren verbunden sind und dass in der Förderkabine wahlweise in die Stromschleife einschaltbare Impedanzen angeordnet sind, so dass eine Änderung der in den Seilstromkreis eingeschalteten Impedanzen eine Änderung der Empfängerspannung in der zugeordneten Empfangseinrichtung gegenüber der Senderspannung bewirkt.
<Desc / Clms Page number 1>
Device on a cable conveyor system for the transmission of control signals
In the case of conveyor systems in mines, it is known to hold conversations using the
Carrying rope as a connecting line to be transferred to the machine system by telephone. It is also known to electrically transmit signals for operating and controlling the machine from the conveyor cage. For this purpose, transmitting devices are set up in the conveyor cabins and receiving devices at the machine location. These devices are quite complicated and must also be protected against severe vibrations and weather influences during operation. The devices in the driver's cab require power sources, e.g. B. in the form of accumulators that have to be replaced and recharged again and again.
The use of such complicated devices in mines is undesirable.
The present invention avoids these disadvantages by making it possible to signal the location of the machine installation from the cabin with very simple means in the cabin (basket). The invention relates to a device on a cable conveyor system for the transmission of control signals from the conveyor cabin to the machine system using the conveyor cable which is closed to form a current loop and to which coupling transformers are coupled.
The invention consists in that a stationary transmitter for the generation of signals and a stationary receiver are available, which are each connected to one of the coupling transformers and that in the conveyor cabin optionally switchable impedances are arranged in the current loop, so that a change in the Cable circuit switched on impedances causes a change in the receiver voltage in the assigned receiving device compared to the transmitter voltage.
The invention makes it possible to use the transmitting and receiving apparatus such. B. to be attached in a shaft system above near the rope pulleys. Only a few switching elements are housed in the cabin itself. These are used to cause changes in impedance in the rope loop. These changes produce corresponding changes in the receiving voltage at the receiver. The changes in the received voltage are used as a control signal for the machine system.
In Fig. 1 an embodiment is shown. 1 is the hauling rope. which runs over a traction sheave 2. The car 10 hangs on the hoisting rope. The drive pulley is driven by the motor 3. Coupling transformers 4 and 5 are arranged in the vicinity of the drive pulley 2. The cores of the transformers each enclose a strand of the hoisting rope. The windings 4a and 5a are also located on the coupling transformers. 4a is connected to the stationary transmitter 6. This continuously generates a frequency-constant signal voltage US. 5a is connected to the input of the stationary receiver 7. A variable impedance, consisting of the choke coil 11 and the capacitor 12, is installed in the cabin 10 and both are switched into the rope loop.
By means of a switch 15, which has three positions, the coil 11 or the capacitor 12 can be short-circuited, whereby the impedance of the rope loop is given a capacitive or inductive character. If the switch is in the middle (position 0), the coil and capacitor are connected in series. The resonance frequency of the capacitor and coil including the cable inductance is matched to the transmission frequency. Command positions Up (+), Down (-), Stop (0) are assigned to the three switch positions, according to the desired travel of the car.
The optional switching of the impedances 11 or 12 results in different phase positions of the received input voltage Up. compared to the transmission voltage US. Establishing the respective
<Desc / Clms Page number 2>
The phase position takes place by means of the modulator 8. The transmission voltage Us is fed to this modulator via a parallel path consisting of the simulation 13 as the second reception voltage UE2. The replica 13 is the electrical replica of the cable loop connection including its coupling transformers. The output of the modulator is connected to a polarized relay 9. An additional phase shift element 14 has the effect that in the rest position, that is to say when the control switch 15 is on 0, the two voltages UE1 and UE2 are perpendicular to one another in their phase.
The output voltage in the modulator is then = 0 and the relay 9 remains in the middle position. If the control switch 15 is now set to + or
EMI2.1
is brought into the corresponding + or - position by the relay 9. Each switch position in the cabin corresponds to a position of the relay 9. The relay 9 now sends a corresponding signal to the machine attendant or directly to the machine.
Instead of a simple up-down-stop control, continuous control of the drive motor can also be obtained. For this purpose, the control of the impedances 11 and 12 must take place continuously, whereupon at the output of the modulator 8 a constant change from positive to negative in the DC control voltage is also obtained. This latter can e.g. B. can be used as a default voltage for a speed-regulated cable drum drive. The continuously variable control impedance in the cabin can be, for. B. consist of a regulating throttle in conjunction with a capacitor.
In the interest of operational safety, it is essential that the adjustment of the circuit in the zero position (stop position) is reliably maintained. But must for some reason, z. B. expansion or operational causes, changes in the zero balance are expected, it is advisable to monitor the balance. This can be done in a simple manner, for. B. done so that a much more sensitive relay is connected in parallel to the relay 9. This sensitive relay controls a small servomotor, through which the corresponding adjustments, e.g. B. is carried out on the replica 13 or on the phase shift member 14 until the zero position is corrected again.
Additional measures must be taken to ensure that the servomotor is not set in motion by the actual controlling phase-shifted voltages.
A further implementation of the invention is possible in the following manner. The local transmitter generates several, but at least two, signal voltages with different frequencies. In the cabin there are resonant circuits which are matched to the relevant transmitter frequencies and which can be individually switched into the cable circuit. Corresponding resonant circuits are available in the receiver, from which voltages are picked up, which individually serve as control signals for the machine system. Switching on the oscillating circuits in the cable circuit causes changes in impedance, which can be used to transmit the individual frequencies via the cable.
In Fig. 2, an embodiment of such a device is shown. The cable arrangement and coupling transformers correspond to the arrangement according to FIG. 1. The transmitter 6 is equipped with three individual generators 6a, 6b, 6c which are constantly in operation at different frequencies fa, fb, fc and work together on the coupling transformer 4. Three oscillating circuits 20a, 20b, 20c with tuning frequencies fa, fus foc are installed in the cabin 10, which can be switched on alternately by the drive switch 21. In the receiver 7 there are corresponding resonant circuits 22a, 22b, 22c to which the relay coils 24 are connected via rectifiers 23. The corresponding switching contacts 25a, 25b, 25c are z. B. connected to the control device of the conveyor system.
The travel switch 21 is expediently designed in such a way that in the middle position 0 (stop) it continuously allows a control current with the frequency fb to pass through. In this position, the control voltage of the generator 6b is continuously passed through to the receiver and the receiving relay 25b is continuously attracted. This gives you a check on whether the system is operational. To transmit a travel command from the cabin, e.g. B. upwards (+) or downwards (-) the lever of the switch is switched to + or -. Accordingly, the frequencies fa or f are optionally passed on to the receiver 7 from the generator 6. As a result, the relay contact 25b drops out and the relay contact 25a or 25c switches on.
The "up" (+) or "down" (-) travel command is triggered accordingly on the machine system.
The switching elements in the conveyor cabin can also be connected via a coupling transformer. For this purpose, a transformer is placed between the ends of the rope in the conveyor cage.
EMI2.2
directly through-connected and also a coupling transformer, the primary winding of which is the hoisting rope, can be used. Resistance matching is expediently carried out via the transformer so that the switching elements can be designed to be technically and cost-effectively advantageous in terms of their dimensions.
<Desc / Clms Page number 3>
You are largely free to choose the transmission frequencies. Low frequencies down to 50 Hz are suitable. An upper limit is given by any resonance phenomena on the rope, which must be avoided.
The arrangement is not only suitable for conveyor systems in mines, but it can also be used for any type of cable car. In the case of cable cars in the mountains with relatively large route lengths, the arrangement has the advantage that the driver's cab can be stopped and started from anywhere on the route. The machine can be controlled directly so that personnel at the end stations are not required.
PATENT CLAIMS:
1. Device on a cable conveyor system for the transmission of control signals from the conveyor cabin to the machine system using the conveyor cable that is closed to form a current loop and with which coupling transformers are coupled, characterized in that a stationary transmitter for generating signals and a stationary receiver are available, which are each connected to one of the coupling transformers and that optionally switchable impedances are arranged in the current loop in the conveyor cabin, so that a change in the impedances switched on in the cable circuit causes a change in the receiver voltage in the assigned receiving device compared to the transmitter voltage.