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Seilwinde zum Schlagbohren und zum Antrieb stoßend arbeitender Werkzeuge
Zusatz zur Patentanmeldung E 15449 VI/5a (Auslegeschrift 1108 638) Die Erfindung
betrifft eine motorisch angetriebene Seilwinde mit Elektromagnetkupplung und selbsttätiger
Steuerung des Arbeitsrhythmus stoßend arbeitender Werkzeuge nach Patentanmeldung
E 15449 VI/5 a.
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Wesentlicher Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist die Steuerung
von motorisch angetriebenen Seilwinden zum Schlagbohren mittels eines einstellbaren
Zeitrelais, welches die Dauer des Kraftschlusses zwischen der Antriebsmaschiene
und der Seiltrommel und damit den Arbeitstakt des Aufziehens des Werkzeuges bestimmt.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Steuerung des frei fallenden
Werkzeuges lediglich über einen einstellbaren Zeitintervall hinweg, in dem der Kraftschluß
zwischen Kupplung und Seiltrommel hergestellt und das Werkzeug in seine Ausgangsstellung
zurückgebracht wird, zu Nachteilen führen kann. Sobald beispielsweise beim Antrieb
der Seilwinde durch eine Verbrennungskraftmaschine infolge Drehzahländerung eine
Spannungsänderung im Steuerstromkreis eintritt, in dem das Zeitrelais liegt, verändern
sich die Steuerzeiten, und es kann vorkommen, daß die Kupplung schon vor Beendigung
des freien Falls des Werkzeuges eingeschaltet wird oder daß die Herstellung des
Kraftschlusses zwischen Kupplung und Seiltrommel zu spät erfolgt. Auch im Hinblick
darauf, daß die Fallhöhe und die Zeitdauer des Werkzeugfalls infolge der sich senkenden
Bohrlochsohle Änderungen unterliegen, ergibt sich die Notwendigkeit, die Steuerzeiten
des Relais ständig zu überwachen und nachzuregeln, weil jedes zu frühe Verstellen
des Kupplungsschlusses bei herabfallendem Werkzeug zur Beschädigung der Kupplung
führen kann.
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Es sind bereits verschiedene Ausführungen von Seilwinden für die Betätigung
stoßend arbeitender Werkzeuge bekannt, die durch regelmäßig intermittierende Schleifenbildung
an dem das Werkzeug tragenden Seil die Stoßbewegung des Werkzeuges in Abhängigkeit
von der Drehbewegung des Windenantriebs oder in Abhängigkeit von dem mittelbar durch
das Werkzeuggewicht und unmittelbar durch das gespannte Seil auf den die Schleife
bildenden Arm ausgeübten Druck selbsttätig steuern. Solche mechanischen oder hydromechanischen
Steuerungen haben Nachteile insofern, als die für die Wirtschaftlichkeit der Arbeit
eventuell entscheidende Hubhöhe nicht oder wegen der Abhängigkeit der Einrichtungen
entweder von der Drehbewegung des Antriebes oder von der Länge des hin- und hergehenden
Armes nur in vergleichsweise engen Grenzen veränderbar und diese Veränderung im
allgemeinen nicht ohne Unterbrechung des Arbeitsablaufes und nur mit mehr oder weniger
großem Zeit- und Arbeitsaufwand durchführbar ist. Außerdem verursachen derartige
Steuerungen einen erheblichen konstruktiven Aufwand, der die Winden schwer und teuer
macht und ihre Störanfälligkeit erhöht.
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Von diesem Gedanken der Ausnutzung der Schlaffseilbildung zur Steuerung
des Arbeitsablaufes ausgehend, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Steuerungseinrichtung
für stoßend arbeitende Werkzeuge nach der Hauptpatentanmeldung zu schaffen, die
völlig selbsttätig und sich selbst regelnd arbeitet.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einschaltung
des Zeitrelais nach der Hauptpatentanmeldung durch einen Endschalter erfolgt, der
bei Schlaffseilbildung durch das Freiwerden und Herabfallen eines Hebels betätigt
wird, welcher durch eine an ihm angeordnete und auf dem Seil laufende Rolle so lange
in labilem Gleichgewicht gehalten wird, wie das Seil gespannt ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit gleicher
Wirkungsweise besteht darin, daß die Auslösung des Zeitrelais durch den Endschalter
erfolgt, der bei SchlafEseilbildung durch das Herabgleiten eines Schlittens betätigt
wird, welcher durch eine ebenfalls auf dem Seil laufende Rolle im labilen Gleichgewicht
gehalten wird, solange das Seil gespannt ist. Sobald das Werkzeug herabgefallen
und
auf die Bohrlochsohle, die Betonbahndecke oder einen zu rammenden Gegenstand, nachfolgend
summarisch als Arbeitsniveau bezeichnet, aufgetroffen ist, bildet sich Schlaffseil,
so daß eine zweckmäßig zwischen der Rolle in der Spitze des Arbeitsgerüstes und
der Seiltrommel des Windwerkes angeordnete, an einem Träger vertikal verschwenkbare
Seilrolle herabfallen und dabei den an sich bekannten Endschalter betätigen kann,
der einen Impuls an das Zeitrelais gibt. Die Schlaffseilbildung, die in dieser bevorzugten
Ausführungsform also zur Steuerung des Zeitrelais im Steuerstromkreis der Elektromagnetkupplung
genutzt wird, ist wegen des durch das Abschwenken des Seilrollenträgers schon mit
ihrem Beginn herbeigeführten gewissen Längenausgleiches und das im unmittelbaren
Anschluß daran erfolgende Einschalten der Elektromagnetkupplung und der Seiltrommel
durch das Zeitrelais denkbar gering und hat auf diese Weise keinen schädlichen Einfluß
auf die Lebensdauer des Seiles. Selbstverständlich kann die selbsttätige Betätigung
des Endschalters und damit des Zeitrelais auch auf andere Weise und an anderer Stelle,
beispielsweise durch einen senkrecht geführten Schlitten mit einer Rolle oder durch
eine gegen einen Anschlag fahrende Seilbirne od. dgl., erfolgen.
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Bei der erfindungsgemäßen Seilwinde kann die Hubhöhe des Werkzeuges
ohne Unterbrechung der Arbeit durch Verstellen des Zeitrelais jederzeit beliebig
und insofern praktisch unbegrenzt variiert werden, weil bei voller Ausnutzung der
Verzögerungskapazität eines entsprechenden Zeitrelais die Hubhöhe größer wäre, als
eine wirtschaftliche Schlagfolge dies zuläßt, ohne daß jedoch durch die größere
Hubhöhe noch ein technischer Effekt erzielt werden könnte, der über den mit geringerer
Hubhöhe erzielbaren hinausginge. Außerdem gewährleistet eine Anordnung nach der
Erfindung die ständige selbsttätige Anpassung der Schaltzeitpunkte an die beim Bohren
und beim Rammen mit dem Fortschreiten der Arbeit verbundene Absenkung des Arbeitsniveaus.
Damit ist bei Anwendung einfacher Mittel eine völlig selbständig arbeitende Steuereinrichtung
für stoßend und im freien Fall tätige Werkzeuge erreicht.
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Nachfolgend wird an Hand der Zeichnungen ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es zeigt Fig. 1 die schematische Seitenansicht einer Seilwinde mit
Steuerungsvorrichtung sowie ein Bohrgerüst mit Bohrwerkzeug und Bohrstelle, Fig.
2 die schematische Darstellung eines schwenkbaren Seilrollenträgers mit Endschalter,
Fig. 2 a die Anordnung der Fig. 2 bei betätigtem Endschalter, Fig. 3 die schematische
Darstellung eines schwenkbaren Seilrollenträgers mit darüber angeordnetem Endschalter,
Fig. 4 die schematische Darstellung eines gleitenden Seilrollenträgers mit darunter
angeordnetem Endschalter.
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Von der Seilwinde 1 läuft das Seil 6 über die Rolle 5 an der Winde
sowie über die Rolle 4 in der Spitze des Bohrgerüstes 2 und ist am Werkzeug 3 befestigt.
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Zwischen der nicht dargestellten Antriebsmaschine und der Seiltrommel
7 der Seilwinde 1 ist eine Elektromagnetkupplung 8 angeordnet, die beim Schließen
ihres Steuerstromkreises 9 durch einen Schalter 19 oder durch ein verstellbares
Zeitrelais 10 den Antriebsmotor mit der Seiltrommel 7 kraftschlüssig verbindet,
so daß das Seil 6 aufgetrommelt und das Werkzeug 3 angehoben wird, bis der Steuerstromkreis
9 durch öffnen des Schalters 19 oder Ausschalten des Zeitrelais 10 unterbrochen
und somit die Kupplung 8 gelöst wird. Durch sein Eigengewicht fällt das Werkzeug
3 auf die Bohrlochsohle 11 herab, bis durch den Nachlauf der durch eine Bremse 12
schwach gebremsten Seiltrommel ? Schlaffseil 6' (Fig. 2a) entsteht. Beim Nachgeben
des gespannten Seiles 6 zum Schlafffseil 6' betätigt das Gewicht der im Punkt 13
an einen vertikal schwenkbaren und nach oben in seiner Schwenkbewegung begrenzten
Träger 14 angeordneten Seilrolle 5 den Schaltstift 15 des Endschalters 16, der seinerseits
dem Zeitrelais 10 über die Leiter 20 einen Impuls gibt und damit den Steuerstromkreis
9 wieder schließt.
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Natürlich kann, wie in Fig. 3 dargestellt, der Endschalter 16' mit
dem Schaltstift 15' auch über dem Seilrollenträger 14 angeordnet und so geschaltet
sein, daß er den Impuls zum Einschalten des Zeitrelais 10 beim Lösen seiner Kontakte
durch Herabfallen des Seilrollenträgers 14 gibt, oder es kann (nach Fig. 4) der
Seilrollenträger als Schlitten 17 ausgebildet und in Führungen 18 gleitend angeordnet
sein.
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Durch das Einschalten der Elektromagnetkupplung 8 wird die Seiltrommel
7 kraftschlüssig mit dem Antriebsmotor verbunden und das Seil 6, 6' sofort
wieder angezogen, wobei zunächst die Seilrolle 5 angehoben wird. Damit ist der Schaltstift
15 des Endschalters 16 frei (Fig. 1, 2 und 4), bis nach dem Ausschalten des Zeitrelais
10 und dem neuerlichen Herabfallen des Werkzeuges 3 auf die Bohrlochsohle 11 der
Seilrollenträger 14 wieder abfallen kann und den Schaltstift 15 des Endschalters
16 erneut betätigt.