-
Gewinnungs- und Fördereinrichtung für Kohle und andere Mineralien
Die Erfindung betrifft eine Gewinnungs- und Fördereinrichtung für Kohle und andere
Mineralien im untertätigen Grubenbetrieb mit hydrostatischem Antrieb, bei welcher
sowohl die schälend arbeitende Gewinnungsein,richtung als auch die als Strebförderer
ausgebildete Fördereinrichtung mit jeweils mindestens einem mit unterschiedlicher
Drehzahl antreibbaren hydrostatischen Motor ausgerüstet ist, wobei die Drehrichtung
des oder der hydrostatischen Gewinnungsmaschinenmotoren umkehrbar ist. Bei einer
zum Stande der Technik gehörenden Einrichtung dieser Art, bei welcher sowohl der
Strebförderer als auch das als Kohlenhobel ausgebildete Gewinnungsgerät hydraulisch
angetrieben sind, werden sämtliche hydrostatischen Förderer- und Hobelmotore jeweils
durch ein gesondertes Antriebsaggregat angetrieben. Diese Antriebsaggregate bestehen
jeweils aus einer hydrostatischen Pumpe und einem diese Pumpe antreibenden Elektromotor.
-
Ein Nachteil dieser bekannten Gewinnungs- und Fördereinrichtung besteht
zunächst darin, daß für den Antrieb des Gewinnungsgerätes und des Förderers mindestens
zwei gesonderte hydraulische Antriebsaggregate erforderlich sind. Hieraus resultieren
nicht nur verhältnismäßig große Anlagekosten, sondern auch ein bei den beenolten
Raumverhältnissen des untertägigen Grubenbetriebes unerwünscht großer Platzbedarf
für die verhältnismäßig großen und sperrigen Antriebsaggregate. Außerdem müssen
diese hydraulischen Antriebsaggregate jeweils überdimensioniert werden, um alle
während des Betriebes auftretenden Belastungsspitzen aufnehmen zu können, was eine
abermalige Erhöhung der Anlagekosten nach sich zieht. Infolgedessen ist die installierte
Motorleistung dieser Antriiebsaggregate lediglich während der in größeren Zeitabständen
sowie jeweils nur kurzzeitio, auftretenden Belastungsspitzen voll ausgelastet, während
sie beim Normalbetrieb nur zu einem Teil ausgenutzt wird.
-
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, bei dieser bekannten vollhydraulisch
angetriebenen Gewinnungs- und Fördereinrichtuno, Steuer- und Regelorgane vorzusehen,
die bei einer Entlastung eines der hydrostatischen Motoren ein überleiten eines
Teiles der Druckmittelförderung, die von der diesen Motor speisenden hydrostatischen
Pumpe stammt, zu dem anderen, höher belasteten Motor ermöglicht. Diese Steuer- und
Regelorgane sind hierbei ferner so ausgebildet -, daß die hydrostatischen Motoren
mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben werden können, wobei jedoch eine Abhängigkeit
insofern besteht, als jede Änderung der Drehzahl des Hobelmotors eine entsprechende
Drehzahländerung des Förderermotors nach sich zieht. Darüber hinaus kann bei dieser
bekannten Bauart auch die Drehrichtung des Hobelmotors umgekehrt werden.
-
Die bei dieser bekannten hydraulisch angetriebenen Gewinnungs- und
Fördereinrichtung benötigten Steuer- und Regelorgane besitzen eine relativ komplizierte
Ausbildung und sind überdies störungsanfällig, so daß sie für den praktischen Einsatz
unter den rauhen Bedingungen des untertägigen Grubenbetriebes nur wenig geeignet
sind. Ferner hat dieses bekannte hydraulische Antriebssystem den Nachteil, daß sich
die einzelnen hydrostatischen Motoren und die diesen zugeordneten Antriebsaggregate
in unerwünschter Weise gegenseitig zu beeinflussen vermögen. Infolgedessen wirken
sich Belastungsschwankungen eines Motors bzw. eines Antriebsaggregates in unerwünschter
Weise auch auf den anderen Motor bzw. das andere Antriebsaggregat aus und führen
zu einer unerwünschten Abhängigkeit ihrer Arbeits-C weise. Daher ist es bei dieser
bekannten Bauart nicht möglich, bei der Berg- und Talfahrt des Hobels ein vorgegebenes
Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Hobel und Förderer mit ausreichender Genauigkeit
einzuhalten. Außerdem läßt sich der bei dieser bekannten Anlage mögliche begrenzte
Leistungsaustausch zwischen Fördererantriebsaggregat und Hobelantriebsaggregat lediglich
auf Kosten erheblicher Drosselverluste erreichen. Derartige Drosselverluste wirken
sich jedoch insbesondere bei hohen Förderdrücken und großen Fördermengen, wie sie
bei hydraulischen Antrieben für Gewinnungs- und Fördereinrichtungen des Untertagebetriebes
benötigt werden, nachteilig aus. Ferner wird bei dieser bekannten Gewinnungs- und
Fördereinrichtung trotz der vorgesehenen Regelungsmöglichkeiten die installierte
Leistung der einzelnen Antriebsaggregate nur unzureichend ausgenutzt, da jedes dieser
Aggregate
nach der maximal auftretenden Belastung der ihm zugeordneten
Einrichtung ausgelegt werden muß.
-
Ein Nachteil dieser bekannten Gewinnungs- und Fördereinrichtung könnte
auch darin gesehen werden, daß jede überleitung eines Teils der Druckmittelförderung
eines der Pumpenaggregate zu dem anderen Antriebsaggregat zwangläufig zu
einer Vzränderung, und zwar zu einer entgegengerichteten Veränderung der Antriebsgeschwindigkeiten
der den beiden Antriebsaggregaten zugeordneten hydrostatisehen Motoren führt. Wird
beispielsweise bei stärkerer Belastung des hydrostatischen Förderermotors ein Teil
der Druckmittelförderung der an sich der Gewinnungseinrichtung zugeordneten hydrostatischen
Pumpe dem Förderermotor zugeführt, so wird zwangläufig die Antriebsgeschwindigkeit
des Förderers vergrößert, während gleichzeitig die Antriebsgeschwingkeit der Gewinnungseinrichtung
verkleinert wird. dig Umaekehrt führt bei dieser bekannten Einrichtung I b eine
erhöhte Belastung des hydrostatischen Motors der Gewinnungseinrichtung, beispielsweise
eines Kohlenhobels, zu einer Erhöhung der Antriebsgeschwindigkeit des Hobels, während
die Antriebsgeschwindigkeit des Förderers entsprechend verkleinert wird.
-
Eine solche, von der jeweiligen Belastung abhängige und überdies entgegengerichtete
Änderung der Antriebsgeschwindigkeiten der Gewinnungs- und Fördereinrichtung ist
jedoch insbesondere bei an einem Strebförderer mit wechselnder Bewegungsrichtung
entlangbewegten schälenden Gewinnungsgeräten (Kohlenhobeln) unerwünscht. Beispielsweise
würde eine überlastung des Hobelmotors zu einer Erhöhung derHobelgeschwindigkeitbei
gleichzeitiger Verringerung der Fördergeschwindigkeit führen mit dem Erfolg, daß
der Förderer überladen wird und nicht mehr in der Lage ist, die hereingewonnene
Haufwerksmenge abzufördern. Umgekehrt hätte eine Überlastuno, des Förderers die
unerwünschte Folge, daß die Förderergeschwindigkeit vergrößert wird, während die
Antriebsgeschwindigkeit des Hobels sich vermindert, was wiederum die Folge hat,
daß der Förderer nur in unzureichendem Maße ausgenutzt wird.
-
Eine in einem Abbaubetriebspunkt installierte Gewinnungs- und Fördereinrichtung,
beispielsweise ein mit einem Strebförderer zusammenarbeitender Kohlenhobel, läßt
sich jedoch nur dann in optimaler Weise ausnutzen, wenn für jede Bewegungsrichtung
der Gewinnungseinrichtung, d. h. also sowohl für die Ber--fahrt als auch
für die Talfahrt des Kohlenhobels, ein genau vorbestimmtes, von der Ladekapazität
des Förderers und der Schälleistung des Kohlenhobels abhängiges Verhältnis zwischen
der Arbeitsgeschwindigkeit des Hobels und der Umlaufgeschwindigkeit des Förderers
eingehalten wird. Das für jede Fahrtrichtung des Hobels günstigste Verhältnis läßt
sich hierbei rechnerisch für jede Schälleistung bzw. Fördererkonstruktion in einfacher
Weise ermitteln, wobei eine optimale Ausnutzung der verfügbaren maschinellen Einrichtungen
eines Abbaubetriebspunktes in der Regel dann erzielt wird, wenn die Kapazität des
Strebförderers voll ausgenutzt ist.
-
Da bei der vorstehend behandelten, bekannten Gewinnungs- und Fördereinrichtung
mit hydraulischem Antrieb sich ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit
des Gewinnungsgerätes und der Umlaufgeschwindigkeit des Förderers nicht einhalten
läßt, sondern Hobr,1- und Förderergeschwindigkeit in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen
Belastung ständigen, und zwar erheblichen Schwankungen unterliegen, läßt sich bei
ihr nur eine unzulängliche Ausnutzung der installierten Gewinju-ngs- und Fördereinrichtungen
erreichen. Dies gilt um so mehr, als zur Vermeidung von Überladungen des Förderers
bei stärkerer Belastung des Hobelmotors und hieraus resultierender Erhöhung seiner
Antriebsgeschwindigkeit das bei Normalbelastung vorhandene Geschwindigkeitsverhältnis
so gewählt werden muß, daß die Ladekapazität des Förderers nur teilweise ausgenutzt
wird und eine ausreichende Reserve für den Fall einer besonders starken Belastung
des Hobelantriebsmotors vorhanden ist.
-
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, einen vollhydraulischen
Antrieb für eine Gewinnungs-und Fördereinrichtung des untertägigen Grubenbetriebes,
insbesondere einen mit einem Strebförderer zusammenarbeitenden Kohlenhobel zu schaffen,
der unter Vermeidung der vorstehend geschilderten, der bekannten Bauart anhaftenden
Nachteile eine optimale Ausnutzung der Leistungsfähigkeit einer in einem Abbaubetriebspunkt
installierten Gewinnungs-und Fördereinrichtung ermöglicht, hierbei aber auf jegliche
komplizierte und störungsanfällige Steuer-und Regeleinrichtungen verzichtet und
außerdem gegenüber der bekannten Bauart mit erheblich geringeren Abmessungen und
einem entsprechend geringeren Gewicht sowie mit wesentlich niedrigeren Anlagekosten
auskommt. Erlmdungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für den Antrieb
von jeweils mindestens einem hydrostatischen Gewinnungsmaschinenmotor und jeweils
mindestens einem hydrostatischen Förderermotor nur eine gemeinsame, motorisch angetriebene
hydrostatische Pumpe vorgesehen ist, welche die hydrostatischen Motoren der Gewinnungseinrichtung
und des Förderers durch einen gemeinsamen und ungeteilten Förderstrom speist, wobei
die hydrostatischen Motoren der Gewinnungs- und der Fördereinrichtung in bezug auf
den gemeinsamen und ungeteilten Förderstrom in Reihe (hintereinander) geschaltet
sind, derart, daß sie nacheinander von demselben Förderstrom durchflossen werden.
-
Während bei den bekannten Gewinnun-s- und Fördereinrichtungen für
den Antrieb eines jeden hydrostatischen Motors ein gesondertes, aus hydrostatischer
Pumpe und Pumpenmotor bestehendes Antriebsaggregat benötigt wird, genügt bei der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung zumindest für den Antrieb sämtlicher,
an einem Strebende befindlicher Motoren der Gewinnungs- und Fördereinrichtung nur
eine einzige hydrostatische Pumpe, die von einem einzelnen, vorzugsweise als Elektromotor
ausgebildeten Pumpenmotor angetrieben wird. Hierdurch wird zunächst gegenüber den
eingangs behandelten bekannten Antrieben eine wesentliche Verringerung der Anlagekosten
sowie der laufenden Wartungskosten und Betriebskosten erreicht, ganz abgesehen davon,
daß die Abmessungen und das Gewicht der Antriebsorgane für die Gewinnungs- und Fördereinrichtung
erheblich verringert werden, was bei den beengten Raumverhäftnissen des untertägigen
Grubenbetriebes besonders wichtig ist.
-
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, daß die
hydrostatischen Motoren der Gewinnungs- und Fördereinrichtung durch ihre
Hintereinanderschaltung
in bezug auf den sie nacheinander durchfließenden, gemeinsamen Förderstrom hinsichtlich
ihrer Antriebsgeschwindigkeiten in ein strenges Abhängigkeitsverhältnis zueinander
gebracht werden, was auch durch unterschiedliche Belastungen des Gewinnungsgerätes
und/oder des Förderers in keiner Weise verändert werden kann. Dieses äußerst vorteilhafte
strenge Abhängigkeitsverhältnis kommt dadurch zustande, daß zufolge der Hintereinanderschaltung
der hydrostatischen Motoren in dem von der gemeinsamen Pumpe erzeugten ungeteilten
Förderstrom jeder Motor jeweils zwangläufig in der Zeiteinheit von der gleichen
Fördermenge durchflossen wird. Zufolge dieser Hintereinanderschaltung der hydrostatischen
Motoren der Gewinnungseinrichtung und der der Fördereinrichtung wird ein einmal
eingestelltes Verhältnis zwischen ihren Antriebsgeschwindigkeiten mit großer Genauigkeit
eingehalten, und zwar völlig unabhängig davon, ob der Förderer oder die Gewinnungseinrichtung
stärker oder weniger stark belastet sind. Das Verhältnis der Antriebsgeschwindigkeiten
der einzelnen Motoren ist durch die Schluckmenge der in Reihe geschalteten hydrostatischen
Motoren genau festgelegt. Infolgedessen ist es unter Verzicht auf jegliche komplizierte
Steuer- und Regeleinrichtungen möglich, ein der optimalen Ausnutzung der Gewinnungs-
und Fördereinrichtung entsprechendes Verhältnis zwischen Förderer- und Hobelgeschwindigkeit
beliebig lange exakt einzuhalten und hierdurch die Leistungsfähigkeit der installierten
Einrichtungen in optimaler Weise auszunutzen. Irgendwelche Reserven für den Fall
von besonders hohen Belastungen des Förderers und/oder des Gewinnungsgerätes brauchen
dabei nicht vorgesehen zu werden, da ungewollte Änderungen des einmal eingestellten
Geschwindigkeitsverhältnisses zufolge der Hintereinanderschaltung der hydrostatischen
Motoren der Gewinnungseinridhtung und des Förderers ausgeschlossen sind.
-
Auch für den Fall, daß die von der gemeinsamen hydrostatischen Pumpe
erzeugte Förderinenge -
beispielsweise durch Veränderung des Kolbenhubes der
Pumpenkolben dieser Pumpe - verändert wird, ändert sich das Verhältnis zwischen
den Antriebsgeschwindigkeiten der Förderer- und Gewinnungsmaschineninotoren nicht.
Vielmehr erfahren die Motoren des Förderers einerseits und die der Gewinnungseinrichtung
andererseits eine einander verhältnisgleiche (proportionale) Geschwindigkeitsveränderung,
während das Geschwindigkeitsvethältnis unverändert bleibt. Wird beispielsweise von
einem der gemeinsamen hydrostatischen Pumpe zugeordneten Leistungsregler bei besonders
hoher Belastung des Kohlenhobels und entsprechender Erhöhung des Druckmitteldruckes
innerhalb des gemeinsamen, die Förderer- und Hobelmotoren nacheinander durchströmenden
Förderstromes die Fördermenge der Pumpe zur Konstanthaltung des Produktes aus Fördermenge
und Förderdruck (und damit der abgegebenen Leistung) verringert, so führt dies sowohl
zu einer Verringerung der Hobelgeschwindigkeit als auch zu einer proportionalen
Verringerung der Förderergeschwindigkeit. Das Verhältnis zwischen Hobel- und Förderergeschwindigkeit
ändert sich demgegenüber nicht, so daß der Förderer bei verringerter Hobelgeschwindigkeit
mit einer dieser verringerten Geschwindigkeit angepaßten verringerten Geschwindigkeit
umläuft, bei dem seine Ladekapazität voll ausgenutzt ist. Umgekehrt wird beispielsweise
bei einem besonders geringen Arbeitswiderstand des Hobels und einer entsprechenden
Verringerung des Förderdruckes innerhalb des gemeinsamen Förderstromes durch einen
solchen Leistungsregler die von der gemeinsamen hydrüstatischen Pumpe erzeugte Fördennenge
selbsttätig vergrößert mit dem Erfolg, daß einmal die Antriebsgeschwindigkeit des
Hobels, proportional zu dieser jedoch auch die Umlaufgeschwindigkeit des Förderers
erhöht und dieser trotz der erhöhten Hobelgeschwindigkeit und der entsprechend vergrößerten
Gewinnungsleistung nicht überladen wird.
-
Die hydrostatischen Motoren der Gewinnungs-und Fördereinrichtung werden
zweckmäßig so ausgebildet, daß sie - vorzugsweise unabhängig voneinander
- in an sich bekannter Weise in ihrer Drehzahl zwischen Null und einem Maximalwert
stufenlos regelbar sind. Eine solche Drehzahlregelung läßt sich bei hydrostatischen
Motoren - wie an sich bekannt - in einfacher Weise durch Veränderung
ihres Hubvolumens bzw. ihrer Schluckmenge vornehmen, beispielswei.se bei Axialkolbenmotoren
dadurch, daß die Schiefstellung ihrer Taumelscheibe verändert wird. Bei Radialkolbenmotoren
kann eine solche Änderung des Hubvolumens bzw. der Schluckmenge in einfacher Weise
- wie ebenfalls an sich bekannt -
durch Änderung der Exentrizität des
Verschiebegehäuses erfolgen. Auf diese Weise ist es bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Einrichtung möglich, die absoluten Antriebsges,chwindigkeiten der von dem gemeinsamen
Förderstrom nacheinander durchströmten hydrostatischen Motoren einerseits und andererseits
auch ihr Geschwindigkeitsverhältnis in der jeweils gewünschten Weise einzustellen.
Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn sich die Gewinnungsleistung eines schälenden
Gewinnungsgerätes je Meter Abbaufront beispielsweise infolge Änderung der
Schältiefe oder aber Schwankungen der Flözmächtigkeit verändert und zur Erzielung
einer optimalen Ausnutzung der Ladekapazität des Förderers das Geschwindigkeitsverhältnis
zwischen Hobel- und Förderergeschwindigkeit geändert werden muß. Vor allem ist eine
derartige Regelbarkeit der hydrostatischen Motoren der Gewinnungs- und Fördereinrichtung
jedoch deshalb von Bedeutung, weil es zur optimalen Ausnutzung der Ladekapazität
des Förderers erforderlich ist, bei der Berg- und Talfahrt eines Kohlenhobels
- was an sich bekannt ist -
mit unterschiedlichen Förderer- und Hobelgeschwindigkeiten
zu arbeiten. Die Regelbarkeit der hydrostatischen Motoren, der Gewinnungs- und Fördereinrichtung
eröffnet die Möglichkei.t, sowohl für die Bergfahrt als auch für die Talfahrt des
Hobels die Förderer- und Hobelmotoren auf die jeweils günstigste Drehzahl bzw. auf
das jeweils günstigste Verhältnis zwischen Hobel- und Förderergeschwindigkeit einzustellen.
Ist die-ses optimale Geschwindigkeitsverhältnis für die Bergfahrt bzw. Talfahrt
des Hobels einmal eingestellt, so wird es zufolge der Hintereinanderschaltung der
Hobel- und Förderermotoren während der gesamten Berg- bzw. Talfahrt unabhängig von
allen auftretenden Belastungsschwankungen exakt eingehalten, so daß im Dauerbetrieb
eine optimale Ausnutzung der Gewinnungs- und Fördereinrich,tung gewährleistet ist.
-
Unzulässig hohe Belastungen der gemeinsamen hydrostatischen Pumpe
bzw. des sie antreibenden
Elektromotors lassen sich hierbei mittels
eines Leistungsreglers vermeiden, der in Abhängigkeit von dem in der gemeinsamen
Förderleitung der hydrostatischen Motoren herrschenden Druckmitteldruck gegen die
Rückstellkraft eines Federelementes gesteuert ist und die von der hydrostatischen
Pumpe erzeugte Fördermenge ständig derart regelt, daß das Produkt aus Fördermenge
und Förderdruck und damit die. Leistungsabgabe der Pumpe und des sie treibenden
Motors im wesentlichen konstant gehalten wird. Die Regelbarkeit der hydrostatischen
Motoren hat ferner den Vorteil, daß diese im Bedarfsfälle auch auf eine von ihrer
normalen Antriebsgeschwindigkeit stärker abweichende Geschwindigkeit eingestellt
werden können. Dies ist beispielsweise für Reparaturarbeiten im Streb sowie für
die Materialförderuno, mittels des Strebförderers von Bedeutung, bei welcher das
Gewinnungsgerät stillsteht, während der Förderer mit besonders geringer Geschwindigkeit,
gegebenenfalls auch in unterschiedlicher Richtung, angetrieben wird.
-
Eine besonders wichtige Eigenschaft der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Gewinnungs- und Fördereinrichtung besteht darin, daß innerhalb des von der gemeinsamen
Pumpe erzeugten Förderstromes eine selbsttätige Leistungsverteilung auf die von
diesem Förderstrom gespeisten hydrostatischen Motoren erfolgt, derart, daß die verfügbare
Leistung sich laufend etwa dem jeweiligen Leistungsbedarf der einzelnen hydrostatischen
Motoren entsprechend auf diese verteilt. Dies hat den Vorteil, daß sich die jeweils
insgesamt zur Verfügung stehende Antriebsleistung selbsttätig in der Weise auf die
von dem gemeinsamen Förderstrom nacheinander durchströmten hydrostatischen Motoren
verteilt, wie diese Motoren jeweils belastet sind. Dem oder den jeweils am stärksten
belasteten Motoren wird zufolge der selbsttätigen Leistungsverteilung Jeweils ein
entsprechend großer Teil der insgesamt zur Verfügung stehenden hydraulischen Gesamtleistung
zugeführt, während der oder die weniger belasteten Motoren mit einer entsprechend
geringeren Leistung angetrieben werden. Diese Leistungsverteilung entsprechend der
jeweiligen Belastung der einzelnen, nacheinander von dem aemeinsamen Förderstrom
der hvdrostatischen Pumpe, durchströmten hydrostatischen Motoren erfolgt völlig
selbsttätig sowie in der Weise, wie die C C3
Leistuno, bei den einzelnen,
in Reihe geschalteten hydrostätischen Motoren jeweils verlangt wird. Nimmt beispielsweise
die Belastung eines einzelnen hydrostatischen Motors zu, so wird diesem hydrostatischen
Motor so lance ein zunehmend arößer werdender Teil der verfügbaren hydraulischen
Gesamtleistung zugeführt, bis diese größer gewordene Belastung überwunden werden
kann und der betreffende Motor weiterhin von dem gemeinsamen, alle Motoren nacheinander
durchströmenden Förderstrom durchflossen werden kann. Ein Stillstand eines einzelnen,
in Reihe geschalteten hydrostatisehen Motors ist daher ausgeschlossen. Insbesondere
ist es jedoch nicht möglich, daß derjenige Motor zum Stillstand kommt, der jeweils
am stärksten belastet ist und daß ledij£r ich der oder die weniger belasteten Motoren
anaetrieben werden.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Einrichtung vorzugs-C bl weise so ausgebildet, daß die Gesamtleistung des von der
gemeinsamen Pumpe erzeugten Förderstromes im Bedarfsfall auch einem einzelnen hydrostatischen
Motor zugeführt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise bei einer
besonders starken Belastung des Förderers, wie sie regelmäßig beim Anfahren des
Förderers unter Last auftritt die gesamte verfügbare Antriebsleistung dem Förderermotor
zugeführt -werden kann und ein entsprechend großes Drehmoment für dessen Antrieb
zur Verfügung steht. Hierzu empfiehlt es sich, eine solche Anordnung zu treffen,
daß beispielsweise für die Dauer des Anfahrens des Strebförderers die hydrostatischen
M6toren der Gewinnungseinrichtung abgeschaltet und anschließend wieder zugeschaltet
werden können.
-
Um allen im praktischen Betrieb auftretenden Situationen gewachsen
zu sein, empfiehlt sich eine solche Anordnung, daß die hydrostatischen Motoren der
Gewinnungseinrichtung einerseits und die hydrostatischen Motoren der Fördereinrichtung
andererseits durch geeignete Steuer- und Schaltorgane unabhängig voneinander eingeschaltet,
abgeschaltetund gegebenenfalls umgesteuert werden können. In den Fällen, in denen
die Gewinnungs- und Fördereinrichtun- mit an den beiden Enden des Förderers angeordneten
hydrostatischen Motoren für die Gewinnungs- und/oder Fördereinrichtung ausgerüstet
ist, werden zweckmäßig sämtliche hydrostatischen Motoren der Gewinnungseinrichtung
und/oder sämtliche hydrostatischen Motoren der Fördereinrichtung so ausgebildet,
daß sie mittels geeigneter Steuer- und Schaltorgane gleichzeitig und gleichsinnig
ein- und abgeschaltet, gleichzeitig und gleichsinnio, in ihrer Drehzahl geregelt
und gegebenenfalls umgestenert werden können.
-
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind den hydrostatischen
Motoren der Gewinnungs- und Fördereinrichtung in an sich bekannter Weise Steuer-
und Schaltorgane zugeordnet, mittels welcher die Motoren für beide Bewegung-srichtungen
der Gewinnungseinrichtung auf unterschiedliche, vorzugsweise einstellbare Drehzahlen
einstellbar bzw. zumindest die hydrostatischen Motoren der Gewinnungseinrichtung
in ihrer Drehrichtuna umkehrbar sind. Diese Steuer- und Schaltorgane werden hierbei
zweckmäßig so ausgebildet, daß sie für jede Bewegungsrichtung der Gewinnungseinrichtung
- beispielsweise sowohl für die Bergfährt als auch für die Talfahrt eines
Kohlenhobels -
ein vorgegebenes, vorzugsweise einstellbares Verhältnis zwischen
den Antriebsgeschwindigkeiten der Geivinnungs- und der Fördereinrichtung genau einzuhalten
vermögen, und zwar völlig unabhäng g von der jeweiligen Belastung des GewinnunGsgerätes
bzw. des Förderers. Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht hierbei darin, wenn
bei jeder Umkehr der Bewe-un2srichtun2 der Gewinnungseinrichtung, beispielsweise
am oberen sowie auch am unteren Ende des Hobelfahrweges, die hydrostatischen Motoren
der Gewinnungs- und Fördereinrichtuna durch von der Gewinnungseinrichtung
- gegebenenfalls mittelbar - betätigte Schalt- und Steuerorgane selbsttätig
auf vorgegebene, für beide Bewegungsrichtungen unterschiedliche Drehzahlen eingeregelt
und die hydrostatischen Motoren der Gewinnungseinriehtung gleichzeitig selbsttätig
auf entgegengesetzte Drehrichtung um-esteuert werden können. Auf diese Weise läßt
sich eine vollautomatische Arbeitsweise, die in Abhängigkeit von der Hin- und Herbewegung
des
Gewinnungsgerätes selbsttätig gesteuert wird, erreichen, bei
welcher sowohl für die Bergfahrt als auch für die, Talfahrt des Gewinnungsgerätes
Förderer und Gewinnungsgerät jeweils automatisch auf das für die jeweilige Arbeitsrichtung
des Gewinnungsgerätes günstigste Geschwindigkeitsverhältnis gestellt und dieses
optimale Geschwindigkeitsverhältnis während der gesamten Berg- und Talfahrt unabhängig
von allen auftretenden Belastungsänderungen konstant gehalten wird.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 die gesamte Anordnung der Gewinnungs-und
Fördereinrichtung in einem Streb, F i g. 2 die Schaltung und Steuerung der
hydrostatischen Antriebsmotoren der Gewinnungs- und Fördereinrichtung nach F i
g. 1,
F i g. 3 das Schaltschema der hydrostatischen Motoren der Gewinnungs-
und Fördereinrichtung nach F i g. 1.
-
Bei der insbesondere aus den F i g. 1 und 2 ersichtlichen Gewinnungs-
und Fördereiunrichtung handelt es sich um einen Kohlenhobel 8, der mit einem
als Doppelkettenkratzerförderer ausgebildeten Strebförderer 7 zusammenarbeitet.
Der Kohlenhobel 8 wird mittels eines als Kette ausgebildeten endlosen Zugmittels
12 in Längsrichtung des Förderers 7 bzw. in Pfeilrichtung x-y hin- und herbewegt
und schält hierbei jeweils einen schmalen Streifen von dem Abbaustoß 13 ab.
Im Bereich der Kopfstrecke 1 und der Ladestrecke 2 ist der Strebförderer
7 jeweils mit einem unmittelbar am Förderer befestigten hydrostatischen Förderennotor
3, 3 a ausgerüstet. Außerdem ist im Bereich der Kopfstrecke
1
bzw. der Ladestrecke 2 jeweils ein weiterer hydrostatischer Motor 4 bzw.
4a für den Antrieb des Kdhlenhobels 8 vorgesehen. Die hydrostatischen Hobelmotore
4 bzw. 4a sind ebenfalls am Strebförderer 7 befestigt.
-
Die am oberen bzw. unteren Strebende angeordneten hydrostatischen
Motoren 3, 4 bzw. 3a, 4a
werden jeweils durch eine- gemeinsame hydrostatische
Pumpe 6 bzw. 6a mit Druckflüssigkeit gespeist. Jede dieser beiden hydrostatischen
Pumpen 6, 6a
wird durch einen als Elektromotor ausgebildeten Pumpenmotor
5, 5a mit im wesentlichen gleichbleibender Drehzahl angetrieben.
Die hydrostatischen Pumpen 6, 6a und die ihnen zugeordneten ElektromoKtoren
5, 5a bilden jeweils ein gesondertes, baulich einheitlich ausgebildetes
Antriebsaggregat, das von den hydrostatischen Motoren 3, 4 bzw.
3 a, 4 a getrennt in der Kopfstrecke 1 bzw. Ladestrecke 2 angeordnet
und mit den zugeordneten hydrostatischen Motoren lediglich durch Druckmittelleitungen
9, 10
bzw. 9a, 10a verbunden ist, die vorzugsweise als armierte Schläuche
ausgebildet sind. Die am oberen bzw. unteren Strebende vorgesehenen hydrostatischen
Motoren 3, 4 bzw. 3 a, 4 a sind außerdem durch eine weitere,
vorzugsweise in gleicher Weise ausgebildete Druckmittelleitung 11, lla miteinander
verbunden. Das aus den hydrostatischen Pumpen 6 bzw. 6a und den zugeordneten
Elektromotoren 5 bzw. 5 a gebildete Antriebsaggregat
umfaßt ferner einen in der Zeichnung nicht dargestellten Sammelbehälter, der zweckmäßig
als Grundplatte des Aggregates ausgebildet und mit Gleitkufen versehen ist, um ein
dem Abbaufortschritt entsprechendes Nachziehen der Antriebsaggregate zu erleichtern.
Wie insbesondere aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht, wird durch jede
der beiden hydrostatischen Pumpen 6 bzw. 6a nur ein gemeinsamer Förderstrom
erzeugt, der sämtliche der jeweiligen Pumpe 6,
6a zugeordneten hydrostatischen
Motoren 3, 4 bzw. 3 a, 4 a mit Druckflüssigkeit speist.
Die den Pumpen 6
bzw. 6 a zugeordneten hydrostatischen Motoren
3, 4 bzw. 3a, 4a sind jeweils in bezug auf den gemeinsainen Förderstrom
hintereinandergeschaltet, derart, daß sie nacheinander von dem gemeinsamen Förderstrom
durchflossen werden. Bei den in der Zeichnung dargestellten, Ausführungsbeispielen
wird der gemeinsame Förderstrom über die Druckmittelleitung 9
bzw.
9 a zunächst dem Hobelmotor 4 bzw. 4 a zugeführt, von welchem er über
die Verbindungsle-itung 11, lla zu dem Förderermotor3 bzw. 3a gelangt.
von dort fließt der Förderstrom über die Rückleitung 10 bzw. 10 a
zu der hydrostatischen Pumpe 6, 6a
bzw. dem dieser Pumpe zugeordneten,
in der Zeichnung nicht dargestellten Sammelbehälter zurück.
-
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
hydrostatisehen Motoren 3, 4 bzw. 3a, 4a ebenso wie die hydrostatischen
Pumpen 6, 6a als Axialkolbenmaschinen ausgebildet, wobei die hydrostatischen
Förderermotoren 3, 3a
und die hydrostatischen Hobelmotoren 4, 4
a untereinander etwa gleiches Zylindervolumen aufweisen. Es ist jedoch auch
möglich, an Stelle von Axialkolbenmotoren und Axialkolbenpumpen Radialkolbenmaschinen
zu verwenden sowie gegebenenfalls auch Drehflügel bzw. Drehkolbenmaschinen.
-
Die hydrostatischen Pumpen 6, 6a sind jeweils mit einem
Leistungsregler 14, 14a ausgerüstet, welcher durch den auf der Druckseite der Pumpe
6 bzw. 6 a
herrschenden Flüssigkeitsdruck gegen die Rücks#tellkraft
eines Federelementes gesteuert ist und seinerseits durch in der Zeichnung nicht
dargestellte Mittel die Fördermenge der hydrostatischen Pumpen 6 bzw. 6a
durch Änderung ihres Hubvolumens, z. B. durch Veränderung der Schiefstellung ihrer
Taumelscheibe, selbsttätig regelt. Der Leistungsregler 14, 14 a arbeitet hierbei
in solcher Weise, daß er unabhängig von Belastungsschwankungen das Produkt aus Fördermenge
der Pumpe und Förderdruck im wesentlichen konstant hält.
-
Ebenso wie die hydrostatischen Pumpen 6, 6 a sind auch die
hydrostatischen Motoren 3, 4 bzw. 3 a, 4 a
durch Änderung der
Schiefstellung ihrer Taumelscheibe regelbar. Auf diese Weise läßt sich das Hubvolumen
bzw. die Schluckmenge der hydrostatischen Motoren stufenlos regeln, wodurch ihre
Drehzahl zwischen Null und einem Maximalwert verändert werden kann. Die hydrostatischen
Motoren 4 bzw. 4 a für den Antrieb des Kohlenhobels 8 sind außerdem
auf entgegengesetzte Drehrichtungen umsteuerbar.
-
Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgebt, sind den hydrostatischen
Motoren 3, 4 bzw. 3 a, 4 a der Gewinnungs- und Fördereinrichtung
ferner Steuer- und Schaltorgane 15 bzw. 15a zugeordnet, mittels welcher diese
hydrostatischen Motoren für beide Bewegungsrichtungen x-y des Kohlenhobels
8 auf unterschiedliche Drehzahlen eingestellt und die hydrostatischen Hobelmotoren
4, 4a außerdem in ihrer Drehrichtung umgekehrt werden können. Diese Steuer- und
Schaltorgane umfassen zunächst Schwenkhebel 16, 17 bzw. 16a, 17a, durch welche
die Schiefstellung der Taumelscheiben der hydrostatischen
Motoren
3, 4 bzw. 3 a, 4 a zumindest innerhalb der in F i
g. 2 erkennbaren Winkel verändert werden kann. An den Schwenkhebeln
16, 17
bzw. 16a, 17a sind Verbindungsstangen 18, 19, 20 bzw.
18a, 19a, 20a angeIenkt, die mit Endschaltern 28 bzw. 28 a
verbunden sind, welche durch den Kohlenhobel 8 bei Erreichen seiner Endstellungen
betätigt werden. Das Verhältnis der HebeIübersetzung zwischen den Schwenkhebeln,
z. B. 16, 17, den Verbindungsstangen, z. B. 18 bis 20, und den Endschaltern,
z. B. 28, wird derart gewählt, daß die hydrostatischen Motoren 3, 4 bzw.
3a, 4a für jede Bewegungsrichtung x bzw. y des Kohlenhobels
8 auf eine unterschiedliche, jedoch im voraus festgelegte Drehzahl eingestellt
werden. Das Steuer- und Schaltgestänge16 bis 20 bzw. 16a bis 20a ist ferner so ausgebildet,
daß sich die Drehzahlen der Förderermotoren 3, 3 a bzw. der Hobelmotoren
4, 4 a unabhängig voneinander und überdies für jede Bewegungsrichtung x bzw.
y des Hobels 8 gesondert innerhalb eines großen Regelbereiches einstellen
lassen.
-
Wie F i g. 2 erkennen läßt, sind an den Endanschlägen 28,
28 a ferner Schaltstangen 21, 21 a angelenkt, welche an ihren Enden mit Eisenkernen
23 bzw. 23 a versehen sind, die in Magnetspulen 22 bzw*. 22 a eintauchen.
Diese Magnetspulen 22, 22 a
können durch ein Stromnetz 24 bzw. über elektrische
Steuerleitungen 24 a erregt werden. Die Schaltstangen 21, 21a tragen an ihren Enden
Kontakte 25 bzw. 25a, die je nach Stellung des zugehörigen Endanschlages
28 bzw. 28 a mit Schaltkontakten 26 bzw. 26a in Rerührung gebracht
werden.
-
Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltstellung der Steuer-
und Regelorgane15, 15a befindet sich der Kohlenhobe18 auf der Bergfahrt, d.h., er
bewegt sich in Richtung x, während der Strebförderer 7 sich entgegengesetzt
hierzu in Richtung y bewegt. Die Schwenkhebel 16, 17 bzw.
16 a, 17 a der hydrostatisehen Motoren sind hierbei
jeweils in gleicher Weise um den Winkel oc bzw. ö gegenüber ihrer Nullage
3,
3 a für den Antrieb des Strebförderers.
7 auf eine bestimmte Förderergeschwindigkeit, beispielsweise von
0,6 m/sec, eingestellt, während beide hydrostatischen Motoren 4, 4
a des Kohlenhobels auf eine hiervon abweichende Hobelgeschwindigkeit, beispielsweise
von 0,4 m/sec, eingestellt sind. Das Verhältnis zwischen Förderer- und Hobelgeschwindigkeit
ist so gewählt, daß bei der Bergfahrt des Hobels 8
die verfügbare Ladekapazität
des Strebförderers 7
voll ausgenutzt wird.
-
Sobald der Kohlenhobel 8 seine obere Endstellung erreicht,
schaltet er über den in seinen Fahrweg hineinragenden Endanschlag 28 und
das daran angeschlossene. Schaltgestänge 16 bis 20 die am oberen Strebende
be-findlichen hydrostatischen Motoren 3, 4 unmittelbar auf eine andere Drehzahl
für die Talfahrt des Hobels in Richtung y um, wobei der hydrostatische Hobelmotor
4 gleichzeitig auf entgegengesetzte Drehrichtung umgesteuert wird. Hierzu wird der
Schwenkhebel 16 des Förderermotors 3 derart geschwenkt, daß er gegenüber
seiner Nullstellung nur noch den Winkel y einschließt, während der Schwenkhebel
17 für den Hobelmotor 4 über seine Nullstellung hinaus geschwenkt wird, derart,
daß er nunmehr mit der Nullstellung den Winkel ß
bildet.
-
Gleichzeitig wird über die Schaltstange 21, die Kontakte
25, 26 sowie die elektrischen Steuerleitungen24a die Magnetspule22a erregt,
so daß der Eisenkern 23 a in diese hineingezogen wird. Dies hat wiederum
zur Folge, daß die in gleicher Richtung bewegte Schaltstange21a über das Schaltgestänge
18a bis 20a die Schwenkhebe116a und 17a der hydrostatischen Motoren 3 a und
4 a so verstellt, daß diese gegenüber ihrer Nullage ebenso wie die Schwenkhebel
16 und 17 nunmehr um den Winkel 7
bzw. ß verschwenkt
sind.
-
Durch die Schwenkung der Schwenkhebel 16 bzw. 16
a der hydrostatischen Förderermotoren 3, 3 a aus der Winkelstellung
a in die Winkelstellung 7 wird die Schiefstellung der Taumelscheiben dieser
beiden Motoren in gleichem Maße verkleinert. Dies hat die Folge, daß bei gleichbleibender
Fördermenge der hydrostatischen Pumpen 6 bzw. 6a ihre Drehzahl entsprechend
vergrößert wird, beispielsweise derart, daß der Strebförderer 7 nunmehr,
d. h. bei Talfahrt des Hobels 8 in Richtung y, mit einer Geschwindigkeit
von 1 m/see angetrieben wird.
-
Abgesehen davon, daß die hydrostatischen Hobelmotoren 4 bzw. 4a durch
Schwenkung der Schwenkhebel 17 bzw. 17 a über ihre Nullage hinaus
auf entgegengesetzte Drehrichtung umgesteuert werden, werden ihre Taumelscheiben
für die Talfahrt des Hobels 8 auf eine gegenüber der Bergfahrt größere Schiefstellung
eingestellt. Dies ist in, F i g. 2 daran erkennbar, daß der Winkel
ß größer ist als der Winkel ö. Bei gleichbleibender Fördermenge der hydrostatischen
Pumpen 6 bzw. 6a bedeutet diese Verstellung der Hobelmotoren 4 bzw. 4a eine
Verringerung ihrer Drehzahl und damit eine Verringerung der HobeIgeschwindigkeit,
beispielsweise derart, daß der Hobel bei der Talfahrt nur noch mit 0,3 m/sec
angetrieben wird. Das Verhältnis zwischen Hobel- und Fördergeschwindigkeit wird
jedoch auch für die Talfahrt des Hobels so eingestellt, daß die Ladekapazität des
Förderers 7 voll ausgenutzt ist.
-
Gleichzeitig mit der über die elektromagnetischen Schalt- und Steuermittel
22 bis 26 bzw. 22a bis 26a bewirkten Umschaltung und Umsteuerung der an dem
der jeweiligen Stellung des Kohlenhobels entgegengesetzten Strebende befindlichen
hydrostatischen Motoren, z. B. 3 a, 4 a, wird auch der diesen Motoren
zugeordnete Endanschlag, z. B. 28 a, in solcher Weise in den Bewegungsbereich
des Kohlenhobels 8 geschwenkt, daß er am Ende der Talfahrt des Kohlenhobels
in gleicher Weise betätigt werden kann wie der obere Endanschlag 28 am Ende
der Bergfahrt.
-
Selbstverständlich können im Bedarfsfall mittels einer hydrostatischen
Pumpe 6 bzw. 6a auch mehr als zwei in bezug auf den von ihr erzeugten, gemeinsamen
Förderstrom hintereinandergeschaltete hydrostatische Motoren - beispielsweise
zwei Förderer-und zwei Hobelmotoren - angetrieben werden.
-
In die Verbindungsleitungen 9 bzw. 11 zwischen der hydrostatischen
Pumpe 6 und den in Reihe geschalteten hydrostatischen Motoren 3 bzw.
4 ist wie F i 3 -erkennen läßt - ein Mehrwegesteuerorgan
27 eingeschaltet, welches auch unabhängig von den vom Kohlenhobel
8 betätigten Endschaltern 28,
28a bzw. den hieran angeschlossenen Schalt-
und Steuerorganen eine Zu- und Abschaltung des Hobelmotors 4 und eine Umkehr seiner
Drehrichtung ermöglicht. Hierzu sind drei verschiedene Schaltstellungen vorgesehen.
In der dargestellten Schaltstellung 27a ist der Hobelmotor 4 abgeschaltet, so daß
lediglich
der Fördermotor 3 mit Druckflüssigkeit gespeist
wird und die gesamte, der hydrostatischen Pumpe 6
durch den Elektromotor
5 zugeführte Antriebsenergie für den Antrieb des Strebförderers
7 zur Verfügung steht.
-
In der Schaltstellung 27 b sind der Hobelmotor 4 und der Förderermotor
3 in bezug auf den von der Pumpe 6 erzeugten gemeinsamen Förderstrom
hintereinandergeschaltet, und zwar derart, daß Hobel- und Förderermotor in der gleichen
Drehrichtung angetrieben werden. Durch Verstellung des Steuerorgans 27 in
die Schaltstellung 27 c wird die Drehrichtung des Hebelmotors 4 umgekehrt.
Für die hydrostatische Pumpe 6a und die ihr zugeordneten hydrostatischen Motoren
3 a und 4 a wird selbstverständlich ein in gleicher Weise ausgebildetes
Mehrwegesteuerorgan vorgesehen.
-
Im Gegensatz zu der in der Zeichnung dargestellten Anordnung könnten
die Mehrwegesteuerorgane 27 auch so ausgebildet werden, daß sie in Abhängigkeit
von der Stellung des Gewinnungsgerätes selbsttätig geschaltet werden, beispielsweise
derart, daß das Gewinnungsgerät bei Erreichen seiner Endstellungen mittels der Mehrwegesteuerorgane
27 die Hobelmotoren 4 bzw. 4a auf entgegengesetzte Drehrichtung umsteuert.
In diesem Falle kann naturgemäß auf eine Umsteuerung der Hobelmotoren 4 bzw. 4 a
durch das in F i g. 2 dargestellte Schalt- und Steuergestänge verzichtet
werden.