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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für den Antrieb einer Kettenbahn
mit zugeordneter Wagen-Bremseinrichtung, insbesondere für das absatzweise Verschieben
von Förderwagen in Bergwerksbetrieben od. dgl., wobei die endlos umlaufende Mitnehmerkette
über Kettenräder umgelenkt ist, mit einer Kettenradwelle, die von der Antriebswelle
eines auch während der Bremsung der Wagen im Betriebszustand verbleibenden Motors
angetrieben ist.
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Kettenbahnen der vorgenannten Art werden beispielsweise verwendet
in Verbindung mit Förderkorb-Beschickungseinrichtungen, außerdem an Ladestellen,
Kippstellen und Reinigungsstellen. Die Wagen-Bremseinrichtungen können automatisch
gesteuert sein, werden jedoch in vielen Fällen manuell bedient, weil die Zeitfolge
der Vorschubphasen und auch die Vorschublängen häufig wechseln. Diese bei den Kettenbahnen
unvermeidliche, einerseits häufige und andererseits meist unregelmäßige Abbremsung
stellt an die Anlage und den gesamten Antriebsmechanismus besonders hohe Anforderungen.
Bei Elektromotoren führt die Schalthäufigkeit zu unerwünschten Erwärmungen des Motors.
Zwecks Vermeidung eines wiederholten Ein- und Ausschaltens des Motors wurden Kettenbahnen
vorgeschlagen, deren Mitnehmer in der Zeit der Abbremsung der Förderwagen unter
den Wagenachsen hindurchgleiten. Solche Mitnehmer unterliegen einem erheblichen
Verschleiß. Anlagen dieser Art stellen noch keine zufriedenstellende Lösung dar.
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Bei hydraulisch betriebenen Förderwagen-Vorziehvorrichtungen, bei
welchen Mitnehmer tragende Schlitten von gegenläufig beaufschlagten hydraulischen
Arbeitszylindern hin- und herbewegt werden, ist es bekannt, mit Hilfe eines mit
einer drucklosen Flüssigkeit zu steuernden Schaltventils von einer beliebigen Stelle
aus die Zylinder ein- und auszuschalten, während Motor und Pumpe ständig durchlaufen.
Bei abgeschalteter Vorziehvorrichtung soll das Öl drucklos aus der Pumpe in den
Ölbehälter zurücklaufen. An anderen Stellen, und zwar im Bereich von Füllörtern,
soll die Vorziehvorrichtung ausschließlich durch Ein- und Ausschalten des Motors
betätigt werden. Die zuvor erwähnte Betätigung des Schaltventils unterliegt einer
manuellen Bedienung und schließt daher Störungen und Schwierigkeiten nicht aus.
Für Kettenbahnen ist die bekannte Schaltung in der vorgesehenen Art unbrauchbar,
weil eine zu späte Schaltung zwangläufig zu Schäden im gesamten Antrieb führen muß.
- Bei einer nicht vorveröffentlichten Bauart einer Wagenvorziehvorrichtung mit gegenläufig
hydraulisch beaufschlagbaren Zylindern und von den Kolbenstangen vor- und zurückziehbaren
Mitnehmerschlitten wurde vorgeschlagen, an die Triebmittelleitung, die zwischen
Pumpe und Arbeitszylinder verlegt ist, hydraulische Speicher anzuschließen. Diese
Speicher dienen aber lediglich dazu, den Stoß beim Auftreten der Mitnehmer auf die
vorzutreibende Achse der Förderwagen zu mildern, wobei eine in diesem Fall eintretende
Druckzunahme im Speicher im Augenblick der Entspannung eine Mitnehmerbeschleunigung
herbeiführen kann. Diese Speicher stehen aber nicht in einem funktionellen Zusammenhang
mit Schaltungen, welche die Triebmittelzufuhr zum Arbeitszylinder unterbrechen.
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Bei einer weiteren, nicht vorveröffentlichten Bauart mit gegenläufig
beaufschlagten hydraulischen Arbeitszylindern soll in den zwischen Pumpe und den
Arbeitszylindern angeordneten, aus Leitungen gebildeten Steuerkreis ein Umschaltventil
eingeschaltet sein, das so ausgebildet ist, daß es bei Druckanstieg, der durch Festfahren
der Vordrückvorrichtung hervorgerufen wird, entweder die Pumpe ganz abstellt oder
den ölfluß so umschaltet, daß das öl von der Pumpe drucklos in den Vorratsbehälter
zurückfließen kann. Diese Steuerung kann nur bei den unempfindlichen hydraulischen
Arbeitszylindern angewendet werden. Die Steuerung schaltet zwar selbsttätig unter
Ausnutzung des Druckanstiegs, arbeitet dann aber zu träge und ist deswegen für den
Antrieb wesentlich empfindlicherer Rotations-Hydraulikmotoren ungeeignet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Steuerung für den Antrieb einer
Kettenbahn mit zugeordneter Wagen-Bremseinrichtung zu verbessern mit dem Ziel, einem
Hydraulikmotor gespeicherte Anfangsenergie zum Anfahren des zunächst gebremsten
Förderwagens zur Verfügung zu stellen.
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Die Steuerung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß unter
Verwendung eines in an sich bekannter Weise mit einer Ausschaltvorrichtung ausgerüsteten
hydraulischen, eine Hauptpumpe und einen Hydraulikmotor besitzenden Zwischenantriebs
die Kettenradwelle mit dem ständig unter Betriebsmitteldruck stehenden Rotations-Hydraulikmotor
gekuppelt ist, in dessen Druckmittelzuleitung eine auf Druck ansprechende Schaltvorrichtung
und ein Druckspeicher derart eingegliedert sind, daß eine von den Förderwagen erzwungene
Bremsung des Hydraulikmotors in der Zuleitung und dem Speicher so lange eine Drucksteigerung
hervorruft, bis die Schaltvorrichtung eine Entlastungsleitung öffnet und die Hauptpumpe
auf drucklosen Umlauf schaltet.
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Durch die Steuerung nach der Erfindung wird in besonders vorteilhafter
Weise die Verwendung eines ständig dem Triebmitteldruck ausgesetzten Rotations-Hydraulikmotors
ermöglicht, d. h. eines ein Drehmoment übertragenden Motors, welcher bei der Wagenbremsung
durch die Förderwagen und die an den Wagenachsen angreifende Mitnehmerkette in einen
Ruhezustand gezwungen wird, obwohl zur gleichen Zeit die den Triebmitteldruck erzeugende
Hauptpumpe weiterarbeitet. Die vorgesehene Kombinationsschaltung reagiert sofort
und selbsttätig auf die einsetzende Drucksteigerung in der Triebmittelzuleitung,
und es wird gleichzeitig in dem Druckspeicher so viel Energie gesammelt, daß im
Augenblick des Fortfalls der auf die Wagen ausgeübten Bremskraft die Kettenbahn
den Wagentransport fortsetzt.
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Wesentlich ist bei dem Antrieb der Kettenbahn nach der Erfindung,
daß die Druckspeicherung für die Dauer der Wagenbremsung aufrechterhalten wird und
daß erst im Augenblick der Erreichung des höchsten Speicherdrucks die Umschaltung
der Hauptpumpe auf Leerlauf erfolgt. Es steht daher trotz der zwischen dem Ablauf
der einzelnen Wagen oder Wagengruppen liegenden Betriebspausen jeweils im Augenblick
der Aufhebung der Wagenbremsung gespeicherte Energie zum Betrieb des Hydraulikmotors
zur Verfügung. Die Druckdifferenz, die zwischen dem höchsten Speicherdruck und dem
normalen Betriebsdruck liegt, wird nun weiterhin dazu ausgenutzt, die Hauptpumpe
wieder auf Leistungsbetrieb zu schalten. Diese Steuerung ermöglicht ein verhältnismäßig
weiches
und geräuscharmes Arbeiten, was auch zur Geringhaltung des Verschleißes vieler Vorrichtungselemente
beiträgt. In dem größten Teil des Leitungssystems ruht während der Bremsung des
Hydraulikmotors der Flüssigkeitsumlauf. Trotzdem ist aber die Sicherheit zur sofortigen
selbsttätigen Einschaltung auf volle Leistung gegeben, sobald die Wagenbremse gelüftet
wird. Die Ausnutzung des Speicherdrucks bewirkt ein stoßfreies Anfahren. Auch für
die Hauptpumpe wirkt sich dieses vom Druckspeicher unterstützte Anfahren vorteilhaft
aus, weil sie sich in die Versorgung des bereits angelaufenen Hydraulikmotors einschaltet.
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Eine einfache, vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß an der zwischen der Hauptpumpe und dem Hydraulikmotor liegenden
Druckmittelzuleitung hinter einem überdruckventil der Druckspeicher und die Druckschaltvorrichtung
angeschlossen sind, wobei letztere ein Ventil steuert, das in der vor dem Überdruckventil
der Druckmittelzuleitung abgezweigten Entlastungsleitung angeordnet ist. Dabei kann
die Durckschaltvorrichtung als bekanntes, einseitig federbelastetes Ventil der Entlastungsleitung
ausgebildet sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die von der Druckmittelleitung
her ständig belastete Druckschaltvorrichtung über ein elektrisches Schaltglied mit
dem in der Entlastungsleitung angeordnetes Ventil in Verbindung steht.
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Ein Merkmal zur weiteren Ausgestaltung der Steuerung nach der Erfindung
besteht darin, daß in dem hinter dem Überdruckventil liegenden Abschnitt der Druckmittelzuleitung
eine während der Bremsung des Hydraulikmotors im Speicher den Druck aufrechterhaltende
Hilfspumpe angeordnet ist. Weiterhin kann die Steuerung für die Kettenbahn dadurch
vervollkommnet werden, daß in einer den Hydraulikmotor und die Hauptpumpe ringförmig
verbindenden Druckmittelleitung die beiden zwischen dem Hydraulikmotor und der Hauptpumpe
liegenden Leitungsabschnitte durch die gesteuerte Entlastungsleitung verbunden sind,
wobei der vom Hydraulikmotor zur Hauptpumpe führende Leitungsabschnitt an eine in
bekannter Weise dem Ausgleich von Druckmittelverlusten dienende Speisepumpe angeschlossen
ist.
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In der Zeichnung ist die Steuerung für den Antrieb einer Kettenbahn
in mehreren Ausführungsformen veranschaulicht; es zeigt F i g. 1 die Kettenbahn
mit zugeordneter Wagenbremseinrichtung in einer Seitenansicht und F i g. 2 bis 4
drei verschiedene Ausführungsformen für die Steuerung an Hand von Schaltplänen.
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Bei der in F i g. 1 beispielsweise dargestellten Kettenbahn dient
zum Vorschieben der Förderwagen eine endlose Kette 1, welche Mitnehmer 2 trägt,
welche hinter die Wagenachsen 3 greifen können. Als Antrieb für die Kette 1 dient
ein Hydraulikmotor 4, der in nachstehend noch näher beschriebener Weise ständig
unter dem Triebmitteldruck einer ununterbrochen arbeitenden Hauptpumpe 5 steht,
welcher ein Elektromotor 6 zugeordnet ist (F i g. 2 bis 4).
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Der Kettenbahn ist eine Wagenbremseinrichtung nachgeschaltet, die
beim Ausführungsbeispiel aus einem manuell gesteuerten Bremszylinder 7 und einem
Bremsbalken 8 besteht. Der Bremsbalken wird über ein Hebelsystem auf die Oberseiten
der Wagenräder niedergezogen. Die Bremseinrichtung kann auch einen anderen Aufbau
erhalten als dies in der Zeichnung dargestellt ist. Die Lage der Bremseinrichtung
kann ebenfalls anders gewählt sein; ihre Ausbildung ist nicht Gegenstand der Erfindung.
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Eine Ausführungsform einer hydraulischen Schaltung für den Antrieb
des Hydraulikmotors 4 zeigt F i g. 2. Der Hydraulikmotor 4 und die Hauptpumpe 5
sind durch eine Druckmittelzuleitung 9 verbunden, in welcher ein überdruckventi110
angeordnet ist. Die Hauptpumpe 5 entnimmt die Druckflüssigkeit einem Sammelbehälter
11 und drückt diese in die Leitung 9. Bei normalem Betriebszustand wird der Hydraulikmotor
4 daher angetrieben und gibt die Druckflüssigkeit über eine Leitung 12 an den Sammelbehälter
ab. Sobald die Wagenbremseinrichtung betätigt wird, werden die Wagen und auch die
Kette 1 zurückgehalten, so daß der Hydraulikmotor ebenfalls blockiert wird. Die
in die Druckmittelzuleitung 9 geförderte Flüssigkeit weicht jetzt zunächst
in einen hinter dem überdruckventi110 angeordneten Druckspeicher 13 aus. Dieser
Speicher ist ausreichend groß bemessen, so daß für einen später beschriebenen Vorgang
genügend Flüssigkeit mit entsprechend hohem Druck zur Verfügung steht.
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Der in der Druckmittelzuleitung 9 eintretende Druckanstieg kann an
einem Anzeigegerät 14 kontrolliert werden. Gleichzeitig wird über eine hinter dem
Rückschlagventil abgezweigte Steuerdruckleitung 15 der Flüssigkeitsdruck auf ein
Steuerglied 16 einer Druckschaltvorrichtung 17 übertragen. Im vorliegenden Fall
bildet das Steuerglied 16 gleichzeitig einen Zweiwegehahn, welcher in einer Entlastungsleitung
18 angeordnet ist, die vor dem überdruckventil 10 nach dem Sammelbehälter 11 hin
abgezweigt ist. Die in der Zeichnung mehrfach dargestellten Sammelbehälter 11 stellen
einen größeren, einzigen Behälter dar. Das Steuerglied 16 wird gegen die Wirkung
einer Rückstellfeder 19 zurückgedrückt und öffnet bei einer zuvor bestimmten Druckhöhe
die Entlastungsleitung 18 nach dem Sammelbehälter 11 hin. Nunmehr fördert die Hauptpumpe
5 die Druckflüssigkeit bei drucklosem Umlauf unmittelbar in den Sammelbehälter.
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Zwischen dem Rückschlagventil 10 und dem Hydraulikmotor 4 bleibt die
zuvor erzeugte Druckhöhe erhalten, weil das Rückschlagventil ein Zurückfließen des
Mediums verhindert. Die in diesem unter hohem Druck stehenden Leitungsteil möglicherweise
auftretenden Druckölverluste werden durch eine kleine Hilfspumpe 20 fortlaufend
ersetzt. Die Hilfspumpe entnimmt die Druckflüssigkeit dem Sammelbehälter 11 und
ist durch einen Elektromotor 21 angetrieben. Der Hilfspumpe 20 ist ein Rückschlagventil22
nachgeschaltet. An die Steuerdruckleitung 15 und auch an den vorderen Teil der Druckmittelzuleitung
9 sind überdruckventile 23 angeschlossen, die auf die jeweils gewünschten größten
Druckhöhen einstellbar sind.
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Sobald die Wagenbremseinrichtung gelüftet wird, bewirkt die im Druckspeicher
13 gesammelte Energie ein sofortiges Anlaufen des Hydraulikmotors 4. Hierdurch sinkt
die Druckhöhe in dem hinter dem Überdruckventil 10 der Druckmittelzuleitung 9 liegenden
Abschnitt und damit auch in der Steuerdruckleitung 15, so daß das Steuerglied 16
unter Wirkung der Rückstellfeder 19 in die Schließstellung zurückkehrt. Die Entlastungsleitung
18 wird dadurch gleichfalls geschlossen, und die Hauptpumpe 5 muß nunmehr durch
das Überdruckventil 10 hindurch un-
-mittelbar zum Hydraulikmotor
4 fördern. Dieser an sich normale Betriebszustand bleibt bis zur nächsten Abbremsung
der Förderwagen bestehen.
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In F i g. 3 ist die Anwendung einer elektrischhydraulischen Druckschaltung
veranschaulicht. Das von der Hauptpumpe 5 geförderte Triebmittel gelangt damit über
die Zuleitung 9 und das Überdruckventil 10 in die hydraulisch arbeitende Druckschaltvorrichtung
17 und hebt ein Steuerglied 16 a an, sobald bei der Blockierung des Hydraulikmotors
4 in dem Druckspeicher 13 und dem hinteren Leitungsabschnitt 9a ein Druckanstieg
eintritt. Das Steuerglied 16a betätigt einen elektrischen Schalter 17', welcher
mit dem entsprechenden elektrischen Schaltglied 24 eines Ventils 25 in Verbindung
steht. Dieses Ventil 25 ist in der Entlastungsleitung 18 angeordnet. Die Arbeitsweise
dieser Schaltanordnung entspricht im wesentlichen derjenigen nach F i g. z. Bei
abgebremstem Hydraulikmotor 4 und entsprechendem Druckanstieg in dem Leitungsabschnitt
9 a hebt sich das Steuerglied 16 a der Druckschaltvorrichtung 17 und steuert elektrisch
das Zweiwegeventil25 in die Öffnungsstellung. Die Hauptpumpe 5 fördert dann drucklos
in den Sammelbehälter 11. Sobald die Wagenbremse gelüftet wird, fällt der Druck
im Speicher 13 und im Leitungsabschnitt 9 a, und die Druckschaltvorrichtung 17 steuert
bei Erreichung eines zuvor bestimmten niedrigsten Druckes das Ventil 25 in
die Schließstellung. Nun erhält der Hydraulikmotor die Druckflüssigkeit unmittelbar
von der Hauptpumpe 5.
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Bei der Anordnung der Schaltung nach F i g. 4 wird im wesentlichen
das elektro-hydraulische Prinzip nach F i g. 3 beibehalten. Es ist auch hier hinter
dem Überdruckventi110 der hydraulische Druckschalter 17 vorgesehen, welcher als
Kontaktmanometer ausgebildet ist und mittels elektrischer Energie das Ventil
25 umsteuert. Bei diesem Kontaktmanometer ist die Druckanzeigevorrichtung
mit dem Druckschalter vereinigt.
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Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist jedoch eine Triebrnittelringleitung
vorgesehen. Der Hydraulikmotor gibt mithin die Flüssigkeit an den Leitungsabschnitt
9 b ab, welcher unmittelbar an die Hauptpumpe 5 angeschlossen ist. Druckflüssigkeitsverluste
werden in diesem Fall fortlaufend durch eine Speisepumpe 26 ergänzt. Die Speisepumpe
entnimmt die Flüssigkeit dem Sammelbehälter 1.1. Der Speisepumpe 26 ist ein Rückschlagventil
27 und ein überdruckventil 28 nachgeschaltet. Die Arbeitsweise dieser Schaltung
entspricht derjenigen nach F i g. 3.