DE3005464C2

DE3005464C2 - Seilzughaspel für Transportanlagen

Info

Publication number: DE3005464C2
Application number: DE19803005464
Authority: DE
Inventors: Ivan 4710 Lüdinghausen Mesic; Hans-Günter 4690 Herne Warnke
Original assignee: Kloeckner Becorit GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1980-02-14
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1982-11-04
Also published as: DE3005464A1

Description

55

Die Erfindung betrifft einen Seilzughaspel gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1. Seilzughaspel der erfindungsgemäßen Gattung werden beispielsweise an Einschienenhängebahnen im untertägigen Grubenbetrieb eingesetzt. Bei nach dem Stande der w Technik (DE-PS 23 62 726) bekannten Seilzughaspeln der genannten Art sind die Hydraulikmotore der Treibscheiben direkt parallel-geschaltet an die Druckseite der Hauptpumpe angeschlossen. Hierbei soll ein sogenanntes hydraulisches Differential verwirklicht werden, welches es ermöglichen soll, daß sich die Drehzahlen der einzelnen Treibscheiben den Erfordernissen anpassen; und zwar muß die erste, dem einlaufenden Zugseil zugeordnete Treibscheibe eine größere Umfangsgeschwindigkeit haben als die nachfolgenden Treibscheiben, weil sich das Seil mit abnehmender Zugspannung verkürzt

Im praktischen Einsatz hat sich jedoch gezeigt, daß dieses hydraulische Differential nicht befriedigt Aufgrund der im Betrieb unvermeidlichen Lastschwankungen kommt es vor, daß die von der Spannvorrichtung erzeugte Zugkraft im von der letzten Treibscheibe ablaufenden Zugseil nicht ausreicht, die von dieser Treibscheibe erzeugte Umfangskraft in das Seil einzuleiten. Diese Treibscheibe dreht dann frei durch, wobei der dieser Treibscheibe zugeordnete Hydraulikmotor fast die gesamte von der Hauptpumpe erzeugte Druckmittelmenge aufnimmt Hierdurch bricht der Versorgungsdruck der übrigen Hydraulikmotore weitgehend zusammen und der Seilzughaspel kommt in ungünstigen Fällen zum Stillstand. Selbst wenn der Haspel nicht vollständig zum Stillstand kommt und die letzte Scheibe nur kurzzeitig durchdreht und dann wieder faßt kommt es wegen der kurzzeitg abfallenden Antriebsleistung an der ersten Treibscheibe und gegebenenfalls den nachfolgenden Treibscheiben zu einem ruckartigen Lastwechsel im Zugseiltrum, welcher wiederum ungünstige Auswirkungen auf die Seilkräfte im Leerseiltrum hat, die möglicherweise im Bereich der Spannvorrichtung nicht ausgeglichen werden können. Auf diese Weise kommt es anschließend zu einem verstärkten Durchrutschen im Bereich der letzten Treibscheibe. Es besteht also die Gefahr, daß sich die zunächst geringfügigen Störungen derart aufschaukeln, daß ein ordnungsgemäßer Betrieb der Transportanlage nicht mehr gewährleistet ist Außerdem ist natürlich der Verschleiß am Seil und Treibscheibenfutter erheblich.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den Seilzughaspel der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei Anpassung der Drehgeschwindigkeiten der einzelnen Treibscheiben an die jeweiligen Seillaufgeschwindigkeiten ein ruhiger und beständiger Lauf des Seilzughaspels gewährleistet bleibt und der Verschleiß an Seil ur.d Treibscheibenfutter vermindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Seilzugshaspel gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Maßnahmen vor.

Beim Seilzughaspel gemäß der Erfindung kann nur der Hydraulikmotor der ersten Treibscheibe beliebig viel Druckmittel aufnehmen und auf diese Weise die Umfangsgeschwindigkeit der ihm zugeordneten Treibscheibe der Geschwindigkeit des einlaufenden Seiles selbsttätig anpassen. An dieser Treibscheibe ist eine Gefahr des Durchrutschens praktisch nicht vorhanden, weil hinter ihr weitere Treibscheiben und die Spannvorrichtung angeordnet sind, die gemeinsam für eine ausreichende Vorspannung sorgen. Den Hydraulikmotoren der nachfolgenden Treibscheiben werden beim Seilzugshaspel gemäß der Erfindung mittels der Strombegrenzungsventile bzw. mittels des Mengenteilers Druckmittelmengen zugeführt, die dem Bedarf, d. h. der geringeren Umfangsgeschwindigkeit der zugeordneten Seilscheiben, angepaßt sind. Infolgedessen können diese Treibscheiben bei nicht ausreichender Vorspannung nicht mehr frei durchdrehen. Sie arbeiten vielmehr mit einer vorgegebenen maximalen Geschwindigkeit, so daß der Druckmitteldruck im System nicht mehr zusammenbrechen kann. Insgesamt ergibt sich infolgedessen ein ruhiger Lauf des Seilzughaspels bei

geringerem Verschleiß an Seil und Treibscheibenfutter.

Die angestrebte Verschleißminderung am Seilzughaspel gemäß der Erfindung wird noch verbessert, wenn zusätzlich die Merkmale des Anspruches 2 Anwendung finden. Die Vorspannung im Leerseiltrum ist erfahrungsgemäß um so kleiner, je größer die Zugkraft im Lasttrum ist, so daß bei großer Zugkraft im Lasttrum die Gefahr eines Durchrutschens der letzten Treibscheibe besonders groß ist Aus diesem Grunde ist es sinnvoll, die Spannkraft der Spannvorrichtung mit zunehmender Zugkraft im Lasttrum zu erhöhen. Eine hohe Vorspannung im Leerseiltrum ist jedoch nur notwendig, wenn im Lasttrum große Seilkräfte erzeugt werden müssen. Bei Teillast im Lasttrum ist es deshalb sinnvoll, die Vorspannung im Leerseiltrum entsprechend abzusenken, was zu einem geringeren Verschleiß an Seil und Treibscheibenfutter führt Die Mindest-Vorspannung wird so eingestellt, daß auch bei sehr geringer Seilzugkraft im Zeugseiltrum eine ausreichende Vorspannung im Leerseiltrum gewährleistet bleibt

Zweckmäßig sind weiterhin die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Die dort vorgeschlagene Anordnung und Ausbildung der Spannvorrichtung ermöglicht eine besonders raumsparende Ausführung des Seilzughaspels gemäß der Erfindung, was insbesondere von Vorteil ist, wenn der Seilzughaspel im untertägigen Grubenbetrieb eingesetzt wird, beispielsweise zum Betrieb einer Einschienenhängebahn. Darüber hinaus hat die vorgeschlagene Anordnung der Spannrolle den Vorteil, daß eventuell auftretendes Hängseil im Leertrum besser ausgeglichen werden kann, weil sich die Spannrolle in unmittelbarer Nähe der letzten Treibscheibe des Seilzugshaspels befindet und direkt gegen die Ablaufrichtung vorgespannt ist. Schließlich bewirkt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung der Spannrolle eine Schonung des Zugseiles, weil dieses nur einmal um 180° umgelenkt wird, weil kleine Rollendurchmesser vermieden werden können und weii die Spannkräfte über den gesamten Spannweg konstant gehalten werden können, so daß keine Spannungsspitzen mehr auftreten.

Für einen reversierbaren Betrieb des Seilzughaspels gemäß der Erfindung sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. An den dort vorgeschlagenen feststehenden Anschlägen können sich die Spannrollen *5 abstützen, wenn das zugehörige Seiltrum gerade das Lasttrum ist In diesem Falle dient die Spannrolle dort nur noch als der ersten Treibscheibe vorgeschaltete Umlenkrolle.

Für einen revürsierbaren Betrieb des Seilzughaspels so gemäß der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Merkmale des Anspruches 5 Anwendung finden. Die umschaltbaren Hydraulikmotore ermöglichen es, die jeweils erste Treibscheibe mit einer relativ großen Antriebsleistung und die jeweils letzte Treibscheibe mit einer kleineren Antriebsleistung zu fahren, wodurch den Kraftübertragungsmöglichkeiten an den einzelnen Seilscheiben optimal Rechnung getragen werden kann. Die Merkmale des Anspruches 6 ermöglichen eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Antriebsleistung und eine genaue Feinanpassung der Druckmittelmengen an die Drehzahlunterschiede. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 einen Seilverlaufsplan eines Seilzughaspels gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Seilzughaspels gemäß der Erfindung;

Fig.3 einen hydraulischen Schaltplan für die Hydrauükmotore des aus dm Fig. 1 und 2 hervorgehenden Seilzughaspels in einer ersten Ausführungsform;

Fig.4 einen hydraulischen Schaltplan für die Hydraulikmotore des aus den F i g. 1 und 2 hervorgehenden Seilzughaspels in einer zweiten Ausführungsform;

Fig.5 einen hydraulischen Schaltplan für die Druckbeaufschlagung der Spannvorrichtung.

Beim in der Zeichnung dargestellten Seilzughaspel mit drei Treibscheiben sind die drei Treibscheiben mit den Bezugszeichen 1, 2 und 3 bezeichnet Sie sind an einem vom Maschinenrahmen 4 (siehe F i g. 2) gelagert Um die drei Treibscheiben 1, 2 und 3, die alle den gleichen Durchmesser haben, läuft das Zugseil 5 um. Die Laufrichtung des Zugseiles 5 ist durch Pfeile gekennzeichnet und für reversierbaren Betrieb umkehrbar. In der dargestellten Laufrichtung des Zugseiles 5 vor der ersten Treibscheibe 1 und hinter der letzten Treibscheibe 3 sind Spannrollen 6 und 7 angeordnet, um welche das Seil 5 jeweils mit einem Umschlingungswinkel von etwa 180° umläuft Die Spannrollen 6 und 7 sind vom Last- bzw. Leertrum des Seiles her gesehen hinter den zugeordneten Treibscheiben 1 und 3 am Maschinenrahmen 4 gelagert, und zwar in Längsrichtung des Last-bzw. Leertrums des Zugseiles 5 verschiebbar. Zur verschiebbaren Lagerung der Spannrollen 6 und 7 weist der Maschinenrahmen 4 Führungsbahnen 8 und 9 auf, die in Längsrichtung des Last- bzw. Leertrums des Zugseiles 5 verlaufen. Zur Verschiebung der Spannrollen 6 und 7 in den Führungsbahnen 8 und 9 und damit zum Spannen des jeweils zum Leertrum ablaufenden Zugseiles 5 dienen Druckmittelzylinder 10 und 11, die in F i g. 1 dargestellt sind, in F i g. 2 jedoch weggelassen sind.

Die Führungsbahnen 8 und 9 weisen auf der dem Last- bzw. Leertrum des Zugseiles zugewandten Seite jeweils feststehende Anschläge 12 und 13 auf, gegen die sich die Spannrollen 6 bzw. 7 abstützen können, wenn das zugeordnete Trum gerade das Lasttrum ist. In diesem Falle dient die Spannrolle 6 bzw. 7 lediglich ais Umlenkrolle für das vom Lasttrum in den Seilzughaspel einlaufende Zugseil 5. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient demnach die Spannrolle 6 als Umkehrrolle, während die Spannrolle 7 zur Spannung des von der Treibscheibe 3 ablaufenden Zugseiles 5 dient.

Die Treibscheiben 1,2 und 3 sind durch Hydraulikmotore AfI₁ AfII und AfIII angetrieben. Der hydraulische Schaltplan gemäß F i g. 3 zeigt, wie die Hydraulikmotore AfI, Aiii und AfIII unter Verwendung von einstellbaren Stromregelventilen nach der Lehre der Erfindung beaufschlagt werden können.

Bei Durchlauf des Zugseiles 5 in der in F i g. 1 angegebenen Richtung sind im hydraulischen Schaltplan gemäß Fig.3 die Druckmittelleitungen 14 die Hochdruckleitungen und die Druckmittelelitungen 15 die Niederdruckleitungen. Zum Reversieren der Laufrichtung des Zugseiles 5 sind die Hochdruckleitungen und die Miederdruckleitungen gegeneinander austauschbar. Die nachfolgende Erläuterung der F i g. 3 bezieht sich auf die in F i g. 1 angegebene Durchlaufrichtung des Zugseiles 5.

Ar die als Hochdruckleitung dienende Druckmittelleitung 14 ist der Hydraulikmotor AfIII direkt angeschlossen. Zwischen dem Hydraulikmotor AfIII und der als Niederdruckleitung dienenden Druckmittelleitung 15 ist ein Stromregelventil 16 angeordnet, welches die vom Hydraulikmotor AfIIl abgeführte

• Druckmittelmenge auf einen vorgegebenen Wert einregelt Der Querschnitt des Stromregelventiles 16 ist von der als Hochdruckleitung dienenden Druckmittelleitung 14 her so gesteuert, daß die durchgesetzte Druckmittelmenge unabhängig von Druck, Temperatur und Viskosität konstant bleibt.

In Durchströmungsrichtung vor und hinter dem Hydraulikmotor MII sind zwei Stromregelventile 17 und 18 angeordnet, welche in ihrem Aufbau dem Stromregelventil 16 entsprechen und von denen nur das to in Durchströmungsrichtung hinter dem Hydraulikmotor MU liegende Stromregelventil 17 bzw. 18 im Regeleingriff ist Beim in F i g. 3 dargestellten Fall ist demgemäß nur das Stromregelventil 18 im Regeleingriff, während das Stromventil 17 durch ein darin enthaltenes is überbrückendes Rückschlagventil 17a außer Regeleingriff ist.

In Durchströmungsrichtung vor dem Hydraulikmotor MI ist ein Stromregelventil 19 angeordnet, welches in seinem Aufbau ebenfalls dem Stromregelventil 16 entspricht und im dargestellten Fall durch das darin enthaltene überbrückende Rückschlagventil 19a überbrückt ist.

Im dargestellten Fall sind also die Hydraulikmotore MU und MIII geregelt, während der Hydraulikmotor M\ frei angetrieben ist. Bei Umkehrung der Druckbeaufschlagung wären demgegenüber die Hydraulikantriebe MI und MII geregelt, wobei dann die Stromregelventile 19 und 17 in Regeleingriff sind, während die Stromregelventile 18 und 16 durch die darin enthaltenen überbrückenden Rückschlagventile 18a und 16a überbrückt sind.

Den Hydraulikmotoren MI, MII und M III bzw. den diesen zugeordneten Treibscheiben 1, 2 und 3 sind hydraulisch lüftbare Bremsen 20,21 und 22 zugeordnet, welche über Druckmittelleitungen 23 mit Druckmittel beaufschlagbar sind.

Beim Schaltplan gemäß F i g. 4 erfolgt die Beaufschlagung der Hydraulikmotore der der ersten Treibscheibe nachfolgenden Treibscheibe unter Zwischenschaltung von Mengenteilern. In F i g. 4 ist die als Hochdruckleitung dienende Druckmittelleitung mit 24 bezeichnet, während die als Niederdruckleitung dienende Druckmittelleitung mit 25 bezeichnet ist Direkt an die Druckmittelleitung 24 ist der Hydraulikmotor MI der ersten Treibscheibe 1 angeschlossen. Die Druckbeaufschlagung der Hydraulikmotore MII und MIII von der Druckmittelleitung 24 her erfolgt demgegenüber unter Zwischenschaltung eines hydraulischen Mengenteilers 26, der die diesen Hydraulikmotoren zugeführten Druckmittelmengen dem Bedarf entsprechend aufteilt und verhindert, daß einer der Hydraulikmotore MII oder ήί IH durchdreht.

Bei reversiertem Betrieb ist die Druckmittelleitung 25 die Hochdruckleitung, während die Druckmittelleitung 24 die Niederdruckleitung ist In diesem Falle erfolgt die Druckbeaufschlagung des Hydraulikmotors MIII direkt von der Druckmittelleitung 25 her, während die Hydraulikmotore Ml und MII unter Zwischenschaltung eines hydraulischen Mengenteilers 27 erfolgt, der die zugeführte Druckmittelmenge dem Bedarf dieser Motore entsprechend aufteilt und verhindert, daß einer der Hydraulikmotore MI oder MII durchdreht Je nach Betriebsweise sind die Mengenteiler 26 und 27 durch parallelgeschaltete Rückschlagventile 28 und 29 überbrückt Gegebenenfalls kommt man auch mit einem Mengenteiler aus, an den die Hydraulikmotore I und III angeschlossen sind.

Die in Fig.5 dargestellte Schaltung offenbart eine Möglichkeit zur Druckbeaufschlagung der die Spannrollen 6 bzw. 7 belastenden Hydraulikzylinder 10 bzw. U. Diese Druckbeaufschlagung ist unter Aufrechterhaltung eines gewissen Mindestdruckes proportional zur Seilspannung im Lasttrum gesteuert Zu diesem Zweck weist die in F i g. 5 dargestellte hydraulische Schaltung eine Hilfspumpe 30 auf, die auf der gleichen Welle wie die reversierbare Hauptpumpe 31 angeordnet ist und zur Aufrechterhaltung des Mindestdruckes dient

Die Druckseite dieser Hilfspumpe 30 steht unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventil 32 ständig mit der im Ausfahrsinne beaufschlagten Seite des Hydraulikzylinders 10 bzw. U in Verbindung. Die im Ausfahrsinne beaufschlagte Seite des Hydraulikzylinders 10 bzw. 11 steht außerdem jeweils über vorgesteuerte Rückschlagventile 33 und 34 mit der jeweiligen Druckseite der Hauptpumpe 31 in Verbindung, derart daß die Druckbeaufschlagung von der Hauptpumpe 31 her erfolgt wenn und soweit der Druck der Hauptpumpe 31 den Druck der Hilfspumpe 30 übersteigt Bei Stillstand des Hydraulikzylinders 10 bzw. 11 arbeitet die Hilfspumpe 30 gegen ein Überdruckventil 35.

Zum Einfahren des Hydraulikzylinders 10 bzw. 11 ist dessen Einfahrseite von einer weiteren Hilfspumpe 36 her beaufschlagt die ebenfalls gegen ein Überdruckventil 37 arbeitet An die Druckseite der Hilfspumpe 37 ist weiterhin ein als Kompensator dienender Druckspeicher 38 angeschlossen.

Da der Druck der Hauptpumpe 31 der Seilspannung im Zugseiltrum proportional ist erfolgt die Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 10 bzw. 11 proportional zur Seilspannung im Zugseiltrum unter Aufrechterhaltur.g des von der Hilfspumpe 30 erzeugten Mindestdruckes.

Bezugszeichenliste	Treibscheibe
1	Treibscheibe
2	Treibscheibe
3	Maschinenrahmen
4	Zugseil
5	Spannrolle
6	Spannrolle
7 -	Führungsbahn
8	Führungsbahn
9	Hydraulikzylinder
10	Hydraulikzylinder
11	Anschlag
12 2B =	Anschlag
13	Hydraulikmotor
MI =	Hydraulikmotor
MU	Hydraulikmotor
MIII	Druckmittelleitung
14	Druckmittelleitung
15	Stromregelventil
16	Rückschlagventil
16a =	Stromregelventil
17	Rückschlagventil
17a	Stromregelventil
18	Rückschlagventil
18a =	Stromregelventil
19	Rückschlagventil
19a =	Bremse
20 =	Bremse
21	Bremse
22	Druckmittelleitung
23

24 25 26 27 28 29 30 31

	30 05 464	8	i
7		Rückschlagventil
Druckmittelleitung	32	Rückschlagventil
Druckmittelleitung	33	Rückschlagventil
Mengenteiler	34	Überdruckventil
Mengenteiler	35	Hilfspumpe
Rückschlagventil	5 36	Überdruckventil
Rückschlagventil	37	Druckspeicher
Hilfspumpe	38
Hauptpumpe
	Hieizu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Seilzughaspel für Transportanlagen mit endlos umlaufendem Zugseil, mit zwei oder mehr einrilligen Treibscheiben, die jeweils von Hydraulikmotoren angetrieben sind, die von einer gemeinsamen hydraulischen Hauptpumpe her angetrieben sind, sowie mit einer zwischen dem Leertrum des Zugseiles und der letzten Treibscheibe des Haspels angeordneten Spannvorrichtung, die das vom to Haspel ablaufende Zugseil stramm hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikmotore (MU, Mill) von in Seillaufrichtung gesehen hinter der ersten Treibscheibe (1) angeordneten Treibscheiben (2, 3) unter Zwischenschaltung von einstellbaren Stromregelventilen (16,17,18,19) oder von Mengenteiler (26,27) derart mit der Hauptpumpe (31) verbunden sind, daß die diesen Motoren zugeführt^ Druckmittelmenge nur eine vorgegebene maximale Geschwindigkeit erlaubt

2. Seilzughaspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung in an sich bekannter Weise einen die Spannkraft erzeugenden Hydraulikzylinder (10,11) aufweist, dessen Druckbeaufschlagung unter Aufrechterhaltung eines be- stimmten Mindestdruckes proportional zur Seilspannung im Lasttrum gesteuert ist

3. Seilzughaspel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung in den Seilzughaspel integriert ist und eine in Ablaufrichtung des Zugseiles (5) gesehen vor der letzten Treibscheibe angeordnete Spannrolle (6, 7) aufweist, die gegen die Ablaufrichtung des Zugseiles (5) durch den die Spannkraft erzeugenden Hydraulikzylinder (10,11) belastet ist

4.Seilzughaspel nach Anspruch 3, für reversierbaren Betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten und der letzten Treibscheibe (1,3) Spannrollen (6,7) zugeordnet sind, die entgegen der Spannrichtung gegen einen feststehenden Anschlag (12, 13) verfahrbar sind, wenn das betreffende Trum das Lasttrum ist

5. Seilzughaspel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung der der jeweils ersten und jeweils letzten Treibscheibe (1, 3) zugeordneten Hydraulikmotore (M I, M III) auf zwei unterschiedliche Werte einstellbar ist.

6. Seilzughaspel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Treibscheiben (1, 2, 3) und alle Hydraulikmotore (M \, MW, Λ/ΙΙΙ) gleich dimensioniert sind.