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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
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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
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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-
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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.
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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.