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Antrieb für eine Schüttelrutsche Die Zusammenlegung der Arbeiten in
Grubenbetrieben führt zu einer Verlängerung der Schüttelrutschen bis zu 150 m und
mehr. Bei großen Längen ist es wegen des auftretenden Verschleißes und der Bruchgefahr
ratsam, einfach wirkende Motoren zu verwenden. Bei geringer Neigung der Rutschen
in der Förderrichtung ist es bereits bekannt, zur Beschleunigung 'der Abwärtsbewegung
der Rutsche und damit zur Erhöhung der Förderleistung am unteren Ende der Rutsche
sog. Gegenzylinder anzuordnen, das sind üblicherweise einfach wirkende Zylinder,
die entsprechend der geringeren von ihnen geforderten Arbeitsleistung kleinere Abmessungen
erhalten als die Hauptmotoren, welche die ganze Last der Rutsche nach oben ziehen
müssen.
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Derartige Gegenzylinder wurden bisher meist als urigesteuerte Zylinder
gebaut. Da jedoch bei den urgesteuerten -Zylindern die Druckluft während des Anhebens
der Rutsche aus diesen Zylindern in die Leitung zurückgeschoben werden muß, wird
hierfür ein wesentlicher Anteil der Leistung des. Hauptmotors verbraucht, welcher
mithin entsprechend größer ausgeführt werden muß.
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Zur Ersparnis von Druckluft hatte man bereits gesteuerte Gegenzylinder
in Vorschlag gebracht. Die Erfindung besteht in einer Verbesserung der Steuerungsweise
für die Gegenzylinder, wodurch die Arbeit dieser Gegenzylinder mit der Arbeitsweise
der gesteuerten Hauptmotoren derart in Einklang gebracht wird, daß die Beschleunigungen
und Verzögerungen der Rutschen den zur Erzielung höchster Förderleistung notwendigen
Verhältnissen angepaßt sind.
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Die Förderung derartiger Schüttelrutschen setzt sich aus Einzelvorgängen
zusammen. Das auf der angehobenen Rutsche liegende Gut wird durch das Fallen der
Rutsche in Förderrichtung voranbewegt, bis die Rutsche an ihrem unteren Umkehrpunkte
angelangt ist. Bei - geringerer Geschwindigkeit der Rutsche bleibt das Gut in diesem
Punkt zunächst auf der Rutsche liegen, bis diese durch heftiges Hochziehen unter
dem ruhenden Material fortgerissen wird.- Nimmt die Rutschengeschwindigkeit dann
ab; so tritt ein Augenblick ein, in welchem das Material von der aufwärts gehenden
Rutsche mit zurückgenommen wird. Dieser Rücktransport geht zu Lasten des erstrebten
Fortschrittes der Förderung, aus welchem Grunde der Rücktransport so klein wie irgend
möglich erstrebt werden müß.
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Fällt die Rutsche entweder durch ihr eigenes Gewicht oder durch entsprechenden
Antrieb mittels eines Gegenmotors sehr kräftig nach unten, dann erhält das auf der
Rutsche ruhende Gut eine so hohe Eigenbeschleunigung, daß es bei Stillstand der
Rutsche am unteren Hubende eine Strecke über dieses Hubende abwärts rutscht. Dieses
Verrutschen bringt einen Gewinn an Förderweg; und die Erfindung strebt an, diesen
Gewinn möglichst groß werden zu lassen, um
auf diese Weise eine
Steigerung der Förderleistung zu erzielen. Dieser Erfolg wird noch weiter erhöht,
wenn es gelingt, die Rutsche, solange -das Gut sich in Eigenbewegung befindet, so
kräftig unter demselben durch nach aufwärts zu ziehen, daß der schon geschilderte
zweite Fördervorgang, bei welchem die Rutsche unter dem ruhenden-Material durchgezogen
wird, sich unmittelbar anschließt, ohne daß dadurch das Gut einmal auf der Rutsche
zur Ruhe kommt. Dieser Erfolg wird dadurch erzielt, daß zu Beginn des Fallens der
Rutsche der Gegenmotor unter dem vollen Druck der Preßluftleitung steht, während
der Auslaß des Hauptmotors geöffnet ist, so daß dieser, ohne Kompressionsarbeit
zu leisten, nach unten gezogen wird. Vor Erreichen des unteren Umkehrpunktes wird
der Auslaß des Gegenmotors geöffnet, so daß dessen Arbeitsleistung abnimmt und entsprechend
der Drucklufteinlaß geschlossen wird. Erst nach dem öffnen des Auslasses am Gegenmotor
wird der Einlaß des in entgegengesetzter Richtung arbeitenden Hauptmotors geöffnet,
so daß der Hauptmotor in kürzester Zeit seine ganze Kraft entfalten kann, um die
im Fallen .befindliche Rutsche am unteren Umkehrpunkt abzufangen. Je kürzer der
Weg ist, auf welchem dieses Abfangen- erfolgen kann, um so größer wird der Weg sein,
welchen das Gut infolge seiner eigenen Massenbeschleunigung über den unteren Umkehrpunkt
der Rutsche hinausschießt.
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Andererseits muß dem Umstand Rechnung getragen werden, daß die zulässige
Bemessung der Steuerorgane und die Notwendigkeit, die Größenabmessungen der Maschine
in brauchbaren Grenzen zu halten, eine sorgfältige Abwägung des Kräftespiels in
den Motoren im Verhältnis zu den in jedem Augenblick der Bewegungsvorgänge erforderlichen
Kräften wünschenswert machen.
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Erfindungsgemäß wird eine möglichst volle Ausnutzung der Bremsleistung
des Hauptmotors am Ende der Fallbewegung dadurch herbeigeführt, daß der Auslaß des
Gegenmotors bereits vor Einlaßeröffnung des Hauptmotors erfolgt. Auf diese Weise
wird es möglich, die Leistung des 'Hauptmotors zur Abbremsung voll zur Geltung zu
bringen und ein kräftiges Überschießen des Gutes nach Erreichung des unteren Rutschenumkehrpunktes
zu erzielen. Gleichzeitig wird der weitere Vorteil erlangt, daß der Hauptmotor nun
aus dieser unteren Stellung heraus sofort mit voller Kraft unbehindert durch den
Gegenmotor die Rutsche anziehen und infolgedessen in sehr kurzer Zeit beschleunigen
kann.
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Das Anheben der Rutsche soll nun erfindungsgemäß mit solcher Geschwindigkeit
erfolgen, daß einerseits die Rutsche mit hinreichender Geschwindigkeit unter dem
Fördergut weggezogen wird, um ein Mitnehmen des Gutes zu verhindern, andererseits
soll jedoch die Geschwindigkeit der Rutsche nicht über das erforderliche Maß ansteigen,
denn hierfür wäre sowohl bei der Beschleunigung als auch bei der nachher notwendigen
Verzögerung der Rutsche ein unnützer Arbeitsaufwand zü leisten.
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Die angestrebte Wirkung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß
der Einlaß des Gegenmotors bereits vor Eröffnung des Auslasses am Hauptmotor geöffnet
wird. Auf diese Weise wird einer zu starken Beschleunigung der Rutsche durch den
Hauptmotor vorgebeugt, und die resultierende Arbeitsleistung beider Motoren auf
die Rutsche nimmt vom Augenblick der Einlaßöffnung des Gegenmotors an ab. Dadurch
wird einer zu starken .Beschleunigung der Rutsche vorgebeugt. Eine zu starke Abbremsung
würde dazu führen, daß die relative Bewegung zwischen dem Gut und der Rinne früher
zu Ende käme. Das Gut würde-von der Rinne früher mitgenommen, so daß ein die Gesamtleistung
wesentlich beeinträchtigender Rücktransport sich einstellen würde. Außerdem wird
hierdurch wiederum erzielt, daß der Gegenzylinder nach Erreichen des Umkehrpunktes
bereits mit seiner ganzen Kraft zur Wirkung kommen kann, also auch die Fallbewegung
nunmehr gleich in vollem Maße einzuleiten in der Lage ist.
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In der beiliegenden Zeichnung ist ein AusführÜngsbeispiel des Antriebes
in Anwendung auf je einen mit frei fliegender Steuerung ausgestatteten Haupt- und
Gegenmotor dargestellt, und zwar zeigt Abb. i im Schema eine Rutsche mit einem Antriebsmotor
am einen und einem Gegenmotor am anderen Rutschenende.
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Abb. 2 und 3 zeigen die Motoren im größeren Maßstab.
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Abb. 4. und 5 zeigen Diagramme über die Steuerungsvorgänge in beiden
Motoren, Abb.4 während des Anhebens der Rutsche, Abb. 5 während des Fallens der
Rutsche.
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In der Zeichnung sind sowohl beim Arbeitszylinder M als auch beim
Gegenzylinder G jeweils bezeichnet- die Zylinder mit i, der Kolben mit 2, die Kolbenstange
mit 3, die frei fliegende Steuerung mit s, der Entlüftungskanal mit 5, seine Öffnungen
im Zylinder mit 6 und 7, die dazugehörigen Verschlußschrauben mit 8 und g, die Frischlufteinströmung
hinter dem Kolben mit io, die Entlüftung vor dem Kolben mit i i, der Steuerkanal
mit-i2, seine Öffnungen im Zylinder mit 13 und 1q. und die zugehörigen Verschlußschrauben
mit 15 und i6.
In der höchsten Lage der Rutsche ist der Auslaß des
Hauptmotors geöffnet, sein Drucklufteinlaß verschlossen, am Gegenmotor ist der Drucklufteinlaß
geöffnet, der Auslaß geschlossen. Der Kolben des Gegenmotors zieht die Rutsche nach
rechts und damit zugleich den Kolben des Hauptmotors. Die vor dem Kolben befindliche
Luft kann durch den offenen Auslaß ausströmen. Hat der Kolben 2 des Hauptmotors
die Auslaßöffnung F überschritten (AS, Abb. 5), so wird die noch im Zylinder
befindliche Luft bei weiterem Unterschreiten des Kolbens verdichtet, bis sie den
Steuerkolben s nach rechts schiebt und dadurch den Drucklufteinlaß durch den Kanal
17 öffnet (E0, Abb.5). Bereits bevor-der Einlaß der Druckluft in den Hauptmotor
eröffnet ist, soll erfindungsgemäß der Auslaß des Gegenmotors geöffnet werden (A
0, Abb. 5). Von diesem Punkt an fällt der Druck im Gegenmotor schnell ab, und dieser
Druckabfall hat eine Bewegung des Steuerkolbens nach rechts zur Folge, so daß auch
der Drucklufteinlaß geschlossen wird. Am unteren Ende der Fallbewegung der Rutsche
ist mithin der Gegenmotor entlüftet, während der Hauptmotor bereits seine volle
Arbeitsleistung entwickelt, welche zunächst unter doppelter Wirkung der Arbeitsleistung
der Rutsche als auch der einströmenden Druckluft zu einer sehr schnellen Verdichtung
geführt hat. Nach erfolgtem Stillstand der Rutsche beginnt nunmehr das Anheben (Abb.
4). Der Gegenmotor arbeitet mit offenem Auslaß, während der Hauptmotor unter dem
vollen Druck der Anschlußleitung steht und zunächst die Rutsche mit seiner ganzen
Arbeitskraft, also in denkbar kürzester Zeit, beschleunigen kann. Nach Erreichung
der erforderlichen Rutschengeschwindigkeit ist die Arbeitsleistung des Hauptmotors
nicht mehr in vollem Maße erforderlich. Sie kann allmählich abnehmen. Der Kolben
des Gegenmotors wird durch den Hauptmotor mit zurück-gezogen. Nach Überschreiten
des Ausgangskanals 7 ist der Auslaß des Gegenmotors abgeschlossen (AS, Abb. q.),
und es setzt eine Verdichtung der vor dem Kolben des Gegenmotors befindlichen Luft
ein, welche den Steuerkolben s nach links drückt und dadurch den Drucklufteinlaß
(E 0, Abb. 4) öffnet. Der Druck im Gegenmotor steigt auf den Leitungsdruck an, nach
dessen Erreichung die verdichtete Luft aus dem Gegenzylinder bis zur Erreichung
des oberen Umkehrpunktes der Rutsche in die Druckluftleitung geschoben wird.
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Nach Eröffnung des Einlasses (E 0, Abb. 4) im Gegenmotor wird der
Auslaß am Hauptmotor eröffnet (A 0, Abb. 4). Durch den eintretenden Druckabfall
bewegt sich der Steuerkolben nach links und verschließt den Drucklufteinlaß des
Hauptmotors. Die aus den Arbeitsleistungen des Hauptmotors und des Gegenmotors resultierende
Antriebsarbeit zum Anheben der Rutsche nimmt sanft ab bis auf Null. Nachdem der
Druckabfall im Hauptmotor beendet ist, kommt der Gegenmotor mit seiner Arbeitsleistung
voll zum Auffangen der Rutschenbewegung zur Geltung.