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Vorrichtung zum Vorziehen von Wagenzügen, insbesondere hydraulische
Vorzieheinrichtung in Grubenbetrieben In Grubenbetrieben ist meist zum Vorziehen
geschlossener Wagenzüge (d. h. von Zügen, deren Wagen durch eine bei Druck durchhängende
und damit den Wagenabstand verkleinernde Kupplung verbunden sind) ein in der Fahrbahn
angeordneter Zwillingszylinder vorgesehen, dessen beide Druckkolben abwechselnd
in Vorwärts- und Leerlaufrückhub arbeiten und wechselweise an aufeinanderfolgenden
Wagen des Zuges angreifen. Sobald der eine der beiden Kolben seinen Vorwärtshub
beendet hat, beginnt der andere Kolben seinen Vorwärtshub und erreicht die nächste
Wagenachse erst nach einem Leerlaufweg. Mit Erreichen der Wagenachse wird aber die
Bewegung der vorderen Wagen noch nicht fortgesetzt, weil im Anschluß an den Leerlaufweg
auch noch das Kupplungsspiel zwischen dem betreffenden Wagen und seinem Vorderwagen.
aufgehoben werden muß. Erst dann werden auch die Vorderwagen weitergeschoben.
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Der Leerlaufweg-am Anfang des Arbeitshubes jedes Kolbens und das unvermeidliche
Kupplungsspiel zwischen den Wagen vereitelt also eine ununterbrochene Vorwärtsbewegung
des geschlossenen Wagenzuges und verursacht außerdem Stöße beim jedesmaligen Übergang
der Vorziehbewegung von einem Kolben auf den anderen.
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Dies gilt gleichfalls für eine Vorziehvorrichtung, die auch zum Stand
der Technik gehört und deren abwechselnd arbeitende Zylinder in Richtung des Gleises
hintereinander in der Weise angeordnet sind, daß der hintere Zylinder mit seinem
Mitnehmer die Achse eines Wagens dem Mitnehmer des vorderen Zylinders zutreibt.
Die Mitnehmerhübe des hinteren und des vorderen Zylinders sollen sich in der Mitte
der Vorrichtung überschneiden, damit eine Unterbrechung der Förderbewegung bei einem
einzelnen Förderwagen oder beim Erfassen des ersten Wagens eines Zugverbandes vermieden
wird. Auf diese Weise kann aber der störende Einfluß des anfänglichen Mitnehmerleerlaufweges
und des Kupplungsspieles nicht ausgeschaltet werden.
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Die sich hieraus ergebende Aufgabe einer Verbesserung wird erfindungsgemäß
insbesondere bei einer hydraulischen Vorziehvorrichtung dadurch gelöst, daß der
Anfangsteil des Vorwärtshubes beider Kolben ein Einholweg ist, den der einholende
Kolben. - zweckmäßig mit erhöhter Geschwindigkeit -durchläuft, bevor der noch vorziehende
Kolben seinen Vorwärtshub beendet hat. Der seinen Vorwärtshub beginnende Kalben
nähert sich also dem in gleicher Bewegungsrichtung befindlichen noch vorziehenden
Kolben und schiebt nach Zurücklegen des Leerlaufweges den ihm zugeordneten Wagen
unter Aufheben des Kupplungsspieles an den gezogenen Vorderwagen heran, bevor der
diesen noch vorziehende Kolben seinen Vorwärtshub beendet hat. Damit ist ein zügiger
Übergang der Vorziehbewegung von dem einen auf den anderen Kalben gewährleistet.
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Um die Übergabe zu beschleunigen, empfiehlt es sich, den letzten Teil
des Vorwärtshubes beider Kolben als Auslaufweg vorzusehen, der mit verminderter
Geschwindigkeit durchlaufen, wird.
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Gegenstand eines älteren Patentes ist ein. Zwischenantrieb für Förderbänder
oder -ketten mit zwei Mitnehmersch,eiben, die gleichsinnig, und zwar nach Maßgabe
der vom Hauptantrieb vorgegebenen Band-oder Kettengeschwindigkeit umlaufen und abwechselnd
zum Antreiben gebracht werden., indem mindestens eine der beiden Scheiben gegenüber
der anderen periodisch beschleunigt und verzögert wird. Dadurch soll der Zwischenantrieb
für Förderbänder oder -ketten in der Weise verbessert werden, daß die gleichsinnig
umlaufenden Mitnehmerscheiben für einen zusätzlichen Antrieb des Bandes oder der
Kette sowohl bei Umkehr der Förderrichtung als auch bei Teilungsdifferenzen der
Förderkette einwandfrei arbeiten. Von dem Gegenstand dieses älteren Patents unterscheidet
sich der Gegenstand der Erfindung schon aufgabenmäßig, weil diese von einem Zwillingszylinder
ausgeht, dessen Kalben die Fördergeschwindigkeit bestimmen und abwechselnd im Vorwärts-
und im Leerlaufrückhub arbeiten. Erst in dieser anderen Arbeitsweise im Verein mit
dem Leerlaufweg der Vorziehkolben und dem Kupplungsspiel der Förderwagen
ergibt
sich die Störung beim Übergang der Förderbewegung von einem Kolben auf-den anderen,
die die Erfindung beseitigen will.
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Die Geschwindigkeitsabstufung des Vorwärtshubes läßt sich bei hydraulisch,
getriebenen Vorziehvorrichtungen erfindungsgemäß mit einfachen Mitteln dadurch erreichen,
daß die beiden Zylinder des Zwillingszylinders am Ende des Einholweges und am Anfang
des Auslaufweges mit je einer Ausflüßdrossel versehen sind, durch die eine die Geschwindigkeitsminderung
bestimmende Flüssigkeitsmenge aus den Zylindern abfließt.
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Der Gedanke, die Arbeitsgeschwindigkeit durch Anordnung einer Abflußdrossel
zu ändern, ist zwar nach dem Stand der Technik nicht neu. Nach diesem handelt es
sich aber nicht um eine am Zylinder angeordnete Abflußdrossel, die einen Abfluß
nach Maßgabe der Kolbenbewegung selbsttätig freigibt, so daß sich die Geschwindigkeit
des Kolbens während seines Vorwärtshubes selbsttätig ändert.
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Da nach dem Grundgedanken der Erfindung der eine Kolben seinen Vorwärtshub
bereits antreten soll, bevor der andre Kolben ihn beendet hat, genügt es nicht,
für die Steuerung der die Bewegung der beiden Kolben beherrschenden Ventile einen
Endlagenschalter vorzusehen. Sondern es wird der Erfindung gemäß die den Vorwärtshub
des einholenden Kolbens vorzeitig auslösende Steuerungseinrichtung der Ventile durch
den vorgezogenen Wagenzug selbst beeinflußt, indem z. B. am Gleis im Bereich des
gerade gezogenen Wagens eine unter dem Raddruck nachgiebige Tastschiene angeordnet
ist, die mittels eines Umschaltzv erkes dem wechselweise leer- zurückgehenden Kolben
vorzeitig Druckflüssigkeit für den Vorwärtshub zuführt, wogegen die Endlagenschalter
nur für die Umkehr der Kolben beim Erreichen des Vorwärtshubendes zu sorgen haben..
',' Die Zeichnung-veranschaulicht- ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
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Abb. 1 zeigt schematisch den Zwillingszylinder und die Schalteinrichtung
für dessen Steuerung; Abb. 2 ist ein Längsschnitt des Zwillingszylinders im größeren
Maßstabe; Abb. 3 bis 6 versinnbildlichen ein Arbeitsspiel des Zwillingszylinders
während des Überganges der Vorziehbewegung von einem Kolben auf den anderen.
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Die Kolben 1 und 2 .tragen an ihren Kolbenstangen 3 bzw. 4 je einen
Mitn.ehmer 5 b:zw. 6, mit dem sie während des (rechtsgerichteten) Arbeitshubes nacheinander
an den Achsen zweier aufeinanderfolgender Wagen angreifen. Die Wagen 7, 8, 9, 10
sind miteinander gekuppelt und Teil eines Zugverbandes. Der Kolben 2 greift mit
seinem Mitnehmet 6 an der Achse 9' des Wagens 9 an. Dieser drückt bei seiner Vorwärtsbewegung
den Wagen. 10 vor sich her und zieht die folgenden Wagen 7 und 8 gleichzeitig
nach. Die Kupplung 11 zwischen den Wagen 9 und 10 hängt also durch, wogegen die
Kupplungen 12 zwischen den nachfolgenden Wagen 8 und 9 sowie 7 und 8 gespannt sind.
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Hat der Kolben 2 den Wagenzug um eine Wagenlänge bewegt, dann muß
der andere Kolben 1 den Antrieb des Wagenzuges übernehmen und mit seinem Mitnehmet
5 an der Achse. 8' des folgenden Wagens 8 angreifen. _ Würde wie üblich der Kolben
1 seinen Arbeitshub erst dann beginnen, wenn der Kolben 2 seinen Arbeitshub> beendet
hat, dann wäre eine zügige Bewegung der Wagen nicht gegeben, weil der Mitnehmet
5 des Kolbens 1 sich zunächst- bis an die Achse 8' des folgenden Wagens 8 heranbewegen
muß, um anschließend den Wagen 8 unter Aufheben des Spiels der Kupplung 12 an den
Vorderwagen 9 heranzudrücken. Bis dahin würden die Wagen 9 und 10 (sowie etwaige
weitere Vorderwagen) in Ruhe geblieben sein, also ihren Weg erst mit Auftreffen
des Wagens 8 auf den Wagen 9 fortsetzen.
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Um eine solche Unterbrechung der Vorziehbewegung zu vermeiden, beginnt
erfindungsgemäß jeder der beiden Kolben 1, 2 seinen. Arbeitshub, bevor der andere
Kolben seinen Arbeitshub beendet hat. Dabei durchläuft zweckmäßig jeder der beiden
Kolben den ersten Teil seines Arbeitshubes mit erhöhter Einholgeschwindigkeit.
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Zu diesem Zweck ist jeder der beiden Zylinder 13, 14 mit einer Abflußdrosse115
(Abt. 2) versehen, die in einem Abstand a von dem Zylinderende angeordnet ist, an
dem der Arbeitshub beginnt. Sobald der Kolben 1 bzw. 2 bei seinem rechtsgerichteten
Arbeitshub den Weg a zurückgelegt und die Abflußdrossel 15 überfahren. hat, sinkt
die Geschwindigkeit des Kolbens nach Maßgabe der durch die Drossel 15 nach außen
abströmenden Flüssigkeitsmenge.
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Beträgt bei konstanter Zuflußmenge zum Zylinder die Anfangsgeschwindigkeit
des Kolbens 1 bzw. 2 z. B. etwa 0,41 m/sec, so sinkt sie, sobald der Kolben die
Abflußdrossel 15 überfährt und den zweiten Hubabschnitt b erreicht, auf z. B. 0,33
m/sec ab. Am Ende des zweiten Abschnittes b ist eine zweite Abflußdrossel 16 an
jedem der beiden Zylinder 13 und 14 angeordnet, so daß im dritten Abschnitt c die
Geschwindigkeit des Kolbens 1 bzw. 2 auf z. B. 0,25 m/sec weiter zurückgeht. Der
Ausflußwiderstan.d der Drosseln 15 und 16 wird zweckmäßig so gewählt, daß sie gegen
den kleineren Zylinderinnendruck beim Leerlauf rückhub der Kolben 1 und 2 geschlossen
bleiben.
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Ein Ventil 17 bzw. 18 am linken Ende der Zylinder 13 und 14 steuert
wie üblich selbsttätig Zu- und Abfluß der Druckflüssigkeit. In der Stellung nach
Abb. 2 hat der Kolben 2 die Ab-flußdrossel 16 überfahren, also im letzten Hubabschnitt
c seine Geschwindigkeit auf 0,25 m/sec vermindert und - ohne den dritten Abschnitt
c bis an das Ende durchlaufen zu haben - den Wagenzug um eine Wagenlänge vorgezogen,
wobei die Wagenachse 8' sich über den Mitnehmet 5 des anderen Kolbens 1 herüber
um z. B. 160 mm zurückbewegt hat. Jetzt beginnt der Kolben 1 seinen Arbeitshub.
Sobald nämlich der Kolben 2 die Stellung nach Abb. 2 erreicht hat, rollt der Wagen
8 mit seinen. vorderen Rädern auf eine Tastschiene 19 und drückt diese herunter.
Von dieser Schaltbewegung wird das Ventil 17 im Sinne einer Freigabe des Zuflusses
zum Zylinder 13 gesteuert. Im einzelnen wirkt die Tastschiene 19 vermittels eines
Gestänges 20 auf ein Umschaltwerk, das aus einer Kontaktwalze 21, einem Klinkenrad
22 und einer in dieses eingreifenden Klinke 23 besteht. Die Klinke 23 ist an einem
Hebel 24 gelagert, - der von dem Gestänge 20 aus der Stellung I in die Stellung
II geschwenkt wird und dabei unter Vermittlung der Klinke 23 dem Klinkenrad 22 sävvie
der Schaltwalze 21' jeweils eine Vierteldrehung erteilt. Zwei diametral einander
gegenüberliegend angeordnete Kontakte am Umfang der Kontaktwalze 21 sind leitend
miteinander verbunden.. An das Gestänge 20 ist auch ein Unterbrecher 25 angeschlossen,
der bei heruntergedrückter Tastschiene 19 Kontakt gibt, so daß ein für die Steuerung
des Ventils 17 vorgesehener Elektromagnet 27 über eine Leitung 26, die Kontaktwalze
21 und eine Anschlußleitung 28 erregt und das Ventil 17 für den Zufluß zum Zylinder
13 geöffnet
wird. Sobald der Wagen 8 die Tastschiene 19 wieder freigibt,
wird die Erregung des Magneten 27 wieder unterbrochen.
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Die Länge der Tastschiene 19 ist gleich dem Radstand, damit die Vorderräder
des Wagens 8 die Tastschiene nicht eher verlassen, als bis die Hinterräder sie erreicht
haben. Anderenfalls würden die Hinterräder die von den Vorderrädern desselben Wagens
freigegebene Tastschiene 19 erneut herunterdrücken. Eine solche wiederholte Betätigung
dürfte aber noch keine Umschaltung von dem einen auf den anderen der beiden Zylinder
13, 14 verursachen. Es müßte also nur jeder zweite Schritt des Umschaltwerkes wirksam
sein. So aber werden die Tastschiene 19 und das Umschaltwerk 21, 22 erst wieder
vom nachfolgenden Wagen 7 betätigt. Dabei wird dann die Zuleitung 26 mit einer zum
Elektromagneten des Ventils 18 führenden Anschlußleitung 29 verbunden, nachdem zuvor
der Kolben 2 in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist.
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Für die Umsteuerung vom Arbeitshub auf den Leerlauf rückhub sorgt
ein Endlagenschalter 30 bzw. 31, den der zugehörige Kolben 1, 2 bzw. Mitnehmer 5,
6 bei Erreichen des Arbeitshubendes betätigt. Das zugehörige Ventil 17 bzw. 18 wird
dadurch mittels eines Gegenelektromagneten 27' umgesteuert, und zwar derart, daß
die Druckflüssigkeit dem rechten Zylinderende zufließt und aus dein linken Ende
abfließt.
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Der Übergang der Vorziehbewegung von einem Kolben auf den anderen
vollzieht sich wie folgt: Es sei z. B. von der Stellung nach Abb. 2 ausgegangen.
Der Kolben 2 hat mit seinem auf die Achse 9' des Wagens 9 wirkenden Mitnehmer 6
den Zug so weit vorgezogen, daß die hintere Achse 8' des nachfolgenden Wagens 8
den Mitnehmer 5 des Kolbens 1 um z. B. 160 mm überfahren hat, wie in Abb. 3 schematisch
angedeutet. In dieser Stellung des Kolbens haben die Vorderräder des Wagens 8 die
Tastschiene 19 erreicht und betätigen unter Vermittlung des Umschaltwerkes 21, 22
das Ventil 17 des Zylinders 13. Infolgedessen beginnt jetzt der Kolben 1 seinen
Arbeitshub, und zwar in dem obenbezeichneten Beispiel mit einer Geschwindigkeit
von 0,41 m/sec, wogegen der andere Kolben 2, der sich bereits im dritten Hubabschnitt
c befindet, nur 0,25 m/sec hat. Demnach eilt der Kolben 1 dem Kolben 2 mit einer
Relativgeschwindigkeit von 0,16 m/sec nach. Im ersten Teil dieser Nacheilbewegung
vermindert der Mitnehmer 5 des Kolbens 1 seinen Abstand von der Achse 8' und hat
& in- Ende des ersten Hubabschnittes a die Wagenachse 8' erreicht (vgl. Abb.
4). Für den Einholweg von 160 mm benötigt der Kolben 1 (bei 0,16 m/sec Relativgeschwindigkeit)
eine Sekunde. In dieser Zeit legt der Kolben 0,41 m zurück.
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Bei einem Übergang von dem ersten Hubabschnitt a auf den Abschnitt
b vermindert der Kolben 1 und damit sein Mitnehmer 5 die Geschwindigkeit auf z.
B. 0,33 m/sec, hat also gegenüber dem Kolben 2 eine Relativgeschwindigkeit von 0,08
m/sec. Mit dieser Relativgeschwindigkeit wird das Spiel der Kupplung 12 zwischen
den beiden Wagen 8 und 9 aufgehoben, d. h. der Wagen 8 an den Vorderwagen 9 herangeschoben.
Bei einem Kupplungsspiel s von z. B. 200 mm erfordert eine Relativgeschwindigkeit
von 0,08 m/sec für ein solches Nachschieben die Zeit: 0,2/0,08 = 2,5 sec. Während
dieser Zeit legen Kolben 1 und Mitnehmer 5 den Weg 0,33 - 2,5 m = 825 mm zurück.
Auf diesem Wege kommt also die Kupplung 12 zwischen den Wagen 8 und 9 zum vollen
Durchhang (vgl. Abb.5), so daß der Kolben 1 auf seinem weiteren Wege nicht nur den
Wagen 8 und die nachfolgenden Wagen. mitnimmt, sondern gleichzeitig die Vorderwagen
9 und 10 weiter mit einer Geschwindigkeit vorschiebt, die um 0,08 m/sec größer als
die Geschwindigkeit des Mitnehmers 6 ist. Dieser bleibt also von nun ab hinter der
Achse 9' des Wagens 9 zurück, z. B. nach 1 Sekunde um 80 mm in der Stellung nach
Abb. 6.
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Sobald der Kolben 2 seinen dritten Hubabschnitt c zu Ende durchlaufen
hat, steuert er sich, mit Hilfe des Endlagenschalters 31 selbsttätig um und kehrt
auf seinem Leerlaufrückweg in die Ausgangslage zurück, während gleichzeitig der
Kolben 1 den Wagenzug weiter vorwärts bewegt, bis er die Stellung erreicht, in der
Abb. 2 den Kolben 2 zeigt. Von da an wiederholt sich sinngemäß das geschilderte
Arbeitsspiel.