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Die Erfindung betrifft einen Seilzugnotschalter zur Kopplung mit einem Seil, sodass bei einer Bewegung des Seils entlang eines Bewegungsweges ein Notschaltsignal auslösbar ist, umfassend ein Koppelelement und ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Notschaltauslösemittel und mit einem Notschaltelement, wobei das Koppelelement mit dem Notschaltauslösemittel wirkverbunden ist, sodass das Notschaltelement mittels der Bewegung des Notschaltauslösemittels zur Auslösung des Notschaltsignals schaltbar ist. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Sicherheitseinrichtung mit einem solchen Seilzugnotschalter, insbesondere zur Anordnung in Verbindung mit einer Förderbandanlage.
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Seilzugnotschalter werden beispielsweise entlang länger ausgedehnter Förderbandanlagen in bestimmten Abständen angeordnet und dienen zur Notabschaltung der Anlage. An dem Koppelelement ist im allgemeinen ein in beiden Richtungen laufendes Seil befestigt, das längs der Förderanlage verläuft und durch das von jedem Punkt der Förderanlage aus eine Abschaltung durch das Ziehen am Zugseil möglich ist.
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Aus der DIN EN 620 sind Richtlinien für Not-Halt-Schalter mit Reißleinensystem für Steigförderer und Systeme-, Sicherheits- und ENV-Anforderungen an ortsfeste Gurtförderer für Schüttgut bekannt. Demnach muss die Anordnung von Not-Halt-Schaltern mit Reißleinensystemen so sein, dass die zugehörigen Schalteinrichtungen betätigt werden, wenn die Reißleine entweder in irgendeiner Richtung gezogen wird oder zerreißt. Reißleinenschalter sind ferner so zu gestalten, dass der Ausfall einer einzigen, die Reißleine unter einer Spannung haltenden Feder, die angebundenen Schalteinrichtungen auslösen.
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Der Reißleinenschalter muss durch das Aufbringen einer horizontalen Kraft auf die Zugschnur von weniger als 125 Newton ausgelöst werden, das mittig zwischen zwei Führungsringen und senkrecht zum Seil. Die Seitwärtsbewegung des Seils muss weniger als 300 mm betragen.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 696 19 128 T2 ist eine seilzugbetätigte Schalteinrichtung bekannt mit der mittels eines Schalters eine Stromversorgung von Maschinen unterbrochen werden kann. Es ist offenbart, dass bei horizontaler Verschiebung eines Koppelelements eine Drehung eines Schaltauslösemittels bewirkt wird, wodurch wiederum ein Schaltelement betätigt wird. Durch eine Hebelanordnung zwischen Koppelelement und einem die Schaltauslösemittel tragenden Struktur wird durch eine relativ kleine Bewegung des Koppelelements eine verhältnismäßig große Winkelbewegung des Schaltauslösemittels bewirkt.
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Aus der
DE 1 159 074 ist ein weiterer Seilzugnotschalter bekannt. Durch Ziehen an einem Seil wird ein durch ein Schaltauslösemittel angesteuertes Schaltelement betätigt und dadurch ein Förderband stillgesetzt. Ferner ist beschrieben, dass ein Rastelement die Schaltelemente in einer Notschaltstellung verrastet und neben einem Notschaltsignal ein Schaltkontakt zur Ausgabe für ein optisches und akustisches Signal vorgesehen ist. Damit kann festgestellt werden, ob das Schaltelement geschaltet hat.
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In der
EP 2 043 117 A2 ist eine Schnellspanneinrichtung für einen Seilzugschalter beschrieben, mit dem eine Ausdehnung und Spannung eines Seils erfassbar ist. Bei Abweichen der Spannung von einem Sollwertbereich ist ein Signal erzeugbar. Dadurch lassen sich Abweichungen bei der Seilspannung schon frühzeitig erkennen und beheben.
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Die
DE 29 35 420 C2 offenbart eine elektrische Ausschaltvorrichtung, insbesondere Seilzugnotschaltvorrichtung. Die Seilzugnotschaltvorrichtung dient zur Kopplung mit einem Seil, sodass bei einer Bewegung des Seils entlang eines Bewegungsweges ein Notschaltsignal auslösbar ist, umfassend ein Koppelelement und ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Notschaltauslösemittel und mit einem Notschaltelement, wobei das Koppelelement mit dem Notschaltauslösemittel wirkverbunden ist, sodass das Notschaltelement mittels der Bewegung des Notschaltauslösemittels zur Auslösung des Notschaltsignals schaltbar ist. Es ist ferner offenbart, dass Schaltelemente in dem Gehäuse angeordnet sind und von einer Walze angesteuert werden. Die Schaltelemente können auch in verschiedenen Winkelstellungen am Umfang der Walze verteilt angeordnet sein.
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Die zuvor beschriebene Seilzugnotschaltvorrichtung soll durch ihre redundante Bauart mit mehreren Schaltern und einer Entkopplung zwischen Koppelelement und Walze eine erhöhte Sicherheit gewährleisten. Durch die komplexe Bauart mit vielen Bauteilen ist die Herstellung der Seilzugnotschaltvorrichtung jedoch teuer und im Betrieb störanfällig.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Seilzugnotschalter und eine mit einem Seilzugnotschalter ausgebildete Sicherheitseinrichtung bereitzustellen, der beziehungsweise die kostengünstig und zuverlässig einen störungsfreien, insbesondere dauerhaften Betrieb einer Förderbandanlage ohne unnötige Notabschaltung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Seilzugnotschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen sowie mit einer Sicherheitseinrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß sind zusätzlich zum Notschaltauslösemittel in Verbindung mit dem Notschaltelement ein Warnschaltauslösemittel und ein Warnschaltelement vorgesehen, wobei das Warnschaltauslösemittel mit dem Warnschaltelement wirkverbunden ist, und wobei mit Bezug auf die Bewegung des Seils mit dem Warnschaltelement in Bezug auf die Bewegung des Seils ein Warnsignal vor dem Auslösen des Notschaltsignals auslösbar ist.
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Durch Abgabe des Warnsignals können Nachjustierungen am Seil oder beispielsweise die Entfernung von Fremdkörpern wie beispielsweise Fallgut, welches das Seil unter zusätzliche Spannung setzt, durchgeführt werden, bevor ein Notschaltsignal ausgelöst und die Förderbandanlage angehalten wird. Dadurch werden eine höhere Förderrate und eine bessere Wirtschaftlichkeit der Förderanlage erreicht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Seilzugnotschalters sind das Notschaltauslösemittel und/oder das Warnschaltauslösemittel auf wenigstens einer Walze angeordnet. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiges und günstiges Schaltmittel zur Betätigung des Notschaltelements und/oder Warnschaltelements mit exakt definiertem Schaltpunkt bereitgestellt.
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Vorteilhafterweise ist das Notschaltauslösemittel als Notschaltkulisse und/oder das Warnschaltauslösemittel als Warnschaltkulisse ausgebildet, wobei die Warnschaltkulisse und/oder die Notschaltkulisse in der wenigstens einen Walze ausgebildet sind. Hierdurch wird eine besonders platzsparende und kompakte Bauweise des Seilzugnotschalters ermöglicht.
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Vorteilhafterweise ist die Notschaltkulisse länger als die Warnschaltkulisse und/oder die Warnschaltkulisse tiefer als die Notschaltkulisse. Die Warnschaltkulisse und die Notschaltkulisse sind als Aussparungen in der Walze ausgestaltet. Dabei ist eine Länge der Warnschaltkulisse und Notschaltkulisse durch die Länge der Aussparung entlang einem Umfang der Walze bestimmt. Die Tiefe der Warnschaltkulisse und der Notschaltkulisse ist dadurch bestimmt, wie weit die Ausnehmung von einem Umfang der Walze in Richtung einer Rotationsachse reicht, also wie nah die Ausnehmung an eine Rotationsachse der Walze heranreicht. Durch die unterschiedlichen Längen der Kulissen ist eine einfache Bauweise ohne zusätzliche komplexe Mechanismen zum Schalten des Notschaltelements oder des Warnschaltelements notwendig. Durch die Bereitstellung einer einzigen Kulisse mit verschiedenen Tiefen ist alternativ eine besonders kompakte Bauweise möglich, bei der das Warnschaltelement und das Notschaltelement baueinheitlich in einem sogenannten Zweistufenschalter, der abhängig von verschiedenen Tiefen in der Ausnehmung der Walze schaltbar ist, realisiert ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Seilzugnotschalters sind das Notschaltauslösemittel und das Warnschaltauslösemittel nebeneinander, miteinander oder ineinander verschachtelt auf der wenigstens einen Walze angeordnet. Durch diese Ausgestaltung wird die Bauweise vereinfacht. Ferner können durch Synergien und eine Reduzierung von Fertigungsschritten in der Produktion der Walze die Produktionskosten reduziert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Seilzugnotschalters ist die Walze direkt mit dem Koppelelement verbunden und abhängig von dem Bewegungsweg des Seils um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar. Ferner ist ausgehend von einer Mittelstellung des Koppelelements eine Schaltstrecke zu einem Notschaltpunkt des Notschaltauslösemittels größer als eine Schaltstrecke zu einem Warnschaltpunkt des Warnschaltauslösemittels.
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Durch die direkte Kopplung wird eine einfache und zuverlässige Lösung mit wenigen Bauteilen bereitgestellt. Eine Abweichung oder Fehlfunktion durch Übersetzung, Hebel oder Spiel zwischen Bauteilen wird vermieden.
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Vorteilhafterweise ist das Koppelelement des Seilzugnotschalters mittels einer Feder in der Mittelstellung haltbar. Insbesondere kann die Walze mit der Feder wirkverbunden sein, sodass das Koppelelement in der Mittelstellung gehalten ist. Somit werden durch die Walze mehrere Funktionen bereitgestellt und zusätzliche Bauteile eingespart. Durch die Nutzung einer Feder ist eine einfache Nachjustierung und Anpassung der Kraft, die einer Seilspannung oder Auslenkung mit Bezug auf die Bewegung des Seils entgegenwirkt, einstellbar. Dadurch wird einer Fehlabschaltung durch Seilspannungen oder Seilbewegungen unterhalb eines Grenzwertes entgegengewirkt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Seilzugnotschalters ist ein Rastelement zum Einrasten und Halten des Notschaltauslösemittels in einer Notschaltstellung bei der Ausgabe des Notschaltsignals vorgesehen. Außerdem ist ein Rückstellelement zum Entrasten und Rückführen in die Mittelstellung vorgesehen. Durch das Rastelement wird sichergestellt, dass nach Auslösung des Notschaltsignals und dem damit verbundenen Anhalten der Förderbandanlage eine unbeabsichtigte Wiedereinschaltung ausgeschlossen ist. Zweckmäßigerweise wird durch das Rückstellelement sichergestellt, dass nur durch eine bewusste Rückführung in die Mittelstellung der Betrieb der Förderbandanlage möglich ist.
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Alternativ können das Warnschaltauslösemittel, das Notschaltauslösemittel und das Rastelement in anderen die Funktion erfüllenden Formen und Ausgestaltungen, wie z.B. Nocken, Zapfen, Kulissen, Haken usw. ausgestaltet sein.
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Ferner richtet sich die Erfindung auf eine Sicherheitseinrichtung für eine Förderbandanlage mit einem Seil und mit einem Seilzugnotschalter zur Kopplung mit einem Seil, sodass bei einer Bewegung des Seils entlang eines Bewegungsweges ein Notschaltsignal und ein Warnsignal auslösbar sind, und mit einem Steuermodul, das dazu ausgebildet ist, bei Ausgabe des Warnsignals eine Warnmeldung abzugeben und bei Ausgabe eines Notschaltsignals eine Förderbandanlage zu stoppen. Durch Abgabe des Warnsignals können Nachjustierungen am Seil oder die Entfernung von Fremdkörpern wie beispielsweise Fallgut, das das Seil unter zusätzliche Spannung setzt durchgeführt werden, bevor ein Notschaltsignal ausgelöst und die Förderbandanlage angehalten wird. Dadurch wird eine höhere Förderrate und Wirtschaftlichkeit der Förderanlage erreicht. Alternativ kann von der Nutzung eines Steuermoduls abgesehen werden und mittels des Notschaltelements direkt ein Antrieb gestoppt oder die Förderbandanlage angehalten werden. Zusätzlich kann durch das Warnschaltelement direkt ein Warnsignal abgegeben werden.
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Vorteilhafterweise ist die Sicherheitseinrichtung mit einem Seilzugnotschalter in der Ausgestaltung nach den zuvor beschriebenen Merkmalen als Bestandteil der Sicherheitseinrichtung vorgesehen.
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Figurenliste
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 einen Seilzugnotschalter ohne Gehäusedeckel in perspektivischer Ansicht;
- 2 eine Draufsicht auf den geöffneten Seilzugnotschalter;
- 3 Seitenansichten auf den Abschnitt entlang der Schnittlinie A-A des Seilzugnotschalters gemäß 2 mit auf einer Walze angeordneter Notschaltkulisse und Warnschaltkulisse sowie einem Notschaltelement;
- 4 Seitenansichten auf den Abschnitt entlang der Schnittlinie B-B des Seilzugnotschalters gemäß 2 mit auf der Walze angeordneter Warnschaltkulisse und einem Warnschaltelement;
- 5 der Seilzugnotschalter in einer Mittelstellung, einer Notschaltstellung und einer Warnschaltstellung;
- 6 einen Abschnitt der Notschaltkulisse mit dem Notschaltelement in der Mittelstellung und der Notschaltstellung;
- 7 die Walze in Seitenansicht mit ineinander verschachtelter Notschaltkulisse und Warnschaltkulisse;
- 8 in schematischer Darstellung eine Förderbandanlage mit Sicherheitseinrichtung, umfassend den Seilzugnotschalter, ein Seil sowie ein Steuermodul.
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1 und 2 zeigen in perspektivischer Ansicht beziehungsweise Draufsicht einen Seilzugnotschalter 100 mit einer in einem Gehäuse 29 angeordneten Walze 30, auf der ein Warnschaltauslösemittel 10 in Ausgestaltung einer Warnschaltkulisse 11 sowie ein Notschaltauslösemittel 20 in Ausgestaltung einer Notschaltkulisse 21 verbaut sind. Ein Warnschaltelement 12 und ein Notschaltelement 22 sind mit der Warnschaltkulisse 11 beziehungsweise der Notschaltkulisse 21 wirkverbunden. Ein Koppelelement 31 zur Aufnahme eines Seils 32 ist direkt mit der Walze 30 verbunden. Die Walze 30 und das Koppelelement 31 sind um eine Rotationsachse 34 bewegbar. In dem Gehäuse 29 ist ferner ein Rastelement 35 mit einem daran gekoppelten Rückstellelement 36 verbaut.
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3 und 4 zeigen eine quergeschnittene Ansicht des Seilzugnotschalters 100 in einer Mittelstellung M. Dabei ist eine Rolle 37 eines Schaltarms 38 des Notschaltelements 22 mittig in der Notschaltkulisse 21 beziehungsweise der Warnschaltkulisse 11 angeordnet. Von der Mittelstellung M ausgehend ist die Schaltstrecke eine Distanz zwischen der Rolle 37 und dem Warnschaltpunkt 43 beziehungsweise eine Distanz zwischen der Rolle 37 und dem Notschaltpunkt 44. Ein Rasthaken 39 des Rastelements 35, welches mittels einer Federkraft einer Rastfeder 47 beaufschlagt ist, liegt unter Spannung auf einem Rastnocken 40 der Walze 30 an. Mit der Bewegung des Seils 32 entlang eines Bewegungsweges 41 rotieren Koppelelement 31 und Walze 30 um die Rotationsachse 34. Wie in 4 dargestellt, ist das Warnschaltelement 12 mit Rolle 37 und Schaltarm 38 mittig in der Warnschaltkulisse 11 angeordnet. Mit rotatorischer Bewegung mit oder entgegen dem Uhrzeigersinn ist die Rolle 37 mit Schaltarm 38 aus der Warnschaltkulisse 11 herausschwenkbar. Bei Erreichen einer Warnschaltstellung W (gemäß 5d) liegt die Rolle 37 an einem Warnschaltpunkt 43 und das Warnschaltelement 12 schaltet ein Warnsignal. Hierbei liegt der Rasthaken 39 weiterhin auf dem Rastnocken 40 auf, sodass kein Rasten erfolgt und die Walze 30 mit dem Koppelelement 31 ungehindert wieder in die Mittelstellung M zurückbeweglich ist. Somit ist es also möglich, eine Bewegung des Seils 32 zu erkennen, die auf eine Fehljustierung oder möglicherweise bevorstehende Notabschaltung hindeutet. Ohne dass der Betrieb eingestellt werden muss, können Maßnahmen ergriffen werden, um diese Notabschaltung zu vermeiden. Ein am Gehäuse 29 angeordneter Träger 45 hält die Enden der Feder 33. Die Walze 30 und das Koppelelement 31 sind um die Rotationsachse 34 bewegbar, wobei mittels einer Federkraft der Feder 33 die Walze 30 sowie das Koppelelement 31 in der Mittelstellung M gehalten werden. Bei einer Auslenkung des Koppelelements 31 und rotatorischen Bewegung der Walze 30 von der Mittelstellung M weg bewirkt die Feder 33 eine in Richtung der Mittelstellung M wirkende Rückstellkraft.
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5 zeigt in schematischer Darstellung den Seilzugnotschalter 100 sowie das Seil 32, das an zwei Enden mit einer Seilzugfeder 42 verbunden und damit unter Spannung gehalten ist. Gemäß 5a befindet sich das Koppelelement 31 in der Mittelstellung M. Dabei ist die Kraft der Zugfedern 42 auf das Koppelelement 31 in entgegengesetzter Richtung gleich groß. Eine Warnschaltstellung W gemäß 5d wird bei kurzer Auslenkung des Koppelelements 31 durch Bewegung des Seils 32 bewirkt. Ebenfalls dargestellt ist der Seilzugnotschalter 100 in einer Notschaltstellung N. In einem ersten Fall gemäß 5b ist hierbei das Seil 32 auf einer Seite gerissen. Durch den hierbei entstehenden einseitigen Zug der Seilzugfeder 42 wird das Koppelelement 31 in die Notschaltstellung N gezogen. In einem zweiten Fall mit durchgängig intaktem Seil 32 gemäß 5c ist die Notschaltstellung N durch Entlastung einerseits und/oder Belastung des Seils 32 andererseits des Seilzugnotschalters 100 bewirkt. Beispielsweise durch Fallgut von einem Förderband auf das Seil oder Temperaturschwankungen und damit einhergehender Ausdehnung oder Kontraktion des Seils 32.
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6a und 6b zeigen einen Abschnitt der Walze 30 in Blickrichtung entlang der Rotationsachse 34 mit der Notschaltkulisse 21 in der Mittelstellung M gemäß 6a, sowie in der Notschaltstellung N gemäß 6b. Dabei ist der Schaltarm 38 mit Rolle 37 aus der Notschaltkulisse 21 herausgeschwenkt und an dem Notschaltpunkt 44 auf der Walze 30 positioniert. Durch die Verschwenkung des Schaltarms 38 wird das hier nicht dargestellte Notschaltelement 22 geschaltet und ein Notschaltsignal abgegeben. In dieser Position ist der Rasthaken 39 vor oder hinter eine Nockenflanke 46 des Rastnockens 40 gesprungen und eingerastet, wodurch eine Rückbewegung in die Mittelstellung M verhindert ist. Der Rasthaken 39 liegt dabei unter Beaufschlagung der Federkraft durch die Rastfeder 47 auf der Walze 30 auf. Die hier beschriebene Notschaltstellung N wird durch eine Rotation mit oder entgegen dem Uhrzeigersinn erreicht. Ein Vorteil dieser Anordnung mit Notschaltkulisse 21 und Rastnocken 40 ist, dass auch bei einem weiterdrehen oder überdrehen der Walze 30 der Schaltarm 38 in seiner Position verbleibt und der Rasthaken 39 bei einem zurückdrehen die Walze 30 an der Nockenflanke 46 wieder einfängt. Somit entsteht kein Schaden an Bauteilen und das Notschaltsignal wird dauerhaft abgegeben.
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7 zeigt eine Walze 30 mit darin ineinander verschachtelt angeordneter Warnschaltkulisse 11 und Notschaltkulisse 21. Durch rotatorische Bewegung in oder entgegen dem Uhrzeigersinn wird der Schaltarm 38 mit der Rolle 37 aus der Warnschaltkulisse 11 in die Notschaltkulisse 21 geschwenkt, wodurch bei Erreichen des Warnschaltpunktes 43 das Warnsignal abgegeben wird. Bei weiterer rotatorischer Bewegung wird bei Erreichen des Notschaltpunktes 44 das Notschaltsignal abgegeben.
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In 8 dargestellt ist eine Sicherheitseinrichtung 110 einer Förderbandanlage 120, umfassend ein Förderband 121, Förderbandrollen 122, einen Förderbandantrieb 123. Die Sicherheitseinrichtung 110 umfasst den Seilzugnotschalter 100 mit daran angeschlossenem Seil 32 sowie ein Steuermodul 111, das zum Empfang des Warnsignals und Notschaltsignals über ein Signalkabel 112 mit dem Seilzugnotschalter 100 verbunden ist. Das Steuermodul 111 ist ferner mit dem Antrieb 123 sowie mit Signalmitteln 113 verbunden. Bei Empfang des Notschaltsignals bewirkt das Steuermodul 111 eine Abschaltung des Antriebs 123 sowie eine Abgabe des Notschaltsignals durch die Signalmittel 113. Bei Empfang eines Warnsignals wird durch das Steuermodul 111 eine Warnmeldung an eine hier nicht dargestellte Leitwarte abgegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Warnschaltauslösemittel
- 11
- Warnschaltkulisse
- 12
- Warnschaltelement
- 20
- Notschaltauslösemittel
- 21
- Notschaltkulisse
- 22
- Notschaltelement
- 29
- Gehäuse
- 30
- Walze
- 31
- Koppelelement
- 32
- Seil
- 33
- Feder
- 34
- Rotationsachse
- 35
- Rastelement
- 36
- Rückstellelement
- 37
- Rolle
- 38
- Schaltarm
- 39
- Rasthaken
- 40
- Rastnocken
- 41
- Bewegungsweg
- 42
- Seilzugfeder
- 43
- Warnschaltpunkt
- 44
- Notschaltpunkt
- 45
- Träger
- 46
- Nockenflanke
- 47
- Rastfeder
- M
- Mittelstellung
- N
- Notschaltstellung
- W
- Warnschaltstellung
- 100
- Seilzugnotschalter
- 110
- Sicherheitseinrichtung
- 111
- Steuermodul
- 112
- Signalkabel
- 113
- Signalmittel
- 120
- Förderbandanlage
- 121
- Förderband
- 122
- Förderbandrollen
- 123
- Förderbandantrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69619128 T2 [0005]
- DE 1159074 [0006]
- EP 2043117 A2 [0007]
- DE 2935420 C2 [0008]
