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Förderantrieb mit einem Lufthaspel Die Erfindung betrifft einen Förderantrieb
mit einem Lufthaspel, der insbesondere für den Betrieb im unterirdischen Bergbau
bestimmt ist.
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Zweck der Erfindung ist, eine neue Form eines derartigen Haspels zu
schaffen, die es ermöglicht, derartige Haspel, vor allem solche größerer Leistung,
d. h. z. B. Haspel für Förderung von zwei oder vier und auch mehr übereinanderliegenden
Förderwagen, so auszubilden, daß hohe Luftexpansion anwendbar wird.
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Bisher arbeiteten derartige Haspel im allgemeinen praktisch mit Vollfüllung.
Luftexpansion glaubte man vor allem bei diesen Maschinen deshalb nicht anwenden
zu können, weil dies bei gleichgehaltenem Zylinderdurchmesser und Hublänge der Arbeitskolben
infolge des geringeren mittleren Kolbendruckes eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses
zwischen der Kurbelwelle und dem Seilträger bedingt. Da in diesem Falle die Antriebsmaschine
mit höheren Drehzahlen arbeiten muß, sind dann auch die Schwungmassen entsprechend
quadratisch zu reduzieren. Weil aber wegen der kleinen Füllung der Zylinder die
Tangentialkurbeldruckkräfte dann ungleichmäßiger verlaufen, darf die Gesä.mtschwungmasse
nicht nur dein höheren Übersetzungsverhältnis entsprechend nicht verkleinert werden,
sondern sie muß im Gegenteil erhöht werden.
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Hierfür kommt aber die Anordnung eines entsprechend schweren Schwungrades
nicht in Frage, weil im 4 unterirdischen Haspelbetriebe bisweilen bei voller Drehzahl
plötzlich in die entgegengesetzte Drehrichtung umgesteuert werden muß. In anderen
Fällen ist es erforderlich, die Bremse plötzlich mit ihrer vollen Wirkung aufzulegen.
In beiden Fällen ergeben sich derart hohe Verzögerungen, daß die im entsprechend
schweren Schwungrad aufgespeicherte Wucht das Schwungrad von seinem Träger abwürgen
würde.
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Zur Dämpfung der Stöße und um die Wirkung plötzlicher Beanspruchungswechsel
gering zu halten, hat man bereits vorgeschlagen, die Schwungräder zweiteilig auszubilden.
Dabei sollte der eine Teil mit der Antriebswelle fest verbunden sein, während der
andere Teil mit dem ersten Teil durch eine Rutschkupplung verbunden sein sollte.
Hierdurch sollte erreicht werden, daß zwar bei geringen Geschwindigkeitsänderungen
beide Teile ihre Stellung zueinander nicht ändern, bei stoßartigen Verzögerungen
oder Beschleunigungen jedoch der zweite Teil der Schwungmasse zurückbleiben kann,
so daß die Stöße gedämpft werden.
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Von dieser bekannten Unterteilung - der Schwungmasse macht die vorliegende
Erfindung ebenfalls Gebrauch. Während aber die bekannten Rutschkupplungen als reine
Reibungskupplungen ausgebildet waren, geht die Erfindung dahin, die Kupplung so
auszubilden, daß die in der Schwungmasse aufgespeicherte Wucht in Formänderungsarbeit,
und zwar insbesondere in Zerspanungsarbeit umgewandelt wird. Zu diesem Zweck ist
gemäß der Erfindung die Kupplung derart gestaltet,
daß sich die
bewegliche Schwungmasse an einen an dem festen Teil der Schwungmasse angeordneten
Messerkörper.
| anlegt, der zwischen den beiden Teilen d |
| Schwungmasse einen Schneidwiderstand erze |
| Vorzugsweise ist erfindungsgemäß ce-, |
| Messerkörper in mehrere Stücke 'unterteilt; |
die in Ausnehmungen eines einen, Teil mit der festen Schwungmasse bildenden Ringflansches
unmittelbar gehalten sind. -Zum Abführen der bei jeder Relativbewegung zwischen
der festen und der beweglichen Schwungmasse von dem Messerkörper erzeugten Späne
werden zweckmäßig entweder am Ringflansch oder auch an der beweglichen Schwungmasse
besondere Ausnehmungen voigesehen.
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Durch die Ausbildung der Rutschkupplung als Formänderungsarheit erzeugende
Kupplung statt als -Reibungskupplung ergeben sich für den Erfindung sgegenstand.
wesentliche Vorteile. Zunächst ist bei einer Reibungskupplung die Wärmeentwicklung
wesentlich größer als bei Erzeugung von Formänderungsarbeit, wie es die Erfindung
vorsieht. Aus diesem Grunde stellt sie im Hinblick auf die Verwendung der Lufthaspel
im unterirdischen Gruhenbetrieb eine Erhöhung- der Schlag wettersicherheit dar.
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Abgesehen von diesem Vorteil bietet die neue Ausbildung den weiteren
Vorteil der im Vergleich zu den bekannten Ausführungen erhöhten Betriebssicherheit.
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Die bei den bekannten Ausführungsformen benutzten Reibungsscheiben
vermögen nur dann ordnungsgemäß zu wirken; wenn ihre Außenseiten eine bestimmte
Rauhigkeit aufweisen. Weil aber bei jedem Ansprechen der Rutschkupplung die bewegliche
Schwungmasse relativ zur festen Schwungmasse gleitet, muß sich mit der Zeit eine
geglättete bzw. polierte Fläche an den aufeinandergleitenden Teilen ergeben, die
die Reibungskraft herabsetzt und damit das ordnungsgemäße Arbeiten überhaupt in
Frage stellt. Beim. Gegenstand der Erfindung ist dies nicht möglich. Infolge Verwendung
von spanabhebenden Messerkörpern ist eine unbedingte Gewähr dafür geboten, daß ein
widerstandsloses Gleiten der beweglichen Schwungmasse gegenüber der festen niemals
eintreten kann.
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Die Erfindung bedeutet ferner noch einen Fortschritt im Hinblick auf
eine im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen längere Arbeitsfähigkeit. Hohe
Reibungskräfte lassen sich bei den benutzten Werkstofferz für die Reibungsscheiben
eigentümlichen Reibungsbeiwerten in erster Linie nur durch hohe Anpreßdrücke erzielen.
Ist aber .infolge der durch-die Reibung ausgeübten abschleifenden Wirkung -ein Verschleiß
der Reibungsscheiben eingetreten, so sinkt mit dem Nachlassen der Spannung der Anpreßfeder
auch die Reibungskraft in entsprechendem Maße. Dies ist
| ;weiterer Grund für das rasche Nachlassen |
| @-4ordnungsgemäßen Arbeit von auf Rei- |
| gsanwendung berahenden Rutschkupplun- |
| n. Beim Gegenstand der Erfindung ist ein |
Nachlassen der Wirksamkeit der Rutschkupplung aus diesem Grunde nicht möglich. Hier
hängt der Verdrehungswiderstand der beweglichen Schwungmasse gegenüber der festen
von dem auftretenden Schneidwiderstand ab. Letzterer entspricht nicht der Anpressungskraft
des Messers, sondern nur der Schneidenform und -einstellung.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist auf der
Zeichnung dargestellt.
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Fig. i zeigt die Kurbelscheibe des Lufthaspels nach der Erfindung
in Ansicht.
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Fig. 2 zeigt im Grundriß einen Teil der Kurbelscheibe in Ansicht auf
deren Mantelfläche.
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Fig.3 ist eine Ansicht auf die Mantelfläche der Kurbelscheibe im Aufriß.
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Die den Gegenstand der Erfindung ausmachende Vorrichtung besteht in
der Art der Ausführung der Schwungmasse, die in der Zeichnung für den Fall ihrer
Verbindung mit der Kurbelscheibe dargestellt ist. Die erfindungsgemäß ausgebildete
Schwungmasse kann auch mit anderen Teilen des Triebwerkes verbunden werden.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die auf der Kurbelwelle
sitzende Kurbelscheibe mit i und der Sitz des Kurbelzapfens mit 2 bezeichnet. Die
Kurbelscheibe i trägt an ihrem Umfange einen Ringflansch 3, der an verschiedenen
Stellen Ausnehmungen aufweist, die zur Aufnahme von Messerkörpern 4 bestimmt sind.
Die Zahl und Anordnung der Ausnehmungen und damit auch der Messerkörper ist beliebig.
Beim Ausführungsbeispiel sind gemäß Fig. i drei Messerkörper 4 vorgesehen, die in
Winkeln von 120° zueinanderliegen. Zweckmäßig werden die Messerkörper 4 so verteilt,
daß sie durch gleiche Bogenlängen voneinander getrennt sind. Die Messerkörper haben
vorzugsweise prismatische Form und tragen im wesentlichen radial gerichtete Zähne
bzw. messerartige Schneiden, die auf ihren beiden Außenseiten angeordnet sind. Die
Schneiden stehen beiderseits des Ringflansches um ein geringes Maß vor, wie aus
Fig.2ersichtlich ist. Die Messerkörper werden in den Aussparungen des Ringflansches
3 mit Preßsitz gehalten, können aber auch in anderer Weise in den Ausnehmungen befestigt
sein.
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Um die Mantelfläche der Kurbelscheibe i ist ein aus zwei Hälften 5
und 6 bestehender
Schwungkörper gelegt, der sich bei stoßartigen
Verzögerungen gegenüber der Kurbelscheibe i bewegen kann, bei den -normalen Tangentialkurbeldruckschwankungen
aber von den Zähnen der Messerkörper 4 mitgenommen wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Schwungmasse als ein aus zwei kreisringförmigen Hälften bestehender Ring
ausgebildet. Indessen kann die bewegliche Schwungmasse auch anders gestaltet sein.
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Zur Verbindung der Schwungmasse 5, 6 mit der Kurbelscheibe i sind
sowohl in dem Ring 5 als auch in dem Ring 6 Ausnehmungen 7 bzw. 8 vorgesehen, die
zur Aufnahme einer Spannschraube 9 dienen, die mittels einer Mutter io angezogen
werden, wobei sich ein an der Schraube 9 angeordneter Kopf i i gegen eine Feder
12 legt, so daß die beiden Ringe 5, 6 in axialer Richtung federnd aufeinander und
damit an die Zähne der Messer-. körper 4 gepreßt werden.
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Die Zahl der gleichmäßig über den Umfang verteilten Schrauben g ist
beliebig.
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Zur Abführung der Späne können nicht dargestellte Ausnehmungen entweder
am Ringflansch oder am Messerkörper vorgesehen sein.
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Da beim Arbeiten der beweglichen Schwungmasse jedesmal andere Stellen
der Schwungmasse 5, 6 vor die Zähne der Messerkörper 4 gelangen und die Werkstoffabnahme
an den Ringen 5, 6 des Schwungkörpers durch Nachspannen der Schrauben 9 ausgeglichen
werden kann, ist eine lange Gebrauchsdauer gewährleistet. , Die Ausbildung der Schwungmasse
gemäß der Erfindung kann auch bei anderen ' Maschinen Anwendung finden, bei denen
sich während des Betriebes stoßartige Verzögerungen nicht vermeiden lassen.
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Im übrigen ist der Lufthaspel entsprechend dem in- der Einleitung
angegebenen Endzweck der Erfindung im Gegensatz zu den erwähnten bekannten Lufthaspeln,
die .mit Vollfüllung arbeiten, mit einer Kolbenschlebersteuerung o. dgl. ausgerüstet,
die eine verhältnismäßig kleine Füllung, .etwa 5o %, 'und eine entspreche4de Expansion
gestattet. Ferner ist, ebenfalls -.in Übereinstimmung mit den Darlegungen "'iti
der Einleitung, der Lufthaspel für höhere Geschwindigkeiten als gewöhnlich, also
mit einem höheren übersetzungsverhältnis, ausgeführt. Diese Einzelanordnungen sind
nicht dargestellt, weil sie an sich bei Druckluftmotoren bekannt sind.