DE9102783U1 - Kraftmeßeinrichtung - Google Patents

Description

Beschreibung:

Johannes Niederholz, Eschweg 30, W-4132 Kamp-Lintfort Kraftmeßeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßeinrichtung als überlastschutz für Einschienenhängebahnen im Untertagebergbau, die in der Kraftübertragungslinie zwischen einem Antriebsmittel und an der Einschienenhängebahn geführten Teilen, insbesondere Transporteinheiten eines Versorgungszuges, Kabel- und Leitungsbündel, Panzer, Bühnen oder dergleichen, einbaubar ist und einen Dynamometer für die Erfassung der auf die Kraftmeßeinrichtung wirkenden Kraft hat.

Im Untertagebergbau werden Versorgungszüge, Kabel- und Leitungsbündel, Panzer, Bühnen etc. gewöhnlich an Einschienenhängebahnen geführt. Vorzugsweise bestehen sie im allgemeinen aus einer Mehrzahl von Transporteinheiten und einer Zugeinrichtung als Antriebsmittel. Die Transporteinheiten sind als Transportrahmen ausgebildet, die über Laufkatzen an einer Schiene aufgehängt und miteinander sowie mit der Zugeinrichtung gekuppelt sind. In den Transportrahmen können Betriebsmittel, beispielsweise Kompaktstationen, Steuergeräte, Aggregate, Transformatoren oder dergleichen aufgenommen. Sie können auch Schalt- und Steuerstände, Kabelspeicher, Werkzeugeschränke, Wasserbehälter oder dergleichen enthalten.

In dem System der Einschienenhängebahn dürfen bestimmte Kräfte nicht überschritten werden. Sie betragen derzeit in Schienenrichtung 60 kN und in vertikaler Richtung punktförmig 28 kN. Ein Überschreiten dieser höchstzulässigen Kräfte steht dann in Gefahr, wenn der Versorgungszug an einer Stelle beispielsweise durch über die Schiene gelegte Ketten blockiert

Als Schutz vor solchen Überlastungen ist es im Stand der Technik bekannt, in der Kraftübertragungslinie zwischen dem Antriebsmittel, beispielsweise der Zugeinrichtung des Versorgungszuges, und dessen übrigen Teilen eine Kraftmeßeinrichtung einzubauen, die mit einem Dynamometer in Form einer Federkraftwaage ausgestattet ist. Dieser Dynamometer weist eine Kraftanzeigeeinrichtung auf, von der sich die jeweils auf den Dynamometer wirkenden Zugkräfte ablesen lassen. Auf diese Weise ist eine Bedienungsperson immer in der Lage, die in der Kraftübertragungslinie wirkenden Zugkräfte wahrzunehmen und das Antriebsmittel bei einer überlastung abzuschalten. Allerdings wird eine überlastung nur dann vermieden, wenn die zuständige Bedienungsperson die Kraftanzeigeeinrichtung ständig im Auge behält, wovon jedoch nicht ausgegangen werden kann.

Daneben ist es bekannt, in die Kraftübertragungslinie solcher Versorgungszüge auch Einrichtungen einzubauen, die mit einem Scherbolzen versehen sind, welcher bei überschreiten einer Auslegungskraft abgeschert wird. Hierdurch wird eine Grenzwertschalteinrichtung betätigt, die eine akustische oder optische Signaleinrichtung ansteuert und/oder sogar das Antriebsmittel automatisch abschaltet. Diese Einrichtung hat den Vorzug, daß sie von der Aufmerksamkeit der Bedienungsperson unabhängig ist. Es können jedoch keine langsamen Veränderungen des Kraftbedarfes, beispielsweise durch Veränderungen in der Einschienenhängebahn, erfaßt und beobachtet werden, da eine wahrnehmbare Reaktion dieser Einrichtung erst durch Bruch des Scherbolzens erzeugt wird.

Allen bekannten Einrichtungen zum überlastschutz für Versorgungszüge ist gemeinsam, daß sie nur Zugkräfte anzeigen bzw. auf diese reagieren. Je nach Anordnung des Antriebsmittels und des Ortes der Blockierung können in der

Kraftübertragungslinie des Versorgungszuges auch Druckkräfte auftreten, die die höchstzulässigen Kräfte überschreiten und deshalb vermieden werden müssen. Solche Druckkräfte können insbesondere dann auftreten und sehr hohe Werte erreichen, wenn der Versorgungszug von einer Kraftquelle angetrieben wird, der auch als Antriebsmittel für den Streckenpanzer bzw. den Strebpanzer dient. Hierzu ist der Strecken- bzw. Strebpanzer mit dem Versorgungszug über ein Kraftübertragungsglied, beispielsweise eine Zugstange, verbunden. Die Antriebsmittel für solche Panzer sind in der Lage, Kräfte bis zu 1000 kN zu erzeugen, die dann in das System der Einschienenhängebahn eingeleitet werden, wenn der Versorgungszug an irgendeiner Stelle blockiert wird. Dies muß unabhängig davon vermieden werden, ob dabei Druck- oder Zugkräfte entstehen. Hierzu sind die bekannten Einrichtungen nicht in der Lage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftmeßeinrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß ein überschreiten der höchstzulässigen Kräfte bei Versorgungszügen an Einschienenhängebahnen unabhängig davon, ob Druck- oder Zugkräfte wirken, und mit hoher Zuverlässigkeit vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dynamometer bei Zug- und bei Druckbelastung beaufschlagt ist und dabei die jeweils auf ihn wirkende Kraft erfaßt und daß eine elektrische Grenzwertschalteinrichtung zur Ansteuerung einer Signaleinrichtung und/oder zum Abschalten des Antriebsmittels bei Überschreitung eines Kraftgrenzwertes sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung vorgesehen ist.

Grundlage der Erfindung ist also eine Kraftmeßeinrichtung mit einem Dynamometer, wobei dieser Dynamometer sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung beaufschlagt wird, also in beiden Belastungsfällen die jeweils wirkende Kraft erfaßt. Dieser Dynamometer ist erfindungsgmeäß mit einer elektrischen

Grenzwertschalteinrichtung gekoppelt, die bei überschreiten eines Kraftgrenzwertes unabhängig davon, ob eine Zug- oder eine Druckbelastung wirkt, für eine akustische oder optische Signalgabe sorgt und/oder sogar das Antriebsmittel automatisch abschaltet. Mit dieser Kraftmeßeinrichtung ist es unerheblich, an welcher Stelle des Versorgungszuges oder anderer, an der Einschienenhängebahn geführter Teile eine Blockierung stattfindet und ob diese Einrichtungen durch ein eigenes Antriebsmittel in Form einer Zugeinrichtung oder durch ein Antriebsmittel für einen Streckenpanzer bzw. Strebpanzer bewegt wird.

Vorzugsweise sollte der Dynamometer in an sich bekannter Weise mit einer Kraftanzeigeeinrichtung verbunden sein, damit auch allmähliche Änderungen der im Versorgungszug wirkenden Kräfte feststellbar sind. Es können dann frühzeitig am System der Einschienenhängebahn Korrekturen oder Reparaturen vorgenommen werden, die dem entgegenwirken.

Die Beaufschlagbarkeit des Dynamometers bei Zug- und bei Druckbelastung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß die Kraftmeßeinrichtung zwei in Richtung der Kraftübertragungslinie beweglich zueinander geführte Kraftübertragungsglieder aufweist, die den Dynamometer jeweils beidseitig mittels Anschlägen derart umfassen, daß er sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung druckbeaufschlagt ist. Dies hat den Vorteil, daß Dynamometer eingesetzt werden können, die nur auf eine Belastungsart reagieren, wie beispielsweise hydraulische Druckmeßdosen, und daß als Grenzwertschalteinrichtung ein einziger Grenzwertschalter ausreicht. Für die Bedienungsperson ist es nämlich zunächst unerheblich, ob die angezeigte oder die die Signaleinrichtung auslösende und/oder das Antriebsmittel abschaltende Kraft eine Zug- oder eine Druckkraft ist, denn entscheidend ist allein die Größe der entstandenen Kraft.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das eine Kraftübertragungsglied zwei Anschlußpunkte zur Verbindung von Teilen des Versorgungszuges hat und daß das andere Kraftübertragungsglied einen weiteren Anschlußpunkt für die Verbindung mit einem Antriebsmittel außerhalb des Versorgungszuges hat. Diese Ausbildung eignet sich insbesondere für den Fall, daß die an der Einschienenhängebahn geführten Teile von dem Antriebsmittel für den Streckenpanzer bzw. Strebpanzer bewegt wird. In diesem Fall wird das eine Kraftübertragungsglied als Kupplungsglied - bei Versorgungszügen zwischen zwei Transporteinheiten - eingesetzt, während das andere Kraftübertragungsglied mit dem Antriebsmittel verbunden wird. Dies kann beispielsweise durch ein Zugglied in Form einer Zugstange erfolgen, wobei selbstverständlich auch die Möglichkeit besteht, die Kraftmeßeinrichtung zwischen zwei Teilen der Zugstange oder einem Ende der Zugstange einzubauen.

Vorzugsweise sollte das Zugglied mit einer Längenverstelleinrichtung versehen sein. Diese ermöglicht bei einer Verspannung des Zuggliedes nach Überschreiten der zulässigen Kräfte eine Entlastung durch Verlängerung des Zuggliedes mit Hilfe der Längenverstelleinrichtung, ohne daß hierfür beispielsweise das Antriebsmittel zurückbewegt werden muß. Als Längenverstelleinrichtung kommt insbesondere eine Gewindeverstelleinrichtung in Frage.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abstand von Anschlägen wenigstens eines Kraftübertragungsgliedes derart einstellbar ist, daß der Dynamometer bei Entlastung der Kraftmeßeinrichtung unter einer Restdruckvorspannung steht, die von außen erkennbar angezeigt wird, beispielsweise durch eine Kraftanzeigeeinrichtung. Dies hat den Vorteil, daß ein Defekt des Dynamometers sofort sichtbar wird, wenn die Anzeige hierfür bei Entlastung der Kraftmeßeinrichtung keine Restdruckvorspannung mehr anzeigt.

Dies ist aus Sicherheitsgründen wichtig, damit gewährleistet ist, daß der Dynamometer ordnungsgemäß arbeitet.

Für die konstruktive Ausbildung der Kraftmeßeinrichtung kommen verschiedene Ausführungsformen in Frage. Bewährt hat sich eine Ausführungsform, bei der das eine Kraftübertragungsglied als den Dynamometer umgebendes Gehäuse und das andere Kraftübertragungsglied als das Gehäuse durchsetzende, in diesem geführte Stange ausgebildet ist. Diese Ausbildung erlaubt auch einen Schrägangriff der vom Antriebsmittel kommenden Kräfte.

Die Anschläge auf der Stange können in einfacher Weise als auf diese aufgeschraubte Muttern ausgebildet sein. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Stange den Dynamometer im wesentlichen zentrisch durchsetzt. Druckmeßdosen, die eine solche zentrische Durchsetzung zulassen, sind im Stand der Technik bekannt.

Für das Gehäuse hat sich eine Ausführung als zweckmäßig erwiesen, bei der das Gehäuse eine Kammer für die Anordnung des Dynamometers aufweist, deren den Dynamometer einfassende Wandungen die Anschläge bilden, wobei die Wandungen von der Stange durchsetzt werden. Zur Vereinfachung der Montage und zur Einjustierung ist es vorteilhaft, daß wenigstens eine der Wandungen in das Gehäuse herausnehmbar und axial verstellbar eingesetzt ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:

Figur (1) eine schematische Seitenansicht eines

Kraftübertragungsgliedes bei einer Einschienenhängebahn und

Figur (2) einen Längsschnitt durch eine

Kraftmeßeinrichtung des

Kraftübertragungsgliedes gemäß Figur (1).

In Figur (1) ist ein Teil eines Einschienenhängebahnsystems dargestellt. Dieses System weist eine im Querschnitt Doppel-T-förmige Schiene (1) auf, die im oberen Teil einer Strecke bzw. eines Strebes angeordnet ist. Auf dieser Schiene (1) sind zwei Laufkatzen (2, 3) zu sehen, an denen - was hier der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist Trageinrichtungen in Form von Tragrahmen aufgehängt sind, die zu einem Versorgungszug gehören.

Die beiden Laufkatzen (2, 3) sind - was durch strichpunktierte Linien angedeutet ist - mittels eines Kraftübertragungsgliedes (4) gekuppelt. Das Kraftübertragungsglied besteht im wesentlichen aus einer Kraftmeßeinrichtung (5) und einer Zugstange (6). Die Kraftmeßeinrichtung (5) ist über Gelenkteile (7, 8) mit den beiden Laufkatzen (2, 3) verbunden. Die Zugstange (6) ist mit einer Gabel (9) an der Kraftmeßeinrichtung (5) angelenkt. Am gegenüberliegenden Ende ist die Zugstange (6) mit einem Streckenpanzer (10) gekoppelt, der durch ein Rechteck symbolisiert wird.

Die Zugstange (6) weist eine Längenverstelleinrichtung (11) auf, die von einer Mutter gebildet wird, die gegenläufige Gewinde hat und in die von beiden Seiten je ein Teil der Zugstange (6) eingeschraubt ist. Durch Verdrehen der Mutter unter Zuhilfenahme der Betätigungsstangen kann die Länge der Zugstange (6) verändert werden.

An der Kraftmeßeinrichtung (5) befindet sich eine Anzeigeeinrichtung (12), die mit einer Skala versehen ist, von der sich die jeweils auf die Kraftmeßeinrichtung (5) wirkende Kraft ablesen läßt. Die Anzeigeeinrichtung (12) ist mit einem hier nicht näher dargestellten, elektrischen Grenzwertschalter versehen, der bei überschreiten eines bestimmten Kraftwertes

eine Signaleinrichtung derart ansteuert, daß ein akustisches oder optisches Warnsignal erzeugt wird. Gleichzeitig wird das Antriebsmittel für den Streckenpanzer (10) abgeschaltet, wodurch automatisch eine weitere Steigerung der Kräfte im Kraftübertragungsglied (4) vermieden werden.

Aus Figur (2) ist der innere Aufbau der Kraftmeßeinrichtung (5) zu erkennen. Sie weist ein zylindrisches Gehäuse (6) auf, an dessen Außenseite im Querschnitt T-förmige Vorsprünge (14, 15) gegenüberliegend angeordnet sind. An diesen Vorsprüngen wird die Gabel (9) der Zugstange (6) angelenkt.

Das Gehäuse (13) wird zentrisch von einer Gewindestange (16) durchsetzt, auf deren Enden jeweils eine Lasche (17, 18) mit öse (19, 20) aufgeschraubt ist. Die Laschen (17, 18) setzen sich nach innen in angeschweißte Führungszylinder (21, 22) fort, die jeweils an ihren innenseitigen Enden offen ausgebildet sind. Der in dieser Ansicht rechte Führungszylinder (22) läuft auf der Innenseite des Gehäuses (13), während der linke Führungszylinder (21) in einem zylindrischen Einsatz (23) geführt ist, der in das Gehäuse (13) über ein Gewinde (24) eingeschraubt ist. An seinem äußeren Ende schließt er bündig mit dem Gehäuse (13) ab, während sein inneres Ende eingezogen ist und so eine mit einer zentrischen öffnung (25) versehene Trennwand (26) bildet. Im Abstand zu dieser Trennwand (26) befindet sich eine in das Gehäuse (13) eingeschweißte, weitere Trennwand (27), die ebenfalls mit einer zentrischen öffnung (28) versehen ist.

In dem Zwischenraum zwischen den beiden Trennwänden (26, 27) befindet sich lose eine hydraulische Druckmeßdose (29), die von der Gewindestange (16) durchsetzt wird und komprimierbar ist. Beidseits an der Druckmeßdose (29) liegen zwei Hülsen (30, 31) an, die die öffnungen (25, 28) in den Trennwänden (26, 27) durchsetzen und die Gewindestange (16) umgeben. Sie liegen mit ihren jeweils äußeren Enden an Anschlagmuttern (32, 33) an, die

auf die Gewindestange (16) aufgeschraubt und deren Abstand so justiert ist, daß die Hülsen (30, 31) die Druckmeßdose (29) auch ohne Krafteinwirkung leicht zusammendrücken. Im übrigen wird die Druckmeßdose (29) in diesem Zustand im wesentlichen ortsfest zwischen den Trennwänden (26, 27) gehalten, was durch entsprechendes Einschrauben des Einsatzes (23) eingestellt werden kann.

Die Kraftmeßeinrichtung (5) arbeitet wie folgt.

Der in Figur (1) symbolisierte Streckenpanzer (10) hat ein Antriebsmittel, das ihn in dieser Ansicht nach links bewegt, über die Zugstange (6) wird dabei eine Kraft auf das Gehäuse (13) der Kraftmeßeinrichtung (5) übertragen. Über die rechte Trennwand (27) wird die Kraft auf die Druckmeßdose (29) übertragen. Diese gibt die Kraft über die Hülse (30) und die Anschlagmutter (32) auf die Gewindestange (16) weiter, über die Laschen (17, 18) erfolgt dann die Kraftübertragung auf die beiden Laufkatzen (2, 3), wobei die linke Laufkatze gedrückt und die rechte gezogen werden.

Je nach Größe der Kraft wird die Druckmeßdose (29) mehr oder weniger komprimiert. Die hierdurch verdrängte Flüssigkeit wird dazu benutzt, um in eine Bewegung der Anzeigenadel in der Anzeigeeinrichtung (12) umgewandelt zu werden. Auf diese Weise kann die jeweils wirkende Kraft an der Anzeigeeinrichtung (12) abgelesen werden. Die Anzeigeeinrichtung (12) hat zudem einen Grenzwertkontakt, der bei überschreiten eines eingestellten Grenzwertes eine Schaltfunktion auslöst. Diese Schaltfunktion wird für eine akustische oder optische Signalgabe und/oder für ein Abschalten des Antriebsmittels des Streckenpanzers (10) benutzt.

Sofern keine Verbindung zum Streckenpanzer (10) besteht, sondern die Bewegung des Versorgungszuges über eine an der Schiene (1) aufgehängte und mit dem Tragrahmen gekoppelte

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Lokomotive erfolgt, wird die Kraftmeßeinrichtung (5) so zwischen den beiden Laufkatzen (2, 3) eingehängt, daß zwar die rechtsseitige Verbindung zwischen Gewindestange (16) und Gelenkteil (8) erhalten bleibt, jedoch die linksseitige Verbindung zwischen Gewindestange (16) und Gelenkteil (7) gelöst und dieses mit dem dann freien Ende der Gabel (9), nachdem sie in die horizontale Lage hochgeschwenkt worden ist, gekuppelt wird. Auf diese Weise werden die Druck- oder Zugkräfte, die von der Lokomotive in der Kraftübertragungslinie des Versorgungszuges eingeleitet werden, erfaßt. Ansonsten stimmt die Funktion mit der vorbeschriebenen Anordnung überein.

Claims (14)

Ansprüche; Johannes Niederholz, Eschweg 30, W-4132 Kamp-Lintfort Kraftmeßeinrichtung

1. Kraftmeßeinrichtung als überlastschutz für Einschienenhängebahnen im Untertagebergbau, die in der Kraftübertragungslinie zwischen einem Antriebsmittel und an der Einschienenhängebahn geführten Teilen, insbesondere Transporteinheiten eines Versorgungszuges, Kabel- und Leitungsbündel, Panzer, Bühnen oder dergleichen, einbaubar ist und einen Dynamometer für die Erfassung der auf die Kraftmeßeinrichtung wirkenden Kraft hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamometer (29) bei Zug- und bei Druckbelastung beaufschlagt ist und dabei die jeweils auf ihn wirkende Kraft erfaßt und daß eine elektrische Grenzwertschalteinrichtung zur Ansteuerung einer Signaleinrichtung und/oder zum Abschalten des Antriebsmittels bei überschreiten eines Kraftgrenzwertes sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung vorgesehen ist.

2. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (1),

dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamometer (29) mit einer Kraftanzeigeeinrichtung (12) verbunden ist.

3. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (1) oder (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (5) zwei in Richtung der Kraftübertragungslinie beweglich zueinander geführte Kraftübertragungsglieder (13, 16) aufweist, die den Dynamometer (29) jeweils beidseitig mittels Anschlägen (26, 27; 28, 30, 32, 33) derart umfassen, daß er sowohl bei Zug- als auch bei Druckbelastung druckbeaufschlagt ist.

4. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (3),

dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamometer als insbesondere hydraulische Druckmeßdose (29) ausgebildet ist.

5. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (3) oder (4),

dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kraftübertragungsglied (16) zwei Anschlußpunkte (19, 20) zur Verbindung von Teilen des Versorgungszuges hat und daß das andere Kraftübertragungsglied (13) einen weiteren Anschlußpunkt (14, 15) für die Verbindung mit einem Antriebsmittel (10) außerhalb des Versorgungszuges hat.

6. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (5),

dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des anderen Kraftübertragungsgliedes (13) mit dem Antriebsmittel (10) ein Zugglied (6) vorgesehen ist, daß mit einer Längenverstelleinrichtung (11) versehen ist.

7. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (6),

dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied als Zugstange (6) ausgebildet ist.

8. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (7),

dadurch gekennzeichnet, daß die Längenverstelleinrichtung als Gewindeverstelleinrichtung ausgebildet ist.

9. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche (3) bis (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von Anschlägen (28, 30, 32, 33) wenigstens eines Kraftübertragungsgliedes (16) derart einstellbar ist, daß der Dynamometer (29) bei Entlastung der Kraftmeßeinrichtung (5) unter einer Restdruckvorspannung steht, die von außen erkennbar angezeigt ist.

10. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche (3) bis (9),

dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kraftübertragungsglied als den Dynamometer (29) umgebendes Gehäuse (13) und das andere Kraftübertragungsglied als das Gehäuse (13) durchsetzende, in diesem geführte Stange (16) ausgebildet ist.

11. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (10),

dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge auf der Stange (16) als auf diese aufgeschraubte Muttern (32, 33) ausgebildet sind.

12. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (10) oder (11),

dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (16) den Dynamometer (29) im wesentlichen zentrisch durchsetzt.

13. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche (10) bis (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) eine Kammer für die Anordnung des Dynamometers (29) aufweist, deren den Dynamometer (29) einfassende Wandungen (26, 27) die Anschläge bilden.

14. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch (13),

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wandungen in das Gehäuse (13) herausnehmbar und axial verstellbar eingesetzt ist.