Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf-und Abwickeln von Seilen, insbesondere von umlaufenden Zugseilen, von seilgetriebenen Transportmitteln,vorzugsweise in untertätigen Grubenbetrieben.
Das Abwickeln und gegebenenfalls auch Aufwickeln von Seilen ist erforderlich, wenn seilgetriebene Transportmittel oder Transportanlagen bei ihrer Erstellung erstmals mit einem Seil, insbesondere dem umlaufenden Zugseil, versehen werden sollen und auch später in aufeinanderfolgenden Abständen, wenn dieses Seil wegen Verschleisses oder Erreichens seiner zulässigen Lebensdauer ausgewechselt wird. Da bei den genannten Transportanlagen das Seil in der Regel eine beträchtliche Länge aufweist, die beispielsweise wesentlich über 1000 m liegen kann, da das Seil durch zahlreiche Seilführungsvorrichtungen geführt werden muss und da auf dem Wege des Seiles oft beträchtliche Höhenunterschiede zu überwinden sind, ist sowohl das Auflegen des neuen Seiles als auch das Ablegen des alten Seiles mit erheblicher körperlicher Anstrengung verbunden. Dies ist selbst dann der Fall, wenn die Transportanlage einen Haspel enthält, mit dessen Hilfe das neue Seil, entweder an dem auszuwechselnden alten Seil oder an einem vorher in die Anlage einzubringenden Hilfsseil in die Anlage eingezogen wird. Es ergeben sich zunächst einmal Schwierigkeiten beim Abwickeln des neuen Seiles von der Seiltrommel, auf der es sich im AnHeferungszustand befindet. Hierzu muss die Seiltrommel mit einer Welle versehen und, so gut es unter den gegebenen und insbesondere räumlichen Bedingungen möglich ist, so aufgebockt werden, dass sie um diese Welle gedreht werden kann. Ausserdem muss beim Abwickeln des Seiles von der Seiltrommel diese gebremst werden, um eine Schlaffseilbildung zu verhindern. Das Abbremsen erfolgt durch behelfsmässige Bremsvorrichtungen, beispielsweise durch Holzbalken und kann durch unkontrollierte Flächenpressungen zu in untertätigen Grubenbetrieben unzulässig hohen Temperaturen führen, ja sogar zur Funkenbildung und Brandbildung. Sowohl beim Aufbocken der Seiltrommel als auch beim Abbremsen ist ein beträchtlicher Personalaufwand erforderlich.
Das Aufwickeln des Hilfsseiles bzw. des gebrauchten, abzulegenden Seiles erfolgt im allgemeinen derart, dass eine leere Seiltrommel aufgebockt und von Hand zum Aufwickeln des Seiles gedreht wird. Auch hierzu ist ein beträchtlicher Personalaufwand erforderlich. Das Drehen der Seiltrommel und damit das Aufwickeln des Seiles muss mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgen, dass auch auf dieser Seite eine Schlaffseilbildung mit Sicherheit verhindert wird, denn dies könnte erhebliche Störungen in den Seilführungen zur Folge haben. Deshalb ist es oft nicht möglich, das Aufwickeln mit derjenigen Geschwindigkeit durchzuführen, die der Mindestgeschwindigkeit des das Seil ziehenden Haspels entspricht. Dann muss auch im Bereich des Haspels das Seil von Hand durchgezogen werden und jede kraftgetriebene Hilfe entfällt. Ein Kraftantrieb der zum Aufwickeln des Seiles dienenden Seiltrommel ist nämlich in den seltensten Fällen möglich, entweder fehlen derartige Antriebsvorrichtungen oder sie können nicht an die erforderliche Stelle gebracht werden oder es fehlen dort die erforderlichen Kraftanschlüsse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die obenbeschriebenen Zwecke eine einfache Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln von Seilen zu schaffen, die kompakt aufgebaut und leicht, gegebenenfalls an oder auf den vorhandenen Schienen der Transportanlage, transportierbar ist, die in der überwiegenden Mehrzahl ihrer Anwendungsfälle einen Kraftanschluss nicht benötigt und die das Seil beim Abwickeln derart bremst und beim Aufwickeln derart unter Spannung hält, dass Schlaffseilbildungen vermieden werden und mit deren Hilfe das Durchziehen des Seiles durch die Transportanlage mit einer beträchtlichen zeitsparenden Geschwindigkeit erfolgen kann.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln von Seilen, insbesondere von umlaufenden Zugseilen, von seilgetriebenen Transportmitteln, vorzugsweise in untertägigen Grubenbetrieben, die gekennzeichnet ist durch zwei Aufnahmevorrichtungen für je eine Seiftrommel, wobei die drehfest mit den Seiltrommein verbindbaren Teile der Aufnahmevorrichtungen mit je einem, auch als Pumpe betreibbaren hydrostatischen Antrieb verbunden sind und wobei die Druckftüssigkettsanschtüsse des einen und des anderen Antriebes miteinander verbindbar sind.
Bei miteinander verbundenen Druckflüssigkeitsanschlüssen arbeitet der Antrieb derjenigen Seiltrommel, auf der das neue Seil aufliegt, als Pumpe, sobald an dem neuen Seil, entweder durch das alte Seil oder durch ein Hilfsseil, der in der Transportanlage. vorhandene Haspel einen Zug ausübt. Gegen diese Zugkraft wirkt die zur Betätigung der Pumpe erforderliche Kraft als Gegenkraft und sorgt auf diese Weise dafür, dass das vom Haspel gezogene und von der Seiltrommel ablaufende Seil unter einer Zugspannung steht, so dass Schlaffseilbildungen verhindert werden. Zugleich wird durch die Druckflüssigkeit, die von dem als Pumpe dienenden Antrieb der erstgenannten Trommel abgegeben wird, die zweite Seiltrommel, an die das Hilfsseil oder das alte Seil angeschlossen ist, angetrieben, so dass dieses Seil auf die zweite, zunächst leere Trommel aufgewickelt und zugleich unter Zugspannung gehalten wird, so dass auch in dem zwischen Haspel und zweiter Trommel befindlichen Seiltrum eine Schlaffseilbildung verhindert wird. Das Aufwickeln des Hilfsseiles oder gebrauchten Seiles erfolgt ohne weiteres Zutun. Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung sind beide Aufnahmevorrichtungen und Antriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine Vorrichtung, die kompakt und bequem transportierbar ist.
Weiterhin kann es zweckmässig sein, beide Aufnahmevorrichtungen achsparallel anzuordnen. Dies führt zu besonders geringen Abmessungen der Vorrichtung, was besonders in untertägigen Grubenbetrieben sehr erwünscht ist.
Weiterhin können die Aufnahmevorrichtungen als Kerne ausgebildet sein, in denen die Antriebe angeordnet sind. Diese Ausbildung führt zu einer, ebenfalls in untertätigen Grubenbetrieben, sehr erwünschten geringen Baubreite der Vorrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einer Aufnahmevorrichtung bzw. Seiltrommel ein Seilverleger zugeordnet. Dieser Seilverleger, auch Seilwickler genannt, sorgt dafür, dass das Aufwickeln des gebrauchten Seiles bzw. Hilfsseiles auf der aufwickelnden Seiltrommel Windung neben Windung und Lage über Lage erfolgt. Diese Seilanordnung ist so raumsparend wie möglich und entspricht derjenigen, die in der Regel auf der abwickelnden Trommel für das neue Seil vorhanden ist. Deshalb ist es bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich, dass die aufwikkelnde Trommel grössere Abmessungen hat als die abwickelnde Trommel.
Weiterhin kann es zweckmässig sein, dass mindestens einer Aufnahmevorrichtung bzw. Seiltrommel eine Seillängen-Messvorrichtung zugeordnet ist. Die Seillängen-Messvorrichtung ermöglichtes, rechtzeitig zu erkennen, wann der Abwickelvorgang beendet sein wird. Sie ermöglicht es auch, rechtzeitig zu erkennen, wann an bestimmten Stellen innerhalb des Seiles befindliche Seilverbindungsstücke, die einen grösseren Querschnitt aufweisen als das Seil, bestimmte in der Transportanlage vorhandene kritische Durchführungspunkte erreichen. Derartige Seilverbindungen können insbesondere zwischen dem alten und dem neuen Seil angeordnet sein. Schliesslich ermöglicht die Seillängen-Messvorrichtung die genaue Bestimmung der abzuwickelnden Seillänge dann, wenn nicht der gesamte Seilvorrat von der abwickelnden Trommel abgewickelt werden soll.
Besonders bei der häufig wiederkehrenden Verwendung der Vorrichtung an schienengebundenen Transportanlagen, wie diese insbesondere im untertägigen Grubenbetrieb vorhanden sind, kann es zweckmässig sein, dass die Vorrichtung an bzw. auf dem Transportmittel verfahrbar ist, also beispielsweise an eine Einschienenhängebahn angehängt werden oder auf eine Flurförderbahn aufgesetzt werden kann. Dies schliesst jedoch keineswegs aus, dass die Vorrichtung, beispielsweise zur Verwendung mit Skiliften, Sesselbahnen, Seilbahnen oder ähnlichen Transportmitteln auf einem Lastkraftwagen oder ähnlichen Landfahrzeug transportiert und sogar, ohne von diesem abgeladen zu werden, verwendet wird.
In weiterer Ausbildung der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in mindestens einer der die Druckflüssigkeitsanschlüsse beider Antriebe verbindenden Leitungen, ein Absperrventil angeordnet. Es können aber auch beide Leitungen durch ein Wegeventil geführt sein, das in einer Stellung beide Leitungen sperrt. In beiden Fällen arbeiten die beiden Antriebe nun nicht mehr in der obenbeschriebenen Weise derart, dass ein Antrieb als Pumpe wirkt und die von ihm geförderte Druckflüssigkeit zum Betrieb des anderen Antriebes verwendet wird. Hierdurch ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten.
Bei einer Ausführungsform ist am Pumpenauslass mindestens eines Antriebes ein Überdruckventil angeschlossen. Dies ist dann wünschenswert, wenn die diesem Antrieb zugeordnete Seiltrommel als abwickelnde Trommel dient, ohne dass ein Seil aufgewickelt werden müsste. Dann arbeitet der Antrieb dieser Trommel als Pumpe gegen das Überdruckventil und erhält eine Zugspannung in dem abgewickelten Seil aufrecht.
Weiterhin können die Druckflüssigkeitsanschlüsse mindestens eines Antriebes durch einen absperrbaren Nebenschluss verbunden sein. Bei Öffnen dieses Nebenschlusses lässt sich der betreffende Antrieb mit der darauf befindlichen Seiltrommel von Hand oder durch andere Kräfte mühelos verdrehen. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn von der abwickelnden Trommel eine kurze Seillänge von Hand abgezogen werden soll oder auf die aufwickelnde Trommel eine kurze Seillänge von Hand aufgewickelt werden soll.
Auch kann es zweckmässig sein, die Druckflüssigkeitsanschlüsse mindestens eines Antriebes über Ansaugventile mit einem gemeinsamen Druckflüssigkeitstank zu verbinden. Hierdurch wird bei allen Betriebszuständen ein Druckflüssigkeitsmangel in den Antrieben, insbesondere wenn sie als Pumpen arbeiten, vermieden.
Schliesslich kann es zweckmässig sein, dass mindestens ein Druckflüssigkeitsanschluss mindestens eines Antriebes mit einer Druckmittelquelleverbindbar ist. Bei dieser Ausbildung ist es möglich, die Vorrichtung auch dann zu betreiben, wenn in der Transportanlage ein Haspel nicht zur Verfügung steht. Bei der Druckmittelquelle kann es sich um eine kraftangetriebene Druckmittelpumpe handeln, dann ist allerdings ein stationärer Kraftanschluss erforderlich, oder auch nur, insbesondere Übertage, ein transportabler, eventuell vorhandener Verbrennungsmotor, es kann sich bei der Druckmittelquelle aber auch um einen hydropneumatischen Druckmittelspeicher handeln oder sogar um eine manuell betätigbare Druckmittelpumpe.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung sind die Antriebe so ausgelegt, dass ein als Pumpe wirkender Antrieb pro Umdrehung eine grössere Druckflüssigkeitsmenge abgibt, als von dem als Motor wirkenden Antrieb pro Umdrehung verbraucht wird. Hierdurch wird erreicht, dass die abwickelnde Trommel, wenn sich auf ihr zunächst nur ein kleiner Seilvorrat befindet, auch dann mit ausreichender Drehzahl angetrieben wird, wenn die Drehzahl der abwickelnden Trommel, wenn sich auf dieser ein grosser Seilvorrat befindet, noch klein ist. Die von dem als Motor wirkenden Antrieb nicht verbrauchte Druckflüssigkeit wird über das Überdruckventil in den Tank abgegeben. Es kann jedoch auch der als Pumpe wirkende Antrieb als Pumpe mit verstellbarer Fördermenge ausgebildet sein, wobei die Einstellung der Fördermenge in Abhängigkeit vom Fülldurchmesser einer oder beider Seittrommein erfolgt.
Im folgenden istanhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist
In Fig. 1 ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, das die Vorrichtung aufnimmt. Das Gehäuse 1 kann an eine Laufkatze einer Schienenbahn anhängbar und/oder auf ein Fahrzeug, besonders auf ein Schienenfahrzeug, aufsetzbar sein. Im Gehäuse 1 sind zwei hydrostatische Antriebe 2 und 3 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel handeltessich um Radialkolbenmotore, deren Wellen 4 und 5 fest mit dem Gehäuse 1 verbunden sind. Die Antriebe 2 und 3 können wahlweise sowohl als Pumpe wie auch als Motor verwendet werden. Die umlaufenden Teile der Antriebe 2 und 3, also je nach Verwendungsweise als Motor oder Pumpe ihre Ab-oder Antriebe, sind drehfest mit Kernen 6 und 7 verbunden. Auf den Kernen 6 und 7 sind lösbar oder fest Seiltrommein 8 und 9 angeordnet. Ausserdem sind im Gehäuse 1 Seilführungen 10 und 11 angeordnet, wobei zumindest eine Seilführung als Seilverleger oder Seilwickler ausgebildet ist. Bei einem Seilverleger oder Seilwickler handelt es sich um eine bekannte Vorrichtung, die meist eine Gewindespindel aufweist und die dazu dient, dass das Aufwickeln eines Seiles auf die zugehörige Seiltrommel Windung neben Windung und Lage über Lage erfolgt. Im Ausführungsbeispiel ist der Seilwickler der Seilführung 11 zugeordnet. Weiterhin ist im Gehäuse 1, im Bereich der Trommel 8, eine ebenfalls an sich bekannte Seillängenmessvorrichtung 12 angeordnet. Die Seile sind mit 13 und 14 bezeichnet. Die Druckmittelzu- und -abflussleitungen des Antriebes 2 sind mit 15 und 16, diejenigen des Antriebes 3 mit 17 und 18 bezeichnet. Sie führen zu einem Schaltkasten 19, der anhand von Fig. 2 näher beschrieben werden wird. Ausserdem befindet sich im Gehäuse 1 ein Druckflüssigkeitstank 20.
In Fig. 2 sind die Druckrnittelzu- und -abflussleitungen 15 und 16 des Antriebes 2 sowie die Druckmittelzu- und -abflussleitungen 17 und 18 des Antriebes 3 zu einem Wegeventil 21 geführt. Dieses Wegeventil 21 verbindet in der in der Zeichnung wiedergegebenen Durchgangsstellung die Leitung 16 mit der Leitung 17 und die Leitung 15 mit der Leitung 18. In der Sperrstellung sperrt das Wegeventil 21 diese sämtlichen Leitungen gegeneinander ab. Dem Antrieb 2 ist ein Wechselventil 22 parallel geschaltet, von dem eine Leitung 23 zu einem Überdruckventil 24 führt. Von diesem führt eine Leitung 25 zum Druckmitteltank 20. Beiden Antrieben 2 und 3 sind Nebenschlussleitungen 26 und 27 parallel geschaltet, in denen Absperrventile 28 und 29 angeordnet sind. Von jeder Leitung 15 bis 18 führt je eine Leitung 30 bis 33, in der je ein Ansaugventil 34 bis 37 angeordnet ist, in den Druckflüssigkeitsbehälter 20. Schliesslich besteht von den Leitungen 15 und 16 eine Verbindung zu einem externen Druckmittelanschluss 38 und von den Leitungen 17 und 18 eine solche zu einem externen Druckmittelanschluss 39. Die Anschlüsse 38,39 sind mit Kupplungsventilen versehen, die in der in der Zeichnung gezeigten Stellung geschlossen sind.
Im folgenden ist die Wirkungsweise der oben dargestellten Vorrichtung beschrieben.
Es wird zunächst davon ausgegangen, dass sich ein neues aufzulegendes Seil auf der Trommel 8 befindet, während die Trommel 9 zum Aufwickeln des alten abzulegenden Seiles oder eines Hilfsseiles dient. Beide Seile sind ausserhalb der Vorrichtung miteinander verbunden. Ausserdem ist ausserhalb der Vorrichtung ein Haspel vorhanden, der das neue Seil von der Trommel 8 abzieht. Hierbei dreht sich die Trommel 8 in der durch den Pfeil 40 dargestellten Richtung. Hierbei wirkt der zugehörige Antrieb 2 als Pumpe und fördert Druckflüssigkeit durch die Leitungen 15,18 zum Antrieb 3, der als Motor wirkt und die Trommel 9 in der durch den Pfeil 41 bezeichneten Richtung antreibt. Hierbei wird das alte Seil auf die Trommel 9 aufgewickelt. Vom Antrieb 3 fliesst die Druckflüssigkeit über die Leitungen 17, 16 zu dem als Pumpe wirkenden Antrieb 2 zurück.
Da zunächst die Trommel 8 einen grossen und die Trommel 9 nur einen kleinen oder keinen Seilvorrat enthält, ergeben sich verschiedene Umdrehungszahlen der Trommeln 8 und 9 pro Zeiteinheit, und zwar läuft zunächst die Trommel 8 langsamer um, als dies von der Trommel 9 gefordert wird. Deshalb sind die beiden Antriebe 2 und 3 so ausgelegt, dass der als Pumpe wirkende Antrieb 2 pro Umdrehung eine grössere Druckflüssigkeitsmenge abgibt, als von dem als Motor wirkenden Antrieb 3 pro Umdrehung verbraucht wird. Das erforderliche Mengenverhältnis lässt sich anhand der Verhältnisse der wirksamen Durchmesser der leeren bzw. mit Seil gefüllten Trommeln 2 und 3 berechnen, wobei dem rechnerischen Verhältnis ein Zuschlag hinzugerechnet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei Drehung der Trommel 8 durch das Abziehen eines Seiles die Trommel 9 stets mit derjenigen Geschwindigkeit angetrieben wird, die zum Aufwickeln des abgelegten Seiles oder Hilfsseiles erforderlich ist. Der von dem Antrieb 3 nicht aufgenommene Überschuss an Druckflüssigkeit wird über das Überdruckventil 24 in den Druckflüssigkeitstank 20 geleitet. Wenn auf diese Weise die Trommel 8 geleert und die Trommel 9 mit abgelegtem Seil gefüllt ist, werden beide Trommeln aus der Vorrichtung entfernt und durch eine mit neuem Seil gefüllte bzw. eine leere Trommel ersetzt.
Es können auch Anwendungsfälle vorkommen, in denen lediglich ein neues Seil von der Trommel 8 abgewickelt werden, aber kein Seil auf die Trommel 9 aufgewickelt werden soll. Für diese Arbeitsweise wird das Wegeventil 21 in die Sperrstellung gebracht und das neue Seil wird von der Trommel 8 abgezogen. Hierbei arbeitet wiederum der Antrieb 2 als Pumpe und entnimmt hierzu Druckflüssigkeit aus dem Tank 20 über das Ansaugventit 35 und die Leitung 31. Die geförderte Druckflüssigkeit wird über die Leitung 15, das Wegeventil 22 und das Überdruckventil 24 sowie die Leitung 25 in den Druckflüssigkeitstank 20 zurückgeführt. Bei dieser Arbeitsweise setzt die Trommel 8 dem abzuwickelnden Seil eine Rückzugkraft entgegen, durch die Schlaffseilbildungen im abgewickelten Seil verhindert werden. Es ist aber auch möglich, die Trommel 8 wie auch die Trommel 9 zu drehen, ohne dass die zugehörigen Antriebe 2 und 3 der Drehbewegung einen Widerstand entgegensetzen. Dies ist dann der Fall, wenn die Ventile 28 bzw. 29 in den Nebenschlussleitungen 26 bzw. 27 geöffnet werden.
Wenn es nicht vorgezogen wird, nach dem Gebrauch der Vorrichtung die Trommeln zu ersetzen, so kann die Vorrichtung auch dazu verwendet werden, ein auf einer anderen Seiltrommel befindliches Seil auf die Trommel 8 oder 9 aufzuwickeln. Zu diesem Zweck wird bei geschlossenem Wegeventil 21 eine äussere Druckmittelquelle an den externen Druckmittelanschluss 38 angeschlossen, und zwar so, dass die Trommel 8 durch den dann als Motor wirkenden Antrieb 2 in der dem Pfeil 40 entgegengesetzten Richtung angetrieben wird. In entsprechender Weise kann mit der Trommel 9 verfahren werden. Dadurch ist es auch dann möglich, ein auf der Trommel 8 befindliches Neuseil mittels eines mit dem Neuseil verbundenen gebrauchten oder Hilfsseiles in die Transportanlage einzuziehen und gleichzeitig das alte Seil auf die Trommel 9 aufzuwickeln. Hierbei wird allerdings die äussere Druckmittelquelle an den externen Druckmittelanschluss 39 so angeschlossen, dass die Trommel 9 sich in Richtung des Pfeiles 41 bewegt.
Wenn von der Trommel 9 Seil abgezogen werden soll, wird bei geschlossenem Wegeventil 21 das Sperrventil 29 in der Nebenschlussleitung 27 mehr oder weniger weit geöffnet, was zur Folge hat, dass der Antrieb 3 dem abgezogenen Seil eine Gegenkraft entgegensetzt. Falls diese Arbeitsweise oft oder über längere Zeiträume durchgeführt werden soll, kann es empfehlenswert sein, auch dem Antrieb 3 eine aus Wechselventil und Überdruckventil bestehende Anordnung zuzuordnen, wie sie beim Antrieb 2 beschrieben worden ist.
Bei den meisten der obenbeschriebenen Anwendungsfälle tritt eine Erwärmung der Druckflüssigkeit auf. Durch einen ausreichend grossen Druckflüssigkeitsvorrat ist jedoch dafür Sorge getragen, dass die Erwärmung weit unterhalb kritischer Grenzen bleibt, zumal die Vorrichtung im praktischen Einsatz nicht über lange Zeiträume ununterbrochen verwendet wird, vielmehr ist die Vorrichtung bei einer angenommenen Seillänge von 2500 m und einer angenommenen praxisnahen Seilgeschwindigkeit von 1,5 m pro Sekunde für einen Wickelvorgang weniger als 30 Minuten in Betrieb.