Titel: Der gegenwärtige Stand des Fördermaschinenbaus mit besonderer Berücksichtigung des elektrischen Antriebes.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1909, Band 324 (S. 241–243)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj324/ar324075

Der gegenwärtige Stand des Fördermaschinenbaus mit besonderer Berücksichtigung des elektrischen Antriebes.

Von Ingenieur K. Drews.

(Fortsetzung von S. 228 d. Bd.)

In Fällen, wie sie auf Zeche Mathias Stinnes vorliegen, wo eine Anzahl von Fördermaschinen sich in ihren Belastungsschwankungen einigermaßen ausgleichen, ist der unmittelbare Antrieb durch Drehstrommotoren wohl in Erwägung zu ziehen. Der reine Drehstromantrieb hat, die Fördermaschine für sich betrachtet, den Vorzug größerer Einfachheit und vor allem geringerer Anschaffungskosten, denn es fällt ja der teure Schwungrad-Umformer mit Zubehör fort. Diese Verbilligung der Anlage kommt indes nur dann zur Geltung, wenn das Kraftwerk schon an und für sich so groß ist, daß es die doch immer vorhandenen Belastungsschwankungen ohne Nachteile für andere Energieverbraucher aufnehmen kann. Sonst könnten sehr leicht die Ersparnisse bei den Fördermaschinen durch die größeren Kraftmaschinen, Kessel u. dgl. aufgezehrt werden.

Die in gewissen Fällen mögliche Verbilligung der Anlage muß indes durch Aufgabe einer Reihe von Vorteilen sowohl betriebstechnischer wie wirtschaftlicher Natur, die den Gleichstrommaschinen mit Leonard-Schaltung eignen sind, erkauft werden.

Bei diesen entspricht einem bestimmten Ausschlage des Steuerhebels auch eine bestimmte Fördergeschwindigkeit, gleichgültig, ob Lasten gehoben oder eingehängt (gesenkt) werden. Die größte Fördergeschwindigkeit ist unabhängig von der Belastung der Förderkörbe durch die Grenzlagen des Steuerhebels festgelegt; der Führer kann die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf keinen Fall überschreiten. Daraus folgt natürlich eine außerordentlich einfache und sichere Steuerung der Fördermaschine, die an die Geschicklichkeit des Führers die denkbar geringsten Anforderungen stellt. Durch den auf S. 225 beschriebenen Sicherheitsapparat am Teufenzeiger kann ferner einmal eine bestimmte Beschleunigung beim Anfahren nicht überschritten werden, dann wird auch die Verzögerung rechtzeitig selbsttätig eingeleitet und so durchgeführt, daß der Förderkorb an der Hängebank zum Stillstand kommt.

Bei Antrieb durch Drehstrommotoren hängt die Fördergeschwindigkeit jedoch durchaus nicht allein von dem jeweiligen Hebelausschlag, sondern auch von der Belastung des Förderkorbes ab. Da ein Drehstrommotor bei negativer Belastung, also seitens der Last von außen angetrieben, nicht bremsend wirkt, sondern vielmehr seine Umlaufzahl erhöht, so muß er beim Einhängen von Lasten, bei der Revisionsfahrt usw. künstlich durch Anziehen der mechanischen Manövrierbremse belastet werden. Die Festlegung einer größten Beschleunigung und die selbsttätige Verzögerung gegen Ende der Fahrt ist hier nicht mit so überaus einfachen Mitteln durchführbar wie bei Gleichstrom, da beide ja sehr wesentlich von der Größe und dem Vorzeichen der Last abhängen. Die Drehstrom-Fördermaschine stellt also an die Geschicklichkeit, Aufmerksamkeit und Geistesgegenwart des Führers sehr hohe Ansprüche.

Da das Anlassen und die Geschwindigkeitsregulierung durch Widerstandsänderung im Rotorstromkreise bewirkt wird, so gehen hierbei sowie bei den kurzen Hubbewegungen zum Zwecke des Einhebens des Förderkorbes in die Hängebank große Energiemengen verloren. Eine Energierückgabe aus Netz in der Verzögerungsperiode ist nicht möglich; eine Geschwindigkeitsverminderung auf elektrischem Wege kann nur durch erneutes Einschalten von Widerstand oder durch Gegenstrom bewirkt werden, wobei ebenfalls Energie verloren geht. Eine Drehstromfördermaschine arbeitet mithin unwirtschaftlicher als eine Gleichstromfördermaschine mit Leonardschaltung; der Stromverbrauch hängt dort in hohem Maße von der Geschicklichkeit des Führers ab.

Was nun die Belastungsschwankungen betrifft, so müssen diese von der Zentrale aufgenommen werden. Eine Drehstromfördermaschine kann also nur angeschlossen werden, wenn die sonstigen angeschlossenen Energieverbraucher einen gewissen Abfall der Umlaufzahl der Generatoren dulden. Die Belastungsschwankungen können wohl ebenso wie bei Gleichstromfördermaschinen ferngehalten werden, und zwar durch eine Akkumulatorenbatterie. Aber dies erfordert natürlich einen Drehstrom-Gleichstromumformer, wodurch die Anschaffungskosten und Raumbeanspruchung wieder erheblichwachsen. Auch die direkte Kupplung eines Drehstrommotors mit der Trommelwelle ist gemeinhin schwieriger durchzuführen als bei einem Gleichstrommotor. Wenn bei Gleichstrommotoren normale Umlaufzahlen von 40-501. d. Min. ohne weiteres zu erreichen sind, so ist dies bei Drehstrommotoren bei der in Deutschland üblichen Periodenzahl 50 praktisch nicht möglich. Es muß mithin bei direkter Kupplung die Periodenzahl der Generatoren auf 25 herabgesetzt werden, was wieder mit Unzuträglichkeiten für die sonstigen angeschlossenen Betriebe verknüpft ist; oder man verzichtet auf die direkte Kupplung und fügt zwischen Motor- und Trommelwelle ein Zahnradvorgelege ein, was wiederum die Betriebssicherheit namentlich bei Seilfahrt beeinträchtigt. Trotz dieser nicht wegzuleugnenden Mängel sind dennoch eine ganze Anzahl Drehstromfördermaschinen im Betrieb, |242| manche davon sind erst im vergangenen Jahr gebaut worden. Die A.E.G. in Berlin hat allein von 1900 bis 1908 29 Drehstromfördermaschinen geliefert. Eine der größten von der A.E.G. gebauten Fördermaschinen für unmittelbaren Antrieb durch einen Drehstrommotor befindet sich auf Schacht I der Zeche Preußen II der Harpener Bergbau-Aktien-Gesellschaft in Dortmund. Die dortige Zentrale liefert Drehstrom von 2000 Volt und 25 Perioden.

Die Hauptdaten der Fördermaschine sind folgende:

Teufe 700 m, vorläufig 560 m
Nutzlast 2200 kg in 4 Wagen
Höchstgeschwindigkeit 16 m/Sek. Lastfahrt
5 m/Sek. Seilfahrt
Stündliche Fördermenge 100 t
System Koepescheibe, 6 m
Textabbildung Bd. 324, S. 242

Oberseil: 45 mm , Bruchlast 105 t; 1 m Seil wiegt 6,7 kg;

Unterseil: Flachseil 100 mm breit, 15 mm dick; Bruchlast 66 t; 1 m Seil wiegt 6 kg.

Gewicht der toten Lasten: 1 Förderschale (2 Etagen) 4400 kg, I Wagen 350 kg

Größte Belastung des Seiles: 12300 kg

Motor: Drehstrommotor 2000 Volt; 56 Pole; 53,57 theoretische Umdrehungen i.d. Min.; Normalleistung 650 PS; Höchstleistung beim Anfahren 1380 PS; unmittelbar gekuppelt.

Sämtliche Steuerapparate sind unter Flur aufgestellt und nur zugänglich, wenn der Strom ausgeschaltet ist. Fig. 33 zeigt ferner das Schaltungsschema. Durch drei isolierte Kabel wird der von der Zentrale kommende hochgespannte Strom in das feststehende Gehäuse des Fördermotors eingeführt. In diese Zuleitung sind eingebaut ein Notausschalter und ein Umschalter. Zum Anlassen und zur Geschwindigkeitsregulierung der Fördermaschine dient ein Flüssigkeitswiderstand. Die Widerstandsänderung geschieht hier indes nicht wie bei dem Schlupfregler Fig. 17 (S. 194) des Ilgner-Umformers durch Eintauchen und Herausheben der Elektrodenbleche, sondern diese behalten ihre feste Lage und die Flüssigkeit steigt und fällt in dem Behälter.

Nach Fig. 33 besteht das Gehäuse des Anlassers aus zwei durch eine Wand getrennte Teile; in dem oberen befinden sich die Elektrodenbleche, von deren Klemmen je ein isoliertes Kabel an die Bürsten der Schleifringe des Rotors geführt ist. In der Scheidewand befinden sich Regulierklappen, die bei Stillstand des Fördermotors geöffnet sind, so daß die Flüssigkeit, hier Sodalösung, zwischen beiden Räumen stetig zirkuliert. Diese Zirkulation wird durch eine Kreiselpumpe bewirkt, die von einem kleinen Drehstrommotor angetrieben wird. Wie das Schema zeigt, wird für diesen Motor, sowie für den Ausklinkmagneten der Sicherheitsbremse die Spannung von 2000 auf 190 Volt umgeformt.

Der Umschalter, ein Oelumschalter, wird nicht direkt, sondern durch einen Hilfsstrom unter Verwendung eines kleinen Kontrollers betätigt. Dieser wird zusammen mit den Regulierklappen im Anlasser durch den Steuerhebel bewegt, dessen ganzer Ausschlag etwa 30° nach jeder Seite beträgt. Bei einem Ausschlage von 4° wird mittels des erwähnten Kontrollers der Oelumschalter eingeschaltet, wodurch der Stator des Fördermotors Strom erhält. Die Regulierklappen werden bei diesem Hebelausschlage noch nicht beeinflußt, der Motor kann sich daher nur langsam in Bewegung setzen. Erst bei weiterem Hebelausschlage wird Widerstand abgeschaltet und die Geschwindigkeit wächst. Beim Zurückführen des Hebels wird der Stromkreis des Motors |243| wieder an der Stelle unterbrochen, an der das Einschalten erfolgt ist.

Da die kürzeste Zeit für das Ansteigen der Flüssigkeit im Elektrodenbehälter durch die Pumpenleistung bei geschlossenen Regulierklappen bestimmt ist, so ist die größte mögliche Beschleunigung festgelegt, der Führer kann sie nicht willkürlich steigern. Das stetige, nicht wie bei Metall widerständen stufenweise Abschalten von Widerstand beim Steigen der Flüssigkeit bewirkt ein gleichmäßiges, stoßloses Anfahren. Damit beim Schließen des Umschalters der Ankerstromkreis auch geschlossen ist, da der Motor sonst nicht anläuft, müssen die Elektroden selbst bei geöffneten Regulierklappen noch bis zu einer gewissen Tiefe eintauchen. Die Bremsvorrichtungen gleichen den oben beschriebenen der Gleichstromfördermaschinen. Ebenso wie dort sind hier eine Manövrierbremse für den gewöhnlichen Gebrauch und eine Sicherheitsbremse für Gefahrfälle vorhanden. Das Gestänge beider wirkt nach Fig. 33 auf vier Bremsbacken ein, die sich gegen die Bremskränze der Koepescheibe legen.

Bei der betriebsmäßigen Betätigung wird die Bremse durch einen vertikalen Druckluftzylinder angezogen, dessen Kolben vom Führer mittels des Bremshebels gesteuert wird. Das Umsteuern des Druckluftkolbens, d.h. die Betätigung der Bremse kann auch selbsttätig geschehen, und zwar beim Uebertreiben des Korbes über die Hängebank durch den Teufenzeiger, bei einer zufälligen Stromunterbrechung durch den in Fig. 33 unten sichtbaren Ausklink-Magneten, der für gewöhnlich ein Gewicht in der Schwebe hält. Tritt eine Stromunterbrechung ein, so läßt der Magnet das Gewicht fallen, das nun mittels eines Gestänges den Druckluftzylinder im Sinne des Anziehens der Bremse betätigt. In beiden Fällen wird, wie aus der Figur ersichtlich, zugleich der Notausschalter geöffnet. Sollte der Druckluftzylinder versagen, so tritt das Fallgewicht in Wirksamkeit, das mittels eines Fußtrittes vom Führer ausgelöst werden kann. Mit dem Anziehen der Bremse wird auch hier der Motor durch Oeffnen des Notausschalters stromlos.

(Fortsetzung folgt.)

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