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Verfahren und Vorrichtung zur Kupplung.
Man hat geglaubt, durchlaufende Antriebsmotoren mit einer aus dem Stillstand oder aus langsamerem
Lauf über eine Reibungskupplung zu beschleunigenden Vorrichtung so bauen zu müssen, dass sie bei der Kupplung einen möglichst niedrigen Drehzahlabfall haben, und man hat die Antriebe zu diesem Zweck sogar mit Schwungrädern ausgerüstet. In einzelnen Fällen hat man dann erkannt, dass diese Bauart falsch ist, und man hat zum Antrieb über eine Reibungskupplung zu beschleunigender Vorrichtungen die Verwendung von Motoren vorgeschlagen, die bei der Kupplung mit der stillstehenden oder langsamer laufenden Vorrichtung einen grossen Drehzahlabfall erleiden. Der Zweck dieser Massnahme ist der, die
Kupplung, also z. B. die Teile einer gewöhnlichen Reibungskupplung oder z. B. einen Riemen, der auf der Riemenscheibe gleitet, zu schonen.
Wird nämlich ein durchlaufender Antrieb über eine Reibungskupplung beliebiger Art, also z. B. auch durch Verschiebung eines Riemens von einer Leerscheibe auf eine Antriebsscheibe, mit einer zu beschleunigenden angetriebenen Vorrichtung gekuppelt, so muss die Kupplung unter allen Umständen zunächst gleiten, u. zw. so lange, bis die angetriebene Vorrichtung unter Berücksichtigung der eingeschalteten Übersetzungen die Motorgeschwindigkeit angenommen hat. Läuft nun der Motor ohne Drehzahlabfall durch, so findet dieses Gleiten so lange statt, bis die angetriebene Vorrichtung auf eine der vollen Motordrehzahl entsprechende Geschwindigkeit gekommen ist. Während der ganzen Zeit wird der Motor durch die Kupplung gebremst, so dass diese während dieser ganzen Zeit abgenutzt wird und Wärme erzeugt, die sie, insbesondere z.
B. den Riemen bei Riemenantrieb, auf die Dauer schwer schädigt.
Wählt man jedoch einen Motor, dessen Drehzahl bei der Kupplung z. B. um 25% abfällt, so kommen die Geschwindigkeit des Motors und die der angetriebenen Vorrichtung viel früher in Übereinstimmung.
Die Gleitzeit wird also verkürzt, mindestens aber wird das Gleiten, d. h. die Voreilung des einen Kupplungsteiles gegen den andern erheblich geringer ; damit vermindert sich aber auch die Abnutzung und die Wärmeentwicklung entsprechend.
Nun haben aber Motoren, die unter der Belastung einer zu beschleunigenden Vorrichtung in ihrer Drehzahl stark abfallen, die unangenehme Eigenschaft, dass sie unter dieser Belastung, wenn die Kupplung gefasst hat, d. h. nicht mehr oder nur noch wenig gleitet, nur langsam wieder die volle Drehzahl annehmen, so dass die angetriebene Vorrichtung nicht mit der gewünschten Schnelligkeit beschleunigt wird. Dadurch entsteht dann immer noch ein Erzeugungsausfall oder jedenfalls Zeitverlust.
Die Fig. 1 zeigt bei der Geschwindigkeit 1 und dem Zeitverlauf 2 die Beschleunigungskurve 5 einer angetriebenen Vorrichtung durch einen mit der Drehzahl 4 durchlaufenden Antrieb. Die schraffierte Fläche 3 ist dabei der Schlupf der Kupplung. In der Fig. 2 ist 6 die Geschwindigkeit eines stark in der Drehzahl abfallenden Antriebsmotors.
Aus dieser Kurve ist zu ersehen, dass der Schlupf bedeutend geringer wird.
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triebenen Vorrichtung über eine Reibungskupplung so gekuppelt werden, dass der Antrieb beim Einsetzen der Kupplung ausser der durch die Belastung durch die zu beschleunigende Vorrichtung eintretenden Geschwindigkeitsverminderung so lange durch besondere Mittel verzögert wird, bis er etwa auf dieselbe Geschwindigkeit gesunken ist, die er der angetriebenen Vorrichtung bis dahin
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über die Kupplung erteilt hat, und dass er dann wieder beschleunigt wird. Die Verzögerung kann z.
B. dadurch bewirkt werden, dass dem Antrieb die Antriebskraft während der Verzögerungs-- zeit entzogen wird, da die ihm während dieser Zeit zufliessende Energiemenge doch im wesentlichen in der Kupplung in Wärme umgesetzt wird oder Zerstörungsarbeit in der Kupplung leistet.
Man kann aber auch noch weiter gehen und den Antrieb während der Verzögerungszeit bremsen, sei es durch mechanische Bremsung, sei es durch eine zusätzliche Belastung, indem man ihn irgendeine Arbeit leisten lässt, sei es endlich z. B. bei Elektromotoren durch elektrische Bremsverfahren wie Gegenstrombremsung, Übererregung bei Gleichstrommotoren, Polumschaltung bei Drehstrommotoren oder vorübergehende Umschaltung solcher Motoren auf ein Netz mit niedrigerer PerioJonzahl. Man könnte glauben, es sei falsch, den Antriebsmotor in dem Augenblick zu bremsen, wo man eine Vorrichtung durch ihn beschleunigen will und es sei richtiger, ihn durchlaufen zu lassen, d. h. seine lebendige Kraft auszunutzen und ihm während der Beschleunigungszeit Kraft zuzuführen.
Man übersieht aber dabei, dass die Bremsung doch stattfindet, nämlich in der Kupplung. Wenn man also einen Antriebsmotor während der Beschleunigungszeit so lange bremst, wie er schneller läuft als die angetriebene Vorrichtung, so nimmt man lediglich die Bremsung aus der Kupplung zum Teil heraus und verlegt diesen Teil in eine Bremsvorrichtung. Es kommt noch hinzu, dass der anzutreibende Kupplungsteil durchaus nicht besser mitgenommen wird, je grösser der Geschwindigkeitsunterschied zwischen beiden Kupplungsteilen ist. Häufig ist das Gegenteil der Fall. Die stärkste Mitnahme tritt jedenfalls dann ein, wenn die beiden
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gebracht werden. Man wird dieses Mittel z.
B. dann wählen, wenn man die Verzögerungsmittel schon früh vor dem Einsetzen der Kupplung zur Wirkung bringen will, d. h. wenn man erzielen will, dass die Geschwindigkeit des Antriebes schon beim Einsetzen der Kupplung erheblich gesunken ist, so dass sie z. B. gerade noch dazu ausreicht, die ruhende Reibung der angetriebenen Vorrichtung zu überwinden, während dann ihre Beschleunigung durch den neuen Anlauf des Motors erzielt wird.
Die Verzögerlmgsmittel können dann in Abhängigkeit vom Weg oder von der Zeit selbsttätig ausser Tätigkeit gesetztwerden, die erfahrungsgemäss bis zu dem Punkt gebraucht werden, wo die Geschwin- digkeit des Antriebes und der angetriebenen Vorrichtung etwa gleich sind. Dabei muss berücksichtigt werden, dass der Motor wieder beschleunigt werden muss, um sich der Beschleunigungskurve der angetriebenen Vorrichtung sanft anzuschmiegen. Die Verzögerungsmittel können aber auch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Antriebes oder der angetriebenen Vorrichtung oder beider Vorrichtungen selbsttätig ausser Tätigkeit gesetzt werden, in Abhängigkeit von beiden Vorrichtungen z.
B. in der Weise, dass die Geschwindigkeit beider Vorrichtungen vers-lichen wird und dass die Verzögerungsmittel in dem Augenblick ausser Tätigkeit gesetzt werden, wo sich beide Vorrichtungen in ihrer Geschwindigkeit einander in genügendem Masse angenähert haben. Die die Verzögerungsmittel ausser Tätigkeit setzenden Mittel können dazu benutzt werden, die Antriebskraft wieder zur Wirkung zu bringen, so dass dann der Antriebsmotor und mit ihm die angetriebene Vorrichtung wieder beschleunigt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorzug, dass die Geschwindigkeit der angetriebenen Vorrichtung ausserordentlich schnell unter möglichster Schonung der Reibungskupplung gesteigert werden kann, wie dies die Fig. 3 zeigt. Dabei kann auch noch eine beträchtliche Energieersparnis erzielt werden, namentlich z. B. dann, wenn zur Bremsung ein Verfahren gewählt wird, das wie z. B. bei den bekannten elektrischen Bremsverfahren, Energie zurüekliefert, statt diese Energie in der Kupplung in nutzlose und schädliche Wärme umgesetzt wird und Zerstönmgsarbeit leistet.
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