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Vorrichtung zum Anlassen und elektrischen Bremsen von Bahnmotoren, Kranmotoren u. dgl.
Bei vielen elektromotorischen Antrieben wird neben der häufig vorhandenen elektrischen Bremse re- gelmässig auch eine mechanische Bremse, insbesondere als Haltebremse, vorgesehen. So z. B. ist es bei Kranen üblich, gleichzeitig mit dem Hubmotor einen elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Bremslüfter einzuschalten, der die mechanische Haltebremse anhebt und dadurch die Hubbewegung durch den Hubmotor freigibt. Bei Abschaltung des Hubmotors wird auch der Bremslüfter spannungslos, fällt unter der Einwirkung eines Bremsgewichtes oder einer Bremsfeder ab und bringt dadurch die mechanische Bremse zur Wirkung.
Auch bei elektrischen Triebfahrzeugen wird neben einer elektrischen Bremsung in der Form der Ne- benschluss-und Kurzschlussbremsung, die auf einem festen oder veränderlichen Ankerwiderstand arbeitet, oder der Nutzbremsung eine mechanische Bremse angewandt. Diese mechanische Bremse dient hier als Bremse für die unteren Geschwindigkeitsbereiche und als Haltebremse, ist aber ausserdem so ausgelegt, dass sie allein bei etwaigem Ausfall der elektrischen Bremse das Fahrzeug aus voller Geschwindigkeit zum Stehen bringen kann. Aus Sicherheitsgründen wird daher oft für diese mechanische Bremse ein anderes Betätigungsmittel, z. B. Druckluft, verwendet.
Es ist schon eine Schaltmaschine mit einer Mehrzahl von Starkstromkontakten vorgeschlagen, die zur Herstellung verschiedener Schaltungen, beispielsweise beim Anlassen und elektrischen Bremsen von Bahnmotoren, Kranmotoren u. dgl. dient. Grundsätzlich ist diese Schaltmaschine ausgebildet als eine hydraulisch betätigte elektrische Mehrfachschalteinrichtung mit einer Mehrzahl von Starkstromkontakten zur Herstellung der verschiedenen Schaltungen. Zur Betätigung jedes einzelnen Starkstromkreises dient ein besonderer hydraulischer Kolben, dessen Zylinderblock mit einer Steuereinrichtung und einem Steuerelektromagneten eine gleichbleibende Baueinheit bildet. Solche Baueinheiten werden in entsprechender Zahl und Anordnung zusammengefügt, so dass die gewünschten Schaltungen, beispielsweise die Reihenparallelschaltung oder der Übergang von Fahren zu Bremsen damit durchführbar sind.
Der hydraulische Druck wird durch eine allen Baueinheiten gemeinsame, dauernd laufende Pumpe erzeugt. Als Druckmitteldient zweckmässigerweise Öl mit einem einstellbaren Druck von 10 bis 35 atü je nach Grösse der Kontaktkraft bei gleichbleibendem Bauelement.
Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Vorrichtung zum Anlassen und elektrischen Bremsen von Bahnmotoren, Kranmotoren u. dgl. mit elektrohydraulisch betätigten Schützen einheitlicher Bauform, die in entsprechender Zahl und Anordnung zu einer kompletten Schalteinrichtung für die vorkommenden Anlassund Bremsvorgänge vereinigt sind. Erfindungsgemäss ist zusätzlich eine mechanische, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Bremse vorgesehen. Die oben erwähnte Schaltmaschine bietet nämlich eine sehr einfache Möglichkeit, eine solche hydraulisch oder pneumatisch betätigte Bremse anzubringen. Im einfachsten Fall wird in die Zylinderbohrung des einheitlichen Bauelementes ein Druckschlauch öldicht eingeschraubt, dessen anderes Ende an einem üblichen Bremszylinder endet, wie er z. B. bei der Autobremse üblich ist.
Wird beispielsweise eine Backenbremse vorgesehen, so werden deren Bremsbeläge durchden Kolben dieses Bremszylinders gespreizt und damit gegen die Innenseite der Bremstrommel gedrückt, wenn durch Erregung des Steuerelektromagneten die hydraulische Steuereinrichtung, z. B. ein durch den Magnetanker betätigter Steuerschieber, das Druckmittel in den Bremszylinder an der Bremse geleitet wird.
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Bei Wegfall des Druckes durch Entleeren des Druckschlauches bei Entregung des Stsuerelektromagneten, werden die Bremsbeläge durch eine Feder wieder zusammengezogen. Statt der Backenbremse kann jede andere Art von Bremsen, wie Scheiben-und Bandbremsen, in geeigneter Form verwendet werden.
In Fig. l ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Schaltmaschine aus einem Elektromotor 1, der Zahnradölpumpe 2 in dem Gehäuse 3, ferner aus beliebig vielen Starkstromkontakten 4 besteht. In dem Gehäuse 3 sind die einzelnen, zur Betätigung der Starkstromkontakte dienenden, oben erwähnten nicht gezeichneten Baueinheiten aneinandergereiht eingebaut. Die nur angedeuteten Starkstromkontakte 4 selbst befinden sich ausserhalb des Gehäuses 3 und sind meist mit Funkenkammern versehen. Zu der mit der Schaltmaschine vereinigten Bremseinrichtung gehören ein Bremsdruckschlauch 5, ein üblicher Bremszylinder 6 mit zwei Kolben und die beiden Bremsbacken 7, die durch eine Lüftfeder 8 belüftet werden.
Wird im Verlauf der Betätigung eines nicht dargestellten Antriebsmotors durch die Schaltmaschine eine Bremsung vorgenommen, d. h. die zur Betätigung der Steuerelektromagnete dienende Steuerwalze in die Bremsstellung gedreht, so wird der Druckmitteleinlass zu dem Bremsschlauch freigegeben. Das Druckmittel spreizt die beiden Kolben in dem Bremszylinder 6 und drückt dadurch die Bremsbacken 7 gegen die Innenseite der nicht dargestellten Bremstrommel.
Eine Ausführung dieser Art ist deshalb besonders einfach, weil das Drucköl zur Betätigung der Bremse in der Schaltmaschine ohnehin bereits vorhanden ist. Sollten gelegentlich Bedenken dagegen bestehen, das Öl der Schaltmaschine auch der mechanischen Bremseinrichtung zuzuführen, so kann für den Bremsteil eine besondere Bremsflüssigkeit oder auch Druckluft verwendet werden. Im ersten Falle schliesst der Kolben des Einheitselementes, der jetzt eingebaut bleibt, das Öl der Schaltmaschine gegen die besondere Bremsflüssigkeit ab, die z. B. wie bei der hydraulischen Autobremse mit Rücksicht auf die eventuell auftretenden tiefen Temperaturen ausserhalb der Schaltmaschine einen tieferen Stockpunkt als das Öl der Schaltmaschine haben muss.
Im zweiten Falle, der in Fig. 2 dargestellt ist, muss ein hydraulischer Zylinder besonderer Bauart 9, d. h. mit grossem Hub, einen Luftzylinder 10 betätigen, der die Druckluft für die Bremsbetätigung bei jedem Bremshub erzeugt. Die letztere Anordnung hat den Vorteil, dass nur eine sehr dünne Luftleitung 5'benötigt wird, wobei ein Kunststoffschlauch verwendet werden kann, der leicht zu verlegen ist. Infolge des grossen Hubes des Luftzylinders 10 kann bei jeder Bremsbetätigung Luft von Atmosphärendruck durch die Öffnung 12 eintreten. Nach dem Gesetz P. V = const wird erst im letzten Teil des Hubes der nötige Luftdruck erzeugt, der die Bremse gegen die Lüftfeder 8 betätigt.
Damit der Lüftkolben 16, der mittels der Stange 17 mit dem Ölkolben 18 fest verbunden ist, immer in die Nullstellung, d. h. bis hinter die Einlassöffnung 12 zurückgeht, ist eine Feder 11 eingebaut. Der Ölkolben 18 wird über das Steuerventil 14 mit dem Steuermagneten 13 beaufschlagt. 15 ist die gemeinsame Öldruckleitung der Schaltmaschine, an der auch alle andern Kontaktbetätigungen hängen.
Die in Fig. l und 2 gezeichneten Bremsen sind beim Bremsen mit dem Druckmittel beaufschlagt, während die Feder 8 die Bremsbacken 7 lüftet, sobald das Druckmittel (Öl oder Luft) aus dem Bremszy- linder 6 zurückfliessen kann. Diese Bremsart entspricht der, wie sie bei der hydraulischen Autobremse üblich ist. Deshalb wird sie hauptsächlich bei elektromotorischen Fahrzeugantrieben Verwendung finden. Bei Hebezeugen ist aus Sicherheitsgründen der umgekehrte Weg üblich : Eine Feder oder ein Gewicht bremst und der Bremslüfter, d. h. im vorliegenden Fall der Bremszylinder, lüftet die Bremse. Damit wird erreicht, dass z. B. bei Wegfall der Spannung die Bremse immer einfällt.
Eine solche Bremsanordnung entsteht durch Abwandlung der Anordnungen nach Fig. l oder 2, wenn man die Anordnung so trifft, dass die beiden Bremsbacken 7 nicht von innen her an einer aussen liegenden Bremstrommel, sondern von aussen her an eine innen liegende Bremstrommel angreifen, wie es seit langem bei Kran bremsen üblich ist.
Im übrigen kann eine Bremsregelung angewandt werden mittels einer von der Lauferspannung des An- triebsmotors abhängigen, die Regelbremse betätigenden elektrohydraulischen Verstellvorrichtung. Dabei wird im Druckölkreis der elektrohydraulischen Verstellvorrichtung eine Regeldrossel vorgesehen, die von der Läuferspannung des Hauptantriebsmotors betätigt wird und die den auf den Stellkolben der Regelbremse wirkenden Öldruck regelt. Die der Regeldrossel zugeführte Läuferspannung ist betriebsmässig z. B. mittels eines veränderlichen Widerstandes einstellbar. Ausserhalb der Regelbremsung wird die Regeldrossel von der Läuferspannung abgeschaltet und an das Hauptnetz angeschlossen.
Die Kennlinie der Regeldrossel bestimmt das Verhalten der Regeldrehzahl und es ist ein Vorteil dieser Anordnung, dass man sie mit bekannten Mitteln so beeinflussen kann, dass eine astatische oder eine statische Drehzahlregelung mit einstellbarer Lastabhängigkeit möglich ist. Ferner kann jeder beliebige Sollwert der Regeldrehzahl im Betrieb mit Hilfe eines Sollwerteinstellers eingestellt werden.