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Sicherheitsvorrichtung für Maschinen, insbesondere Fördermaschinen.
In dem Stammpatent ist eine Sicherheitsvorrichtung beschrieben, die dazu dient, die Geschwindigkeit, mit welcher gesteuert werden kann, zu beschränken und dadurch unzulässige Geschwindigkeits- rändelungen bzw. Belastungsänderungen der Antriebsmotoren zu verhüten. Zu diesem Zweck wird der Steuerhebel mit einem durch einen besonderen Hilfsmotor oder die zu regelnde Maschine angetriebenen Gesperre zwangläufig in Verbindung gebracht in solcher Weise, dass der Steuerhebel nur mit der Geschwindigkeit bewegt werden kann, mit welcher das Gesperre bewegt wird. Die Ingangsetzung des Gesperres erfolgt hiebei, sobald der Steuerhebel seine räumliche Lage ändert.
Der Bewegungssinn des Gesperre ? wird hiebei in Abhängigkeit vom Bewegung'3sinn des Steuerhebels so geändert, dass das Gesperre den Steuerhebel in dem durch die Anfangsbewegung desselben angegebenen Bewegungssinn freigibt.
Der Stromverlauf in der mit der Sicherheitsvorrichtung ausgerüsteten Maschine hängt nun aber nur zum Teil von der Steuergeschwindigkeit ab, zum andern Teil von der Geschwindigkeit, mit der die zu regelnde Maschine den durch die Steuerhebelverstellung vorgeschriebenen Geschwindigkeits- änderungen folgt. Diese hängt jedoch wiederum von der Belastung und dem Widerstand im Läuferstromkreis ab.
Da die Belastung der Maschine beim Beschleunigen und Verzögern sehr verschiedenartig ist und selbst bei Leonardsteuerung der Widerstand im Läuferstromkreis der zu regelnden Maschine einen beträchtlichen Einfluss auf die Abhängigkeit der Maschinengeschwindigkeit von der Stellung des Steuerhebels bei treibender oder bremsender Wirkung der Maschine besitzt, wird durch gleichartige Verstellung der Steuerung beim Beschleunigen und Verzögern eine sehr wesentlich verschiedene Strombelastung der zu regelnden Maschine auftreten. Um eine rasche Zurücklegung eines bestimmten Weges
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setzung derselben herbeizuführen bestrebt sein. Man kann hiebei zum Bremsen mindestens so grosse Stromwerte zulassen wie beim Beschleunigen. Hiezu ist aber im einen und anderen Falle eine verschiedene Gestaltung des Bewegungsgesetzes des Steuerhebels notwendig.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vereinfachung der Gesperre und eine Verbesserung der Einrichtung nach dem Stammpatent in folgender Weise :
Ein und dasselbe Sperrelement soll sowohl für die Beschleunigung als auch für die Verzögerung des zu steuernden Hauptmotors benutzt werden und doch soll aus den vorher angegebenen Gründen in dem einen Fall ein anderes Bewegungsgesetz für die Steuerung giltig sein als in dem anderen Falle.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nur ein Gesperre benutzt, das aus einer Trommel mit einer Kurvennut besteht, die mit einem Widerstand verbunden ist, welcher in das Feld des Hilfsmotors (des Antriebsmotors für das Gesperre) zwangläufig eingeschaltet oder aus dem Feld ausgeschaltet werden kann. Wird dieser Widerstand in das Feld des Hilfsmotors eingeschaltet, dann wird das Feld geschwächt, der Motor bzw. das Gesperre läuft rascher. Diese Einrichtung soll dazu dienen, den Steuerhebel, wenn die zu steuernde Maschine verzögert wird, mittelbar in der Kurvennut sehr rasch in die Mittelstellung zurückzuführen oder unter Umständen auch noch darüber hinaus, um möglichst bald einen grossen Verzögerungsstrom *) 1. Zusatr. patent Kr. 91551, 2.
Zusatzpatent-Nr. 91552.
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ausgelegt.
In der Fig. l ist als Beispiel eine Ausführung der Einrichtung unter Verwendung eines besonderen Hilfsmotors für die Bewegung des die Steaergeschwindigkeit beherrschenden Gesperres dargestellt.
1 ist der Steuerhebel der zu regelnden Maschine, welcher mit dem Sperrhebel 2 in starrer oder mehr oder weniger nachgiebiger Verbindung steht. Der Hebel 2 trägt eine Rolle J, die in die Nut 4 einer
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gesehwindigkeit beschränkenden Gesperre dar. Die Trommel 5 ist auf einer Welle 6 befestigt und wird durch das Vorgelege 7 von einem Hilfsmotor 8 in der einen oder andern Richtung angetrieben. Die
Welle 6 ist in ihren Lagern axial mit geringem Spiel beweglich. Die axiale Bewegung der Welle 6 wird durch den Hebel 10 auf den Steuerumsehalter 9 und auf den Hilfsschalter 11 übertragen. Bei Mittel- stellung der Welle befindet sich der Schalter in der Öffnungsstellung, in den Endlagen der Welle in der einen oder andern Schlussstellung.
Durch den Umschalter 9 werden die Ankerzuleitungen des Motors 8 für Vor-oder Rückwärtslauf geschlossen. Insoweit entspricht die Anordnung den Einrichtungen nach dem Stammpatent. Durch Veränderung der Lage des Steuerhebels in irgendeiner Stellung wird zunächst durch die Rolle 3 die Nut 4 der Trommel 5 und mit ihr die Welle 6 und der Schalter 9 verstellt und dadurch der Hilfsmotor 8 in solchem Sinne eingeschaltet, dass der Steuerhebel im Sinne einer weiteren Fortsetzung der eingeleiteten Bewegung allmählich freigegeben wird. Sobald der Steuerhebel stillgehalten wird. läuft der Hilfsmotor nur einen ganz kleinen Wegteil weiter, da jetzt durch die Weiterbewegung der
Trommel 5 bei stillstehender Rolle 3 eine selbsttätige Rückführung des Schalters 9 in die AupschaIt- stellung bewirkt wird.
Durch den Schalter 11 in Verbindung mit dem Schalter 12 und den Widerstand 13 im Erregerstromkreis des Hilfsmotors 8 wird nun die angestrebte Verbesserung der Sicherheitseinrichtung gemäss der Erfindung bewirkt. Der Schalter 12 wird durch den Steuerhebel 1 beim Auslegen aus seiner
Mittelstellung, in weicher der Stillstand der Maschine eingestellt ist, im einen oder andern Sinne geschlossen, je nach der Fahrtrichtung, die durch das Auslegen des Steuerhebels eingestellt wird. Nach einer geringen Bewegung des Steuerhebels bef n det sie'] der Schalter 1S in seiner ScHussatellung undverhanrt in derselben während der weiteren Bewegung des Steuerhebels bis zur Rückführung in seine Mittelstellung.
Der Schalter 12 ist nun mit dem Schalter 11 so an die Enden des Widerstandes 13 im Erregerstrom-
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wird, wenn die zu steuernde Maschine beschleunigt werden soll, während umgekehrt der Widerstand 13 in den Erregerstromkreis des Hilfsmotors 8 eingeschaltet wird, wenn die zu steuernde Maschine verzögert werden soll. In den meisten Fällen wird die hiedurch bewirkte Veränderung des Verzögerungsgesetzes gegenüber dem Beschleunigungsgesetz genügen. Aber eine beliebige weitergehende Abweichung beider
Gesetze kann auch noch dadurch bewirkt werden, dass die Grösse des Widerstandes 13 durch die Stellung des Steuerhebels oder die Stellung der Trommel 5 selbständig verändert wird.
Die hier beschriebene Anordnung stellt nur ein Beispiel dar. Dieselben Wirkungen können natürlich auch mit andern an sich bekannten Mitteln erzielt werden, z. B. kann an Stelle der Umschalter 11 und 12 ein einziger Kurzschlussschalter für den Widerstand 13 Verwendung finden, der dann in Abhängigkeit vom Drehsinn der Trommel 5 und der Stellung des Steuerhebels 1 gesteuert wird.
Oder es kann, falls die Vorrichtung nur für einen Drehsinn benutzt wird, die Steuerung des Widerstandes 13 durch einen Schleppschalter durch die Trommel 5 oder den Steuerhebel 1 gesteuert werden oder es kann, da der Drehsinn der Trommel 5 durch den Schalter 9 bestimmt ist, mit diesem ein einfacher Ausschalter zur Steuerung des Widerstandes 13 verbunden werden, der bei Einstellung des Schalters 9 in der einen Richtung den Widerstand kurzschliesst und bei Einstellung in der andern Richtung einschaltet. Ebenso kann die Veränderung der Geschwindigkeit der Kurventrommel 5 durch andere Mittel erfolgen, z. B. durch den Einbau einer veränderlichen Übersetzung 7, z. B. eines Reibradgetriebes und Einstellung des Übersetzungswertes in Abhängigkeit von Einrichtungen, deren Stellung sich beim Übergang vom Beschleunigen zum Verzögern ändert.
Dieser Übergang wird bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung durch das Verdrehen der Bewegung des Gesperres in Bezug auf die Stellung des Steuerhebels festgestellt. Er könnte jedoch auch durch einen Beschleunigungsmesser erfolgen, der unmittelbar von der zu steuernden Maschine angetrieben würde.
Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens besteht darin, verschiedene Gesperre zu verwenden, die mit verschiedener Geschwindigkeit arbeiten, wobei die Gesperre wechselweise in 'Abhängigkeit von dem Drehsinn der Maschine mit dem Steuerhebel in Verbindung gebracht werden und die Beeinflussung der Gesperre durch den Steuerhebel nicht unmittelbar, sondern mittelbar unter Zwischenschaltung eines Umkehrgetriebes erfolgt.
Für verschiedene Zwecke, z. B. bei Förderanlagen, die Lasten zu senken haben, kann es erwünscht sein, die Geschwindigkeitslinie der Gesperre nicht nur für Beschleunigen oder Verzögern, sondern ausserdem noch in Abhängigkeit davon, ob gehoben oder gesenkt wird, zu verändern. Bei eintrümigen Förderanlagen ist der Drehsinn massgebend für den Belastungssinn. Es ist deshalb hier möglich, mit besonders einfachen Mitteln verschiedene Wirkungen der Gesperre beim Heben oder Senken von Lasten zu erzielen.
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Hiefür können z. B. vier verschiedene Gesperre Verwendung finden, die in sinngemässer Weise für Beschleunigung und Verzögerung in dem einen oder andern Drehsinn mit dem Steuerhebel in Verbindung gebracht werden.
Bei doppeltrümigen Fördermaschinen, bei welchen der Drehsinn nicht massgebend für den Belastungssinn der Maschine ist, kann die Beeinflussung der Geschwindigkeit der Gesperre in Abhängigkeit von Sinn und Grösse der Belastung mit andern an sich bekannten Mitteln erreicht werden, indem z. B. die Erregung des die Gesperre antreibenden Motors mittelbar oder unmittelbar durch den Belastungsstrom der Hauptmaschine beeinflusst wird. Man ist natürlich nicht darauf beschränkt, die Gesperre für die Beschleunigung und Verzögerung mit je einer einzigen konstanten Geschwindigkeit laufen zu lassen, sondern kann die Bewegungen der Gesperre nach ungleichförmigen Bewegungsgesetzen gestalten, die durch die Maschinengeschwindigkeit, die Steuerhebelstellung oder die Stellung der Gesperre zwangläufig bestimmt werden. So lässt sich z.
B. in der Ausführungsform nach Fig. 1 die augenblickliche Drehgeschwindigkeit der Trommel 5 dadurch von deren Winkelstellung abhängig machen, dass man mit der Trommelwelle 6 einen Regelwiderstand kuppelt, der je nach seiner Stellung die Drehzahl des Hilfsmotors 8 variiert.
Die Beeinflussung der Bewegungsgesetze von Steuergeschwindigkeitsbeschränkern ist an sich bekannt, ergibt jedoch gemäss der Erfindung in Verbindung mit einer zwangläufigen Veränderung der Bewegungsgesetze der Gesperre der beschriebenen Art beim Übergang vom Beschleunigen auf Verzögern oder umgekehrt wesentliche Vorteile.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung. 1 ist der Steuerhebel der zu regelnden Maschine. Sb und 2v sind die mit dem Gesperre 4b und 4v zusammenwirkenden Hebel, die durch den
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Dadurch wird erreicht, dass eindeutig einer Rechtsbevegung der Hebel 2 eine Beschleunigungsbewegung des Steuerhebels 1 entspricht und der Linksbewegung derselben eine Verzögerungsbewegung des Steuerhebels. Die Sperrhebel 4b und 4v (die Indexe der einzelnen Teile entsprechen ihrer Benutzung für die Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine) stehen unter der Einwirkung von Gewichten 14, die so angeordnet sind, dass sie bei allen Bewegungen der Hebel 2 die Anschläge der Hebel 4 an die Hebel anlegen.
Mit der Achse dieser Hebel J sind nun Kupplungen 15b und 15 verbunden, durch welche die Sperrhebel mit den dauernd durchlaufenden Getrieben 16b und 16v gekuppelt werden können. Diese beiden Getriebe können z. B. durch ein und denselben Antriebsmotor mit verschiedener Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt werden. Für die Steuerung der Kupplungen 15 ist ein Magnet 17 und eine Feder 18 vorgesehen. Die beiden Kupplungen sind untereinander durch den Hebel 19 so verbunden, dass stets
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da, ss beim Auslegen des Steuerhebels im Sinne einer Beschleunigung nach vor-oder rückwärts das Ge- spelTe 4b mit dem Getriebe 16b gekuppelt wird.
Sobald die eine dieser Kupplungen hergestellt ist, kann der Steuerhebel nur mit der Geschwindigkeit bewegt werden, mit welcher der Sperrhebel 4 durch das Getriebe 16 ans der Bahn der Hebel 2 gedreht wird. Hiebei wird der Sperrhebel 4 durch sein Gewicht. 14 stets mit seinem zugehörigen Hebel 2 in Berührung gehalten, so dass bei einer etwa ! gen Umsteuerung von Beschleunigung auf Verzögerung oder umgekehrt und dem damit zusammenhängenden Öffnen der einen und Schliessen der andern Gesperrkupplung das für die neue Bewegungsrichtung des Steuer- hebels vorgesehene Gespelre sofort in Wirksamkeit treten kann.
Bei der Darstellung der Umkupplungs- einrichtung ist der Einfachheit der Darstellung wegen zunächst nicht darauf eingegangen worden, dass beide Kupplungen 15b und 15tus ausgerückt sein müssen, sobald der Steuerhebel stillsteht ; es müssten a, lao in Wirklichkeit beispielsweise zwei Magnete 17 vorhanden sein, von denen der eine den Hebel 19 im Sinne der Beschleunigung, der andere ihn im Sinne der Verzögerung aus einer Ruhelage bringt, in der beide Kupplungen ausgerückt sind. Diese Einrichtung und die Mittel zu ihrer Bewegung sind aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführung der Erfindung lässt sich in verschiedener Weise abändern, z. B. kann die Umformung der Rechts-und Linksauslage des Steuerhebels in eine gleichartige Bewegung der Gesperrhebel 2 statt durch das Wendegetriebe 13 durch ein Hebelwerk erfolgen, das durch eine Kulisse mit dem Steuerhebel1 ? so in Verbindung steht, dass der Kulissenstein bei der geringsten Auslage des Steuerhebels aus der Mittellage nach der einen Seite auf den einen und bei der Auslage nach der andern Richtung auf den andern Arm der Kulisse verschoben wird.
Oder es können zwischen die Gesperre 2 und 4 andere Umsteuerungselemente eingefügt werden, durch welche der Bewegungssinn der Gesperre auf den Bewegungssinn des Steuerhebels geändert wird, je nachdem derselbe auf der einen oder andern Seite seiner Bewegungsbahn entsprechend dem Vor- und Rückwärtslauf der zu regelnden Maschine arbeitet.