Einrichtung zum Anlassen und Bremsen von Elektromotoren, insbesondere von Bahn- und Kranmotoren Bei vielen elektromotorischen Antrieben wird ne ben der häufig vorhandenen elektrischen Bremse regelmässig auch eine mechanische Bremse, ins besondere als Haltebremse, vorgesehen. So z. B. ist es bei Kranen üblich, gleichzeitig mit dem Hub motor einen elektromagnetischen oder elektrohydrau lischen Bremslüfter einzuschalten, der die mecha nische Haltebremse anhebt und dadurch die Hub bewegung durch den Hubmotor freigibt. Bei Abschal tung des Hubmotors wird auch der Bremslüfter span nungslos, fällt unter der Einwirkung eines Gewichtes oder einer Feder ab und bringt dadurch die mecha nische Bremse zur Wirkung.
Auch bei elektrischen Triebfahrzeugen wird neben einer elektrischen Bremsung in der Form der Wider stands-Kurzschluss- oder Nutzbremsung eine mecha nische Bremse angewandt. Diese mechanische Bremse dient hier als Bremse für die unteren Geschwindig keitsbereiche, wenn die elektrische Bremsung an Wirksamkeit verliert, und ferner als Haltebremse. Die mechanische Bremse ist aber ausserdem so be messen, d'ass sie allein bei etwaigem Ausfall der elektrischen Bremse das Fahrzeug aus voller Ge schwindigkeit zum Stehen bringen kann. Aus Sicher heitsgründen wird daher oft für diese mechanische Bremse ein anderes Betätigungsmittel, z. B. Druck luft, verwendet.
Es ist schon eine Schaltmaschine mit einer Mehr zahl von Starkstromkontakten zur Herstellung ver schiedener Schaltungen, beispielsweise beim Anlassen und elektrischen Bremsen von Bahnmotoren, Kran motoren und dergleichen, vorgeschlagen worden. Zur Betätigung jedes einzelnen Starkstromkontaktes bzw. jeder Kontaktgruppe ist ein besonderer kleiner hydrau lischer Kolben vorgesehen, dessen Zylinderblock mit dem dazugehörenden Steuerkolben und einem Steuer- elektromagneten eine gleichbleibende Baueinheit bil det.
Aus solchen Baueinheiten kann eine Schalt maschine zur Durchführung der jeweils gewünschten Schaltungen (Anfahr- und Bremsschaltungen, Reihen- und Parallelschaltungen usw:) zusammengesetzt wer den. Die Steuerelektromagnete der einzelnen hydrau lischen Kolben werden durch eine Steuerwalze in der jeweils notwendigen Reihenfolge erregt. Bei Erregung jedes Steuerelektromagneten wird das Druck mittel unter den zugehörigen hydraulischen Kolben geleitet, der seinerseits den oder die zugehörigen Starkstromkontakte entgegen der Wirkung einer star ken Gegenfeder schliesst.
Zur Druckmittelversorgung ist eine für alle Baueinheiten gemeinsame Druck mittelpumpe, vorzugsweise eine Zahnradpumpe, vor gesehen. Als Druckmittel dient vor allem Öl mit einem einstellbaren Druck von 10 bis 35 atü je nach Grösse der Kontaktkraft bei gleichbleibendem Bau element.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum An lassen und Bremsen von Elektromotoren, insbeson dere von Bahn- und Kranmotoren, mit in einem Ge häuse vereinigten elektrohydraulischen einheitlichen Betätigungselementen für die einzelnen Starkstrom kontakte. Erfindungsgemäss ist die elektrohydrau lische Vorrichtung gekennzeichnet durch die Vereini gung dieser elektrohydraulischen Vorrichtung mit einer mechanischen, durch ein Druckmittel betätigten Bremse.
Zweckmässig wird eine Bremse verwendet, deren Bremsbeläge von einem durch das Druckmittel betätigten Kolben auf die Bremstrommel gedrückt und bei Wegfall des Druckes durch eine Lüftfeder von der Bremstrommel weggezogen werden. Auf diese einfache Weise wird eine zweckmässige Anlass- und Bremsvorrichtung geschaffen, und es entsteht eine vollwertige Steuereinrichtung, die durch geeignete Zusammensetzung der erwähnten Bauelemente in der Lage ist, alle vorkommenden Steueraufgaben zu bewältigen, und die ferner mit einer zuverlässig wir kenden Bremse versehen ist. Als mechanische Bremse kann der Einfachheit halber, ähnlich wie beim Auto, eine Backenbremse vorgesehen sein.
Durch Einwir kung des Druckmittels werden deren Bremsbeläge durch den Kolben eines Bremszylinders gespreizt und damit gegen die Bremstrommel gedrückt, wenn durch Erregung des Steuerelektromagneten die hydraulische Steuereinrichtung, z. B. ein durch den Magnetanker betätigter Steuerschieber, das Druckmittel in den Bremszylinder leitet. Bei Wegfall des Druckes durch Entleeren des Druckschlauches bei Entregung des Steuerelektromagneten werden die Bremsbeläge durch eine Feder von der Bremstrommel abgezogen. Statt der Backenbremse kann jedoch auch jede andere Art von Bremsen verwendet werden, wie z. B. Scheiben bremsen, Bandbremsen usw.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform, bei der zur Brems betätigung das in der elektrohydraulischen Vorrich tung ohnehin vorhandene Drucköl dient. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der Luft zur Be tätigung der Bremse verwendet wird.
Bei der Ausführungsform Fig. 1 besteht die elek trohydraulische Vorrichtung aus einem Elektromotor 1, der von ihm angetriebenen Zahnradölpumpe 2 in dem Gehäuse 3, ferner aus der notwendigen Zahl von Starkstromkontakten 4. In dem Gehäuse 3 sind die einzelnen, zur Betätigung der Starkstromkontakte dienenden, oben erwähnten, aber nicht gezeichneten Baueinheiten aneinand'ergereiht eingebaut. Die nur angedeuteten Starkstromkontakte 4 selbst befinden sich ausserhalb des Gehäuses 3 und sind meist mit Funkenkammern versehen.
Zu der mit der elektro hydraulischen Vorrichtung vereinigten Bremseinrich tung gehören ein Bremsdruckschl'auch 5, ein üblicher Bremszylinder 6 mit zwei Kolben und die beiden Bremsbacken 7, die durch eine Lüftfeder 8 gelüftet werden. Die Bremsbacken 7 befinden sich innerhalb einer nicht dargestellten Bremstrommel an deren Antrieb.
Wird im Verlauf der Betätigung eines nicht dar gestellten Antriebsmotors durch die elektrohydrau lische Vorrichtung eines Bremsung vorgenommen, das heisst die zur Betätigung der Steuerelektromagnete dienende Steuerwalze in die Bremsstellung gedreht, so wird der Druckmitteleinlass zu dem Bremsschlauch 5 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 beson ders einfach, weil das Drucköl zur Betätigung der Bremse in der elektrohydraulischen Vorrichtung ohne hin bereits vorhanden ist. Sollten gelegentlich Beden ken dagegen bestehen, das Öl der elektrohydraulischen Vorrichtung auch der mechanischen Bremseinrich- tung zuzuführen, so kann für den Bremsteil eine be sondere Bremsflüssigkeit oder auch Druckluft ver wendet werden. Im ersten Falle schliesst der Kol ben des Einheitselementes, der jetzt eingebaut bleibt, das Öl der elektrohydraulischen Vorrichtung ge gen die besondere Bremsflüssigkeit ab, die, z. B.
wie bei der hydraulischen Autobremse, mit Rück sicht auf die eventuell auftretenden tiefen Tem peraturen ausserhalb der elektrohydraulischen Vor richtung einen tieferen Stockpunkt als das<B>öl</B> der elektrohydraulischen Vorrichtung haben muss. Im zweiten Falle, der in Fig. 2 dargestellt ist, muss ein hydraulischer Zylinder besonderer Bauart 9, das heisst mit grossem Hub, einen Luftzylinder 10 be tätigen, 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 ver wendet werden kann, der leicht zu verlegen ist.
In folge des grossen Hubes des Luftzylinders 10 kann bei jeder Bremsbetätigung Luft von Atmosphären druck 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 Luft kolben 16, der mittels der Stange 17 mit dem Öl- kolben 18 fest verbunden ist, immer in die Null stellung, das heisst bis hinter die Einlassöffnung 12 zurückgeht, ist eine Feder 11 eingebaut.
Der Ölkolben 18 wird über das Steuerventil 14 mit dem Steuer magneten 13 beaufschlagt. 15 ist die gemeinsame Öl druckleitung der Schaltmaschine, an die auch alle anderen Kontaktbetätigungen angeschlossen sind.
Die in Fig. 1 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 Bremszylinder 6 zurückfliessen kann. Diese Brems art entspricht der, wie sie bei der hydraulischen Autobremse üblich ist. Deshalb wird sie hauptsächlich bei elektromotorischen Fahrzeugantrieben Verwen dung finden. Bei Hebezeugen ist aus Sicherheits gründen der umgekehrte Weg üblich: eine Feder oder ein Gewicht bremst und der Bremslüfter, das heisst im vorliegenden Fall der Bremszylinder, lüftet die Bremse, wenn der Antrieb eingeschaltet wird. Damit wird erreicht, dass z. B. bei Wegfall der Span nung die Bremse immer einfällt.
Eine solche Brems anordnung entsteht durch Abwandlung der Fig. 1 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 einer innen liegenden Bremstrommel angreifen, wie es seit langem bei Kranbremsen üblich ist.
Im übrigen kann eine Bremsregelung angewandt werden mittels einer von der Läuferspannung des Antriebsmotors abhängigen, die Regelbremse be- tätigenden 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 Stehkolben der Regelbremse wirkenden Öldruck regelt. Die der Regeldrossel zugeführte Läuferspannung ist betriebs mässig 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 Regel drehzahl, und es ist ein Vorteil dieser Anordnung, dass man sie mit bekannten Mitteln so beeinflussen kann, dass eine astatische oder eine statische Dreh zahlregelung mit einstellbarer Lastabhängigkeit mög lich ist. Ferner kann jeder beliebige Sollwert der Regeldrehzahl im Betrieb mit Hilfe eines Sollwert einstellers eingestellt werden.
Device for starting and braking electric motors, in particular rail and crane motors. In many electric motor drives, a mechanical brake, in particular as a holding brake, is regularly provided in addition to the often present electric brake. So z. B. it is common for cranes to turn on an electromagnetic or electrohydrau lic brake fan at the same time with the lifting motor, which raises the mechanical holding brake and thereby releases the lifting movement by the lifting motor. When the lift motor is switched off, the brake fan is also de-energized, falls off under the action of a weight or a spring and thus brings the mechanical brake into effect.
In addition to electrical braking in the form of resistance short-circuit or regenerative braking, a mechanical brake is also used in electric traction vehicles. This mechanical brake is used here as a brake for the lower speed ranges when the electrical braking becomes less effective, and also as a holding brake. The mechanical brake is also dimensioned in such a way that it can bring the vehicle to a standstill from full speed if the electric brake fails. For safety reasons, a different actuating means, eg. B. compressed air is used.
It is already a switching machine with a plurality of high-voltage contacts for producing ver different circuits, for example, when starting and electrical braking of rail engines, crane motors and the like, has been proposed. To operate each individual high-voltage contact or group of contacts, a special small hydraulic piston is provided, the cylinder block of which with the associated control piston and a control electromagnet form a constant structural unit.
From such units, a switching machine can be put together to carry out the desired circuits (starting and braking circuits, series and parallel circuits, etc.) who the. The control electromagnets of the individual hydraulic pistons are energized by a control roller in the necessary sequence. When each control electromagnet is excited, the pressure medium is passed under the associated hydraulic piston, which in turn closes the associated high-voltage contact or contacts against the action of a star counter spring.
To supply pressure medium, a common pressure medium pump for all structural units, preferably a gear pump, is seen before. The pressure medium used is primarily oil with an adjustable pressure of 10 to 35 atmospheres depending on the size of the contact force with the same construction element.
The invention relates to a device for leaving and braking of electric motors, in particular rail and crane motors, with unified electrohydraulic actuators for the individual high-voltage contacts in a housing. According to the invention, the electrohydraulic device is characterized by the association of this electrohydraulic device with a mechanical brake actuated by a pressure medium.
A brake is expediently used, the brake linings of which are pressed onto the brake drum by a piston actuated by the pressure medium and, when the pressure is removed, are pulled away from the brake drum by a release spring. In this simple way, a suitable starting and braking device is created, and a full-fledged control device is created, which is able to cope with all occurring control tasks by suitable composition of the components mentioned, and which is also provided with a reliable we kenden brake. For the sake of simplicity, a shoe brake can be provided as the mechanical brake, similar to a car.
By Einwir effect of the pressure medium, the brake pads are spread by the piston of a brake cylinder and thus pressed against the brake drum when the hydraulic control device, z. B. a control slide actuated by the armature, which directs the pressure medium into the brake cylinder. If the pressure is lost due to the pressure hose being emptied when the control solenoid is de-energized, the brake linings are pulled off the brake drum by a spring. Instead of the shoe brake, however, any other type of brake can be used, such as. B. Disc brakes, band brakes, etc.
In the drawing, embodiments of the invention are shown schematically, namely Fig. 1 shows an embodiment in which the brake actuation in the electrohydraulic Vorrich device is used anyway pressure oil. Fig. 2 shows another embodiment in which air is used to actuate the brake Be.
In the embodiment of Fig. 1, the electrohydraulic device consists of an electric motor 1, the gear oil pump 2 driven by it in the housing 3, and also from the necessary number of high-voltage contacts 4. In the housing 3 are the individual, for actuating the high-voltage contacts, Above-mentioned, but not shown structural units installed in a row. The only indicated high-voltage contacts 4 themselves are located outside the housing 3 and are usually provided with spark chambers.
The brake device combined with the electro-hydraulic device includes a brake pressure hose 5, a conventional brake cylinder 6 with two pistons and the two brake shoes 7, which are released by a release spring 8. The brake shoes 7 are located within a brake drum, not shown, on the drive thereof.
If, in the course of actuation of a drive motor, which is not provided, braking is carried out by the electrohydraulic device, that is, the control roller serving to actuate the control electromagnets is rotated into the braking position, the pressure medium inlet to the brake hose 5 is released. The pressure medium spreads the two pistons in the brake cylinder 6 and thereby presses the brake shoes 7 against the inside of the brake drum, not shown.
An embodiment of this type is therefore FITS simple because the pressure oil for actuating the brake in the electro-hydraulic device is already available without. If there are occasional concerns about feeding the oil of the electrohydraulic device to the mechanical braking device, a special brake fluid or compressed air can be used for the braking part. In the first case, the Kol ben closes the unit element, which now remains installed, the oil of the electrohydraulic device ge against the special brake fluid that, for. B.
As with the hydraulic car brake, taking into account the low temperatures that may occur outside the electrohydraulic device, it must have a lower pour point than the <B> oil </B> of the electrohydraulic device. In the second case, which is shown in Fig. 2, a hydraulic cylinder of special type 9, that is to say with a large stroke, must operate an air cylinder 10 which generates the compressed air for the brake actuation with each brake stroke. The latter arrangement has the advantage that only a very thin air line 5 'is required, it being possible to use a plastic hose which is easy to lay.
As a result of the large stroke of the air cylinder 10, air at atmospheric pressure can enter through the opening 12 with each brake actuation. According to the law P - V = Const, the necessary air pressure that actuates the brake against the release spring 8 is generated only in the last part of the stroke. A spring 11 is installed so that the air piston 16, which is firmly connected to the oil piston 18 by means of the rod 17, always moves back into the zero position, that is to say as far as behind the inlet opening 12.
The oil piston 18 is acted upon via the control valve 14 with the control magnet 13. 15 is the common oil pressure line of the switching machine, to which all other contact actuations are also connected.
The brakes shown in FIGS. 1 and 2 are acted upon by the pressure medium during braking, while the spring 8 releases the brake shoes 7 as soon as the pressure medium (oil or air) can flow back out of the brake cylinder 6. This type of braking corresponds to that which is common with hydraulic car brakes. That is why it is mainly used in electromotive vehicle drives. For safety reasons, the opposite approach is common for hoists: a spring or a weight brakes and the brake fan, in this case the brake cylinder, releases the brake when the drive is switched on. This ensures that z. B. when the voltage ceases to apply, the brake is always applied.
Such a brake arrangement is created by modifying Fig. 1 or 2, if the arrangement is made so that the two brake shoes 7 do not attack from the inside on an outside brake drum, but from the outside on an inside brake drum, as it has been since has long been common with crane brakes.
In addition, a brake control can be used by means of an electrohydraulic adjusting device which is dependent on the rotor voltage of the drive motor and activates the control brake. A regulating throttle is provided in the pressure oil circuit of the electrohydraulic adjusting device, which is actuated by the rotor voltage of the main drive motor and which regulates the oil pressure acting on the piston of the regulating brake. The rotor voltage fed to the regulating choke is operationally z. B. adjustable by means of a variable resistor.
Outside the control braking, the control throttle is switched off by the rotor voltage and connected to the main network. The characteristic of the control throttle determines the behavior of the control speed, and it is an advantage of this arrangement that it can be influenced by known means so that astatic or static speed control with adjustable load dependency is possible, please include. Furthermore, any desired setpoint of the control speed can be set during operation with the aid of a setpoint adjuster.