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Antriebsanordnung für Hebezeuge Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung
für Hebezeuge, insbesondere für Winden oder Krane, bei der zwischen einem Asynchronmotor
als Antriebsmotor und dem Hebezeug eine Schlupfkapplung als Drehmomentbegrenzungseinrichtung,eingeschaltet
ist.
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Bei der Verwendung von Asynchronelektromotoren für Hebezeuge besteht
bekanntlich das Problem, den beim Einschalten des Asynchronmotors auftretenden Anfahrstoß
auf das Hebezeug zu mildern, um unerwünschte Schwingungen und unzulässige Beanspruchungen
im Hebezeug zu vermeiden. Mit diesem Problem eng gekoppelt ist es, daß bei häufigem
Ein-und Ausschalten des Motors infolge des Drehmomentenstoßes beim Anfahren eine
hohe Stromaufnahme erfolgt, die eine hohe thermische Belastung des Motors bedingt.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1738 356 ist es bekannt,
bei Hebezeugantrieben zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe eine Flüssigkeitsschlupfkupplung
vorzusehen, um eine Schwingungsdämpfung der vom Antrieb her erzeugten, Stöße und
Schwingungen zu erreichen. Hydraulische Schlupfkupplungen haben jedoch den Nachteil,
daß das übertragene Moment mit steigender Annäherung von Antriebs- und Abtriebsdrehzahl
abnimmt. Es ist jedoch erwünscht, ein möglichst konstantes Drehmoment auf das Hebezeug
zu übertragen. Außerdem sind hydraulische Schlupfkupplungen gegenüber mechanischen
Reibkupplungen relativ aufwendig.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zwischen dem Antrieb
und dem Getriebe eines Hebezeuges eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung in Gestalt
einer Schlupfkupplung vorzusehen, mit der einerseits ein weitgehend konstantes Drehmoment
beim und nach dem Anfahren des Motors erzielbar ist und andererseits dieses Moment
während der gesamten Betriebsdauer der Anlage weitgehend gleichbleibt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Drehmomentbegrenzungseinrichtung
eine mechanische Reibkupplung vorgesehen ist, deren Reibelemente so angeordnet sind,
daß bei ihrer Abnutzung ein immer größer werdender Abschnitt des Reibbelages in
Eingriff mit der Gegenkontaktfläche kommt.
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Besonders zweckmäßig hat sich für die Drehmomentbegrenzungseinrichtung
eine Trommelkupplung erwiesen, bei der die Reibelemente aus Blattfedern mit Reibbelägen
bestehen, die innerhalb der Kupplungstrommel so vorgespannt sind, daß die Reibbeläge
im Ausgangszustand schräg zu der Kupplungstrommel stehen. Durch diese Art der Anordnung
kommt im Lauf der gesamten Betriebsdauer der Anlage bei zunehmendem Verschleiß eine
immer größer werdende Reibfläche mit der Gegenfläche in Berührung. Dadurch wird
der Hebelarm bei zunehmendem Verschleiß der Reibelemente kürzer, so daß die Andrückkraft
dem verkürzten Hebelarin entspricht.
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Es ist -dadurch eine Antriebsanordnung geschaffen, die einerseits
gegenüber hydraulischen Schlupfkupplungen wirtschaftlich vorteilhaft ist und andererseits
beim Anlaufen des Asynchroninotors lediglich das Reibmoment während des Durchrutschens,
das dem zu übertragenden Moment gleich eingestellt ist, überträgt und dadurch den
Einschaltstoß mildert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 schematisch den Aufbau einer
Winde, F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Anlauf-und Anfahrverhältnisse,
F i g. 3 und 4 eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung in Form einer Innenbacken-Reibkupplung.
Ein Asynchronelektromotor 1 (F i g. 1) treibt über eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung
ein Getriebe 4 an, welches über weitere Zahnräder 5 und 6
mit einer
Seiltrommel 7 eines Windwerkes 8 verbunden ist. Zum Bremsen des Windwerkes
ist eine elektrisch lüftbare Federdruckbremse 9 vorgesehen. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung
kann als Reib- oder Rutschkupplung 3 ausgebildet sein und wird zweckmäßig
entsprechend den im Diagramm der F ig.2 dargelegten Verhältnissen ausgelegt. Beim
Anlauf des Motors 1 rutscht infolge des hohen Motordrehmomentes Mm die Kupplung
3 durch und überträgt das Rutsch- oder Kupplungsmoment Mk auf das Getriebe
4. Der Asynchronelektromotor 1
durchläuft rasch sein ungünstiges Gebiet niedriger
Drehzahl, so daß seine thermische Belastung gering bleibt. In dem Maße, wie das
Kupplungsmoment als
Rutschmoment Mk das Gegenmoment der Last Kl
übersteigt, nimmt die Abtriebsdrehzahl der Kupplung 3 zu und erreicht schließlich
die Motordrehzahl.
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Das Kupplungsmoment Mk bestimmt die aus einem statischen und dynamischen
Anteil bestehende tatsächliche Belastung des Hebezeuges. Da dieses Kupplungsmoment
Mk unterhalb des Höchstdrehmomentes des Asynchromnotors ist, wird die Tragkonstraktion
des Hebezeuges nunmehr weniger stark belastet, und es wird somit eine schwächere
und damit billigere Tragkonstruktion zulässig. Bei der Verwendung der Anordnung
nach der Erfindung für Winden ist gleichzeitig eine Überlastsicherung gegeben.
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Wenn gebremst werden soll, wird der Motor 1 ausgeschaltet und
die Bremse 9 fällt ein. Das Bremsmoment Mb , der Federdruckbremse
9 kann den Vorschriften entsprechend über dem Kupplungsmoment Mk liegen.
Soll jedoch ein Bremsmotor als Antriebsmotor 1 des Windwerkes 8 Verwendung
finden, dann liegt das BremsmomentMb2 in jedem Betriebspunkt unterhalb des Kupplungsmoments
Mk oder erreicht dieses höchstens. Selbst dann ist eine starre Verbindung der Seiltrommel
7 mit der Bremse gegeben, und die Anlage ist durchschlagsicher.
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In den F i g. 3 und 4 ist eine Kupplung gezeigt, die für die
Anordnung nach der Erfindung vorteilhaft Verwendung findet. Diese besteht aus der
angetriebenen Kupplungsseite 10 in Form einer Außentrommel und einer abgetriebenen
Seite 11 in Form einer hmentrommel 12. An der Innentrommel 12 sind tangential
angeordnete Reibelemente 13 mittels Schrauben 14 befestigt. Die Reibelemente
13 bestehen aus je einer gespannten Blattfeder 15 und
je zwei Reibbelägen 16. Mit fortlaufender Steigerung der Drehzahl
der abgetriebenen Kupplungsseite 11 erhöht sich das übertragbare Drehmoment Mk etwas,
da die Fliehkraft auf die Reibelemente 13 einwirkt. Zwischen den Reibbelägen
16 und der Innenfläche der Trommel 11 bestehen am Anfang des Einsatzes
der Kupplung 3 keilförmige Spalte, welche sich mit fortlaufender Abnutzung
der Reibbeläge 16 verkleinern. Die Vorspannung der Blattfedern
15 kommt auf diese Weise an kürzeren Hebelarmen zur Geltung, und das übertragbare
Reibmoment bleibt während der - gesamten Lebensdauer der Kupplung
3 unverändert.
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Innenbackenkupplungen setzen bekanntlich relativ weich ein, und es
ist ein hoher Abtrieb zulässig, -womit eine hohe Lebensdauer gegeben ist; die
Abfüh-
rung von Wärme ist gut; falls erwünscht, kann zur Verstärkung
der Wärmeabfuhr die Außentrommel 10
Kühlrippen aufweisen.