DE1942534A1

DE1942534A1 - Vorrichtung zum Aufrollen und Abrollen von Zufuehrungsleitungen fuer bewegte Maschinen

Info

Publication number: DE1942534A1
Application number: DE19691942534
Authority: DE
Inventors: Michel Berard
Original assignee: Cefilac SA
Current assignee: Cefilac SA
Priority date: 1968-08-23
Filing date: 1969-08-21
Publication date: 1970-02-26
Also published as: ES172944U; DE1942534B2; ES172944Y; DE1942534C3; GB1258648A; BE737017A

Description

PATENTANWÄLTE I " 4 £ 5 3

OR.-INO. VON KREISLER DR.-INO. SCHÖN WALD DR.-INO. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-INO. KLOPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

£o. Aug. 1969 Sch-3g/pa

CEPILAC (COMPAGNIE DtI PIDXGE DE3 METAUX ET DES

JOIiITS CURTY)¹

j50, avenue de Messine, PARIS 8e

Vorrichtung zum Aufrollen und Abrollen von Zuführungsleitungen für bewegte Maschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrollen und Abrollen von Zuführungsleitungen für bewegte Maschinen, mit einer Wiekeltrommel, einem Antriebsmotor und einer Kupplung.

Die dauernde Verbindung zwischen einer bewegten Maschine, * beispielsweise einem fahrbaren Baukran o. dgl., und einem festen Punkt, an dem die Versorgungsquelle eingerichtet sein kann, erfordert die Anbringung eines geeigneten Kabels, derart, daß Energie zu der Maschine übertragen werden kann. Es ist praktisch notwendig dafür zu sorgen, da.3 das Kabel ständig einer Spannung ausgesetzt ist, damit es sich nicht verwickeln kann.

Es ist bereits bekannt, zu dem genannten Zweck an der Maschine eine Vorrichtung mit einer Wickeltrommel anzubringen, auf die das Kabel aufgewickelt wird, wenn die Maschine dem Pestpunkt näher kommt, und von dem das Kabel abgespult wird» wenn die Maschine sich von dem Fest-009809/1248

purikt entfernt. Die Abwicklung findet natürlich ui.ter dem Einfluß der Kabelsparmung in Abhängigkeit von der Fortbewegung statt. Es rnu-3 daher darauf geachtet werden, da3 das Abwickeln nicht noch nach Beendigung der Maschinenbewegung fortgesetzt wird. Um das Aufrollen sicherzu-3«eilen, ist es erforderlich, eine Kraft aufzubringen, und es ist zu berücksichtigen, dai die Bewegungsgeschwindigkeit der Maschine nicht ständig; proportional der Winkelgeschwindigkeit der Trommel ist, da das Kabel auf die Trommel aufgewickelt wird, und deren Durchmesser sich vergrößert.

Es ist bekannt, das Aufrollen des Kabels ur.ter Zuhilfenahme eines vom eigentlichen vaschinenantrieb unabhängigen Motors durchzuführen. Hierzu ist aber ein Motor

IS vorzusehen, der die Tro-nmel einerseits während der Phase des Aufrollens mit einer progressiv abfallenden Winkelgeschwindigkeit antreibt, andererseits aber während der Phase des Abrollens in entgegengesetztem Sinne v/irksam ist. Weiterhin ist es nötig, sowohl wahrend der Phase des Aufrollens als auch während des Abrollens das an der Trommelachse angreifende Drehmoment im wesentlichen konstant zu halten.

Um dies zu ermöglichen, ist vorgeschlagen worden, besondere Motore, sog. Schlupf:notore, in Verbindung mit einem geeigneten Reduktionsgetriebe zu verwenden. Diese Lösung besitzt jedoch zahlreiche Unzulänglichkeiten. Die Motore müssen für jeden Anwendungsfall besonders ausgelegt sein, so da3 eine große Typenzahl erforderlich ist. PUr den Anwender und für den Konstrukteur der Maschinen stellt

^o diese Verschiedenartigkeit oder Typenvielfalt einen gewichtigen Nachteil dar. Die Motore besitzen ein. großes Trägheitsmoment und erreichen daher nur eine geringe Beschleunigung. Benötigt man größere Antriebsmomente, so werden 12-polige Asynehronmotore benutzt, deren Nutzmoment ausreicht, um mit einem beträchtlichen Schlupf

anzulaufen. Aus diesem Grunde kann das Reduktionsverhält-009809/124 8 ^{BA8 0BlG!NAL}

nis zwischen *"-;1.;·>γ un;l (!»-'triebe keine £rö3eren De tr'ige annehmen. Einerseits könn-ίϊ. die !!aximal3esohwindip;keiten und Hini.nalitesehwindigkeiten der Uicke!trommel nicht die ruvrüischten I'.:tlre:nwerte annehmen, andererseits will man .:;'"i~lichst langsam drehende Hot-ore verwenden, die jedoch tourer uni sperriger sind. Schließlich ist zu berücksichtigen, da3 aufgrund der besonderen Eigenschaften eines jeden Motors spätere Änderungen (wie beispielsweise die Auswechslung des Kabels oder eine Veränderung der Gele schwindigkeit) nicht nur sehr teuer und schwierig, sondern auch undurchführbar sein können.

Es ist ferner bekannt, elektromagnetische Kupplungen zu verwenden, die von einem Reihenschlußmotor angetrieben werden, und denen ein geeignetes Reduktionsgetriebe nachgeschaltet ist. Solche Kupplungen sind sehr teuer, sie besitzen Verschleißteile, die sich bei normalem Betrieb abnutzen, können bei höheren Temperaturen nicht eingesetzt werden, müssen mit einem Dauerstrom gespeist werden und haben den großen Nachteil, dai das Übertragungsmoment

bei steigendem Schlupf erheblich anwächst. Dieses Betriebsverhalten erfordert den zusätzlichen Einsatz einer komplexen elektrischen Regelschaltung,um ein konstantes Moment bei variabler Geschwindigkeit sowohl beim Aufrollen als auch beim Abrollen, wo die Schwierigkeit infolge der Inversion des Drehsinnes der Trommel noch größer ist, aufzubringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit technisch einfachen Mitteln ein in weiten Grenzen JiO konstantes Drehmoment unabhängig vom Auf wickelzustand erzeugt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine magnetische Kupplung mit mindestens einem mit dem Motor verbundenen Kupplungselement und einem mit der Wickeltrommel verbundenen Antriebselement.

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Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß es möglich 1st, einen beliebigen Motor einzusetzen, vorausgesetzt, da3 er die erforderliche Kindestdrehgeschwindigkeit aufbringt. Es können beisplels-

Z weise elektrische, hydraulische, pneumatische Hotore, Wrbrennungsmotore, Turbinennotore usw. eingesetzt werden. Kg kann jede Art von Elektromotor verwendet werden. Diese Freiheit Lei der Wahl des Motors, die den Einsatz von Standardmotoren anstelle von SpezialMotoren, die für

Ic jeden Einzelfall gesondert ausgesucht v/erden müssen, erlaubt, ermöglicht es dem Konstrukteur und dem Anwender die !laschinen außerordentlich vorteilhaft einzusetzen und. zu bauen.

Die nach der Erfindung zu verwendenden Kupplungen besitzen 1[~ zwei koaxiale Elemente, die gegeneinander verdrehbar wind. Eines dieser Elemente besteht aus ferromagnetischem, vorzugsweise hartmagnetischem Material, das andere Element enthält einen ein multipolares alternierendes Magnetfeld atifbauenden Induktor, dessen Pole durch die Symmetrie der Drehung um die Drehachse aufeinanderfolgen. Das Magnetfeld, das von Elektromagneten erzeugt sein kann, v/ird jede cn vorzugsweise von Permanentmagneten aufgebracht. Golche Kupplungen erlauben einen Schlupf zwischen dem Motorelement und dem Antriebselement, wenn sie aus hartmagnetischem Material bestehen, ohne daß das Übertragungsrnoment verschwindet; die Höhe dieses Momentes bleibt sogar praktisdi konstant.

Es gibt zwei Typen von Hystefesekupplungen: a) mit harttiagi-etischem Material: in diesem Fall wird ^o das Moment sogar übertragen, wenn kein Schlupf vorhanden ist (dies ist der Fall bei der Kupplung von Allevard-Ugine).

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b) Aus weichmagnetischem Material: in diesem Fall wird nur dann ein Moment übertragen, wenn ein Schlupf vorhanden ißt, jedoch schwach (dies ist bei Elektrophon-Motoren der Fall).

Durch eine Erhöhung der Anzahl der entsprechender, Kupplungselement e einerseits an der Ausgangswelle des Motors, andererseits an der Antriebswelle der Trommel, kann der Betrag des Übertragungsmomentes beliebig erhöht werden.

Im allgemeinen soll sich die Trommel langsam drehen, und zwischen Kupplung und Trommel wird ein Reduziergetriebe, vorzugsweise ein Reversiergetriebe, eingesetzt.

Vorteilhaft wird wenigstens ein Antriebselement der Kupplung mit Kühlelementen, beispielsweise Ventilatorflügeln, versehen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird als Magnetkupplung eine Magnetpuder-Kupplung verwendet. Bei diesem Kupplungstyp enthält der Raum zwischen den beiden koaxialen Elementen ein Puder aus ferromagnetischem Material. Ist kein Magnetfeld vorhanden, so ist die Kopplung zwisohen den beiden Elementen nahezu gleich Null. Dagegen steigt sie an, wenn durch einen Magneten oder eine elektromagnetische Verstärkung ein Magnetfeld erzeugt wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die einzige in der Zeichnung dargestellte Figur näher erläutert. Hier ist eine Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, die mit einem Reduziergetriebe ausgestattet ist, dessen Eingangswelle und Ausgangswelle rechtwinklig zueinanderstehen. Die Vorrichtung enthält zwei Kupplungen.

In der Zeichnung ist der Motor mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Seine Ausgangswelle 2 treibt die beiden gleichartigen Kupplungselemente 3 und 3¹* die mit Lüftungs-009809/1248 -

fl'-i.rsln. versahen sind. Die beiden aiJeron Kuppluri selemente 4 und H-¹ sind starr .::it der "ingangswelle des reversierbaren Reduziergetriebes 5 unter Zv;i-,oh?n.?ch^l⁴;unr einer Halterung C verbunden. I'ie Ausf-an-jsv/elle 7 ac-c Jotriebes 5 treibt die Trommel Z, auf '.:elcher sich Iiq Kabel

9 in mehreren Jbereinanderangeordric-te:: La--en abs pult oder aufwickelt. Die Kuprlunjc-n. el:. I In einen, dlc^v.v al-Seschlosnerien Kau·:: angeordnet-, der ν^n einer:. :-eh^:x;.~e 1 umgeben ist. Das Gehäuse' Io stützt sich eir.erseits am !!otor^e--;^:'une und andererseits am Oetriefce^ehrluse ab.

Ss ist erkennbar, da2 es bei Stillstand der Maschine h'Je-j— lieh ist;, den :!otor 1 in Betrieb zu halten und ihn r.it normaler Jeschv.'indigkeit laufen zu lassen, da die motor-

seiti^en Kupplungselemente auf den entsprechenden Anti'ier s - π
"^ elementen gleiten können. Hierdurch v;ird das erfordorliohe konstante Moment übertragen, so da.3 das Kabel vor:. Motor mit der gewünschten Spannung aufgerollt v:ird.

'.Venn sich die Maschine dem Befesti^ungspunkt des Kabels nähert, treibt der Motor die Trommel, um das Kabel aufzurollen; zv^ischen den motorseitigen und den getriebeseitigen Kupplungselementen entsteht ein Schlupf, der dem Aufwiekelsustar 1 des Kabels entspricht, das llbertra.2un;_rjmoRient bleibt jedoch unabhänrig von dem "-rad der Aufv/icklung; des Kabels konstant.

Entfernt die Maschine sich von dem Befesti^ungspunkit des Kabels, so rollt dieses sich aufgrund der 3ev;egunr von der Trommel ab. Die getriebeseitisen Kupplungselemente drehen nun in einer Drehrichtung, die der vorherigen Drehriehtung und der Drehrichtung der zugehörigen motorseitigen iiupplungselemente entgegengesetzt ist. Das konstante Über-, tragene Moment sorgt in diesem Zeitraum und bei dem darauffolgenden Stillstand für die erforderliche Bremsung.

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Durch die ^ombination einfacher technischer "it⁴;el (Motor, Getriebe) die keine besonderem Charakteristiken aufweisen müssen, liefert die Erfindunr eine anpassungsfähige und billige Lösung des Problems der Zuführung- vj.:

Energie zu bewegbaren Maschinen. Die verwendbaren M.) tore sind Stnndardmotore. T:n Repera tür fall öler ir. dorn Falle, da 5 os gewünscht wird, sie p,;e,-er. entsprechende "auteile ini⁴: anderen Leistungscharakteristiken auszutauschen, sind sie leicht auszuwechseln. Ferner icar.n ;ler V.frt des '''hertragui gsniomentes leicht verändert werden; es gen'I^t, die Kupplungen durch eine gr'i.rere Anzahl von "upplunger. einheitlicher Kapazität zu ersetzer, oder ihre Zahl zu erhöhen. V.'ählt man Kupplungen :nit ^erin^em Raumbedarf, so kann die Verrichtung so konstruiert sein, da³ eine

¹^ Vergröi3erung der Kuppluncszahl ohne Schwieri^kei' en mißlich ist. Aufnruad des geringen Raumbedarfes der "upplunjren lassen diese sich leicht innerhalb eines dichten lehäuses unterbringen; dies ist besonders v.'ichti··, wenn die "aschine in einer verunreinigten .V "vosphäre arbeitet. c'chlieJlich kann das '''bersetzungsverlrilVr.is z.;ischen dor ieschwindi ;-keil der Aus^angsv/elle des '"otors und der Trom innerhalb weiter drenzen gewählt werden.

In vielen Fällen ist das auf- und abzuwickelnde Kabel eine elektrische Leitung, es kann Jedoch auch andersartiger Ur.tur sein, beispielsweise ein biegsamer Schlauch für die Zuführung eines gasförmigen oder flüssigen Stronungsmittels.

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OWlQiNAL

Claims

- 8 -Ansprüche

1. Vorrichtung zum Aufrollen und Abrollen von ZufÜhrungsleitungen für bewegte Maschinen, mit einer Wickeltrommel, einem Antriebsmotor und einer Kupplung, g e k e η η zeichnet durch eine magnetische Kupplung mit mindestens einem mit dem Motor (l) verbundenen Kupplungselement (3iJ^!) und einem mit der Wickeltrommel (8) verbun-■ denen Antriebselement (4,4^!)·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung mindestens ein ferromagnetisches Kupplungselement und ein ein Magnetfeld erzeugendes Kupplungselement besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eines der Kupplungselemente aus einer Legierung mit Hystereseverhalten besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ~5, dadurch gekennzeichnet, daß das motorseitige Kupplungselement mit Ventilationsflügeln versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Antriebselement und die Wickeltrommel ein reversierbares Reduziergetriebe geschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kupplungen vorhanden sind.

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7· Vorrichtnr.j. naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch cekennzeich.net, daß die Kupplungen in einem dioht abschließenden Gehäuse untergebracht sind.

B. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine magnetkupplung Mit im Magnetfeld angeordnetem Magnetpuder.

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