DE2210806C3 - Elektrisch gesteuerte bistabile Drehwerksbremse - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch gesteuerte bistabil«; Drehwerksbremse für Drehkräne mit einem axial bewegbaren Anker, der zum Lüften der Bremse der Wirkung von elektromagnetischen Mitteln ausgesetzt ist.

Eine derartige Drehwerksbremse für Drehkräne, insbesondere Turmdrehkräne, dient dazu, das Drehwerk während des Kranbetriebs gegenüber dem Kranunterteil festzulegen.

Bei einem während des Drehens des Turmes plötzlich auftretenden Stromausfall muß die Bremse automatisch festziehen, um zu vermeiden, daß der Kran infolge seiner Trägheit oder durch Windeinwirkung eine eingeleitete Drehbewegung fortsetzt Bei außer Betrieb gesetztem Kran muß die Bremse des Drehwerks gelöst sein, damit der Ausleger sich selbst in die Windrichtung einstellen kann. 1st der Kran außerdem vom Stromnetz völlig getrennt, soll die Bremse dennoch gelöst bleiben. Es ist ein mittels Verschiebeankermotor angetriebenes Drehwerk bekannt, bei dem als Drehwerksbremse die Bremse des Motors verwendet wird (DT-PS 9 56 882). Es ist dort ferner ein mit dem Hauptschalter verbundenes Gestänge oder ein vom Hauptschalter betätigbarer Lüftmagnet vorgesehen, dem beim Ausschalten des Hauptschalters ein Steuerimpuls zugeführt wird, der die Drehwerksbremse lüftet, das heißt den Verschiebeanker des Drehmotors aus der Bremsstellung löst Die stabile Stellung dieser Bremse beim Ausschalten des Hauptschalters wird durch eine außerhalb der Bremse befindliche mechanische Verriegelung erreicht, für deren Loslösen beim Wiedereinschalten des Hauptschalters zusätzliche Mittel vorgesehen werden müssen.

Aus der GB-PS 5 36 281 ist ein bistabiler, elektromagnetischer Stellantrieb bekannt, der eine elektromagnetische Spule in einem Magnetjoch aufweist. Die Spule umschließt einen axial beweglichen, nichtmagnetischen Stellschaft, an dessen oberem Ende der Stellkörper angeordnet ist Den Stellschaft drückt eine Feder nach oben. Durch die Erregung der Spule wird der Stellkörper gegen die Federkraft nach unten bewegt und auch nach Unterbrechung der Stromzufuhr zu der Spule durch einen Dauermagneten in seiner Stellung gehalten. Innerhalb der Spule ist, isoliert von dieser, eine leistungsstarke Ausschalt- oder Auslösespule vorgesehen, durch deren Wirkung der magnetische Haltekreis der Spule unterbrochen und der Sicllkor per freigegeben wird.

Ein anderer bekannter bistabiler elektromagnetischer Stellantrieb (GB-PS 6 21011) besteht aus einem ringförmigen Dauermagnet mit zwei Polteilen aus remanentcm Stahl, von denen der untere Polteil einen nach oben gerichteten Kern aufweist, der in den oberen, ringförmigen Polteil hineinragt. Im Luftspalt zwischen den beiden Polteilen ist eine Spule angeordnet. Eine kreisförmige Scheibe ist federnd oberhalb des Dauermagneten aufgehängt und wird in ihrer Bewegungsrichtung nach oben durch einen nicht-magnetischen Anschlag begrenzt.

Des weiteren ist ein Bremsmotor mit einer Dauermagnetbremse bekannt, bei deren elektromagnetisch betätigbaren Bremsscheibe anstelle der sonst verwendeten Bremsfeder ein Dauermagnet vorgesehen ist, der zusammen mit einer Bremslüftspule die Wirksamkeit der Scheibenbremse steuert (US-PS 32 24 540 und 35 12 618).

Die bekannten Vorrichtungen nehmen aufgrund ihrer Konstruktion nach dem Abschalten des elektrischen Stroms nur eine der beiden Stellungen der Bremse ein, entweder die Luft- oder die Bremsstellung, ohne daß eine Auswahl der gewünschten Stellung möglich ist.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Bremse zu schaffen, die in der Drehruhestellung, während des Drehbetriebes des Krans und bei Stromausfall mit einfachsten Mitteln automatisch in geforderter Weise steuerbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Bremse der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der Anker zwischen einer Bremsscheibe und einem Magnetjoch angeordnet ist, das für die Steuerung der Bremslüftung einen von

esi einer Spule umgebenen Kern aus hochrema-Material aufweist, dessen Remanenz aufhebbar "Tmd daß Schalter derart in einem die Spulen) ";n elektrischen Stromkreis vorgesehen sind, ' ι einerseits beim Verschwenken des Krans f en«!»»" und andererseits gleichzeitig ein parallel i*Spule geschalteter Kondensator aufgeladen wird '*mi bei Stromausfall bzw. bei Beendigung des '· «Siwenkvorgangs der Kondensator sich über die Spule '^r Entmagnetisierung entlädt

Durch diese Lösungsmerkmale ergibt sich der Vorteil,

A B währerd des Verschwenkens des Krans die Bremse

^«rseits automatisch gelüftet ist und andererseits der

kondensator aufgeladen wird, der nach Beendigung der

«chwenkbewegung die Bremsung einleitet. Diese

«dlaitung arbeite* somit auch bei Stromausfall. Zugleich

läßt sich eine Bremslüftung für die absolute Ruhestel-

w des Krans bewirken, damit sich der Kran im Wind ausrichten kann.

angezogen, der Kern 2 magnetisiert und die Bremsscheibe 11 freigegeben. Anschließend kann der Strom wieder abgeschaltet werden. Der zentrale Kern 2 bleibt magnetisiert und hält den beweglichen Anker 5 gegen das Magnetjoch 1 angezogen. Zwischen dem Joch und dem Anker besteht ein Magnetfluß.

Für die Rückkehr in die erste stabile Stellung, das

heißt mit angezogener Bremse= genügt es, durch die als

Entmagnetisierungsspule bezeichnete Spule 4 kurzzei-

tig einen elektrischen Stromstoß hindurchzuschicken.

Die Spule 4 und der angelegte Strom sind derart

ausgebildet, daß die Remanenz des Kerns 2 aufgehoben

wird. Die Feder 13 stößt den beweglichen Anker 5 ab

und drückt den Reibungsbelag 6 gegen die Bremsscheibe Il an.

Die Steuerung dieser Vorgänge erfolgt von einem Relais R (Fig.3) aus, das gleichzeitig einen ersten Kontakt K_u einen zweiten Kontakt K₂ und einen dritten Kontakt K₃ betätigt. Der Anschluß dieses Relais R ist

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richten kann. KoniaKi λ. 3 Deiaugi. uer /\nbuiuuu um« ■"■""■■ ·* ■-·

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich 20 aus der dreiphasigen Speiseleitung für einen Dreh- «is den Unteransprüchen. werksmotor M des Krans abgezweigt

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung an Die Kontakte K_x und K₃ schließen sich automatisch,

u A eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbei- wenn der Drehteil des Krans geschwenkt wird. Sie

^eIs beschrieben. Es zeigt öffnen sich, sobald über die Steuerung der Befehl zum

''Ve 1 und 2 Schnittansichten der bistabilen Bremse 25 Anhalten der Schwenkbewegung gegeben wird oder

• aneezogener bzw. gelüfteter Stellung, wenn ein Stromausfall auftritt.

Fe 3 schematisch ein Relais mit drei Steuerkontak- Der erste Kontakt /C, ist mit der Spule 3 in Reihe

η piner Abzweigung der dreiphasigen Stromversor- verbunden. Parallel hierzu sind in Reihe der dritte ^tenl _edes Krans und Kontakt K₃, der zweite Kontakt K₂ und die Spule 4

^FiK 4 ein Blockschaltbild der drei Kontakte, einer 30 geschaltet. Nach dem dritten Kontakt K₃ zweigt eine M eneiisierungsspule und einer Entmagnetiskrungs- Leitung zu einem parallel zu dem zweiten Kontakt K₂ ute mit parallel liegendem Kondensator. und der Spule 4 liegenden Kondensator Cab

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Drehwerksbremse weist ein topfförmiges Magnetjoch 1 aus weichem Stahl auf das einen zentralen ringförmigen Kern 2 aus einem Material mit hoher Remanenz umschließt. Es handelt sich hierbei beispielsweise um ein Material, das auch für die Herstellung von Permamagneten verwendet wird. Zwei Spulen 3 und 4 umgeben kreisförmig und konzentrisch den zentralen Kern 2.

Das Magnetjoch 1 mit seinen Wicklungen arbeitet mit einem beweglichen Anker 5 aus Wcichstahl zusammen, der mit einem Reibbelag 6 versehen ist. Der Anker 5 weist zwei Vorsprünge 7 auf, die in radialer Richtung über den Umfang hinausragen und in zwei Längskehlen 8 eines Mantels 9 der Bremse gleiten. Der Mantel 9 besteht gleichfalls aus einem magnetischen Material. Der Anker 5 ist axial in die Richtungen des Doppelpfeils 10 frei verschiebbar und wird bei jeder Drehung des Mantels mitgenommen.

Unterhalb des Belags 6 ist eine Bremsscheibe 11 angeordnet, die fest mit einer abzubremsenden Welle 12 verbunden ist.

fine Feder 13, die den Belag 6 des Ankers 5 gegen die Bremsscheibe 11 andrückt, ist im Innern des Kerns 2 zwischen dem Anker 5 und einer Stellschraube 14 angeordnet, die in eine Durchführung auf der Oberseite des Magnetjochs 1 eingeschraubt ist. Die Einstellung dieser Schraube 14 reguliert die Größe der Bremskraft, die auf den Belag 6 ausgeübt wird. Die Bremse arbeitet folgendermaßen: In der ersten stabilen Stellung, d. h. im angezogenen Zustand der Bremse (F ig. i), drückt die Kraft der Feder 13 den Belag 6 an die Bremsscheibe 11 an. Fur den Übergang in die zweite stabile Stellung, bei gelüfteter

Parallel zum ersten Kontakt K\ ist ein Steuerknopf B geschaltet, der sich beispielsweise auf dem Steuerpult des Krans befindet und die Bremse löst, um den Kran nach dem Außerbetriebsetzen in die Windfahnenstellung übergehen zu lassen.

Bei jeder Drehschwenkung des Krans lädt sich der Kondensator C über den geschlossenen dritten Kontakt K₃ auf. Wird der dritte Kontakt K₃ geöffnet und der zweite Kontakt K₂ geschlossen, entlädt sich der Kondensator C über die Entmagnetisierungsspule 4. Der Anker 5 wird dadurch freigegeben und nimmt unter dem Druck der Feder 13 nach der Stellung gemäß F i g. 2 die in F i g. 1 gezeigte Stellung ein.

Zu Beginn der Drehschwenkbewegung des Krans fließt über den ersten Kontakt K\ Strom in die Erregerspule 3, wodurch die Bremse gelüftet wird; gleichzeitig wird über den geschlossenen dritten Kontakt Ki der Kondensator C geladen und über den geöffneten zweiten Kontakt /(2 die Entmagnetisierungsspule 4 stromfrei gehalten.

Die Drehschwenkbewegung wird angehalten, indem der erste Kontakt K\ den Kreis der Erregerspule 3 öffnet; der zweite Kontakt K₂ die Verbindung mit dem Kondensator C herstellt, der sich über die Entmagnetisierungsspule 4 entlädt. Die Bremse ist dann angezogen. Bei Stromausfall läuft dieser Vorgang in der gleichen Weise ab, da der Stromausfall einen Spannungsimpuls über die Entmagnetisierungsspule 4 auslöst.

Um den Kran in der Art einer Wetterfahne aufzustellen, genügt es, den Knopf B kurzzeitig zu drücken, der die Erregerspule 3 unter Spannung setzt. Die Bremse wird dadurch gelüftet. Wenn der Knopf B losgelassen wird, verbleibt die Bremse durch die remanente Wirkung des Kerns 2 gelüftet. Die Entma-

geladen wird.

In die elektrische Schaltung kann eine Signallampe eingefügt werden, die es ermöglicht, die angezogene oder freie Stellung der Bremse anzuzeigen.

Anstelle der beiden Spulen 3 und 4 kann die Bremse auch mit einer einzigen Spule ausgerüstet sein. Die Erregung dieser Spule erfolgt dann durch die Polung des Stromes in eine bestimmte Richtung, die Entmagnetisierung durch Umpolen der Stromrichtung. Die Größe des Entmagnetisierungsstromes wird dabei durch einen Widerstand im Stromkreis der Spule begrenzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   1 · Elektrisch gesteuerte bistabile Drehwerksbrem-

   , für Drehkräne mit einem axial bewegbaren . Anker, der zum Lüften der Bremse der Wirkung von elektromagnetischen Mitteln ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Anker (5) zwischen einer Bremsscheibe (11) und einem Magnetjoch (1) angeordnet ist, das für die Steuerung der Bremslüf tung einen von zumindest einer Spule (3 und/oder 4) umgebenen Kern (2) aus hochremanentem Material aufweist, dessen Remanenz aufhebbar ist, und daß Schalter (Ali, K₂, K3) derart in einem die Spule(n) enthaltenden elektrischen Stromkreis vorgesehen sind, daß der Kern einerseits beim Verschwenken des Krans magnetisiert und andererseits gleichzeitig ein parallel zur Spule geschalteter Kondensator (C) aufgeladen wird und bei Stromausfall bzw. bei Beendigung des Schwenkvorgangs der Kondensator sich über die Spule (4) zur Entmagnetisierung entlädt
2. 2. Drehwerksbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spulen (3,4) den Kern (2) umgeben, wobei die erste Spule (3) den Kern (2) magnetisiert und die zweite Spule (4) den Kern (2) entmagnetisiert und wobei die Schalter (Al 1. K 2, Ki) Kontakte eines an die Zuleitungen des Drehwerkmotors (M) angeschlossenes Relais (R) sind, von denen der erste Kontakt (K 1) in Reihe mit der ersten Spule (3), der zweite Kontakt (K 2) in Reihe mit der zweiten Spule (i) und dem dritten Kontakt (K 3) angeordnet ist, der das Aufladen eines parallel zur zweiten Spule (4) und zum zweiten Kontakt (K 2) geschalteten Kondensators (C) steuert
3. J. Drehwerksbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein manuell zu be.'ätigender Steuerknopf (B) parallel zum ersten Kontakt (K 1) an die erste Spule (3) angeschlossen ist.
4. 4. Drehwerksbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) von einer Spule umgeben ist, die zur Magnetisierung bzw. Entmagnetisierung des Kerns (2) mittels Schalter umpolbar ist
5. 5. Drehwerksbremse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse in an sich bekannter Weise zwischen dem ortsfesten Kranunterteil und dem drehbaren Kranturm direkt oder über ein Getriebe angeordnet ist.