DE2460355C3 - Antrieb für Hubvorrichtungen mit zeitweise auftretender mechanischer Überlastung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Hubvorrichtungen mit zeitweise auftretender mechanischer Überlastung, vorzugsweise für Rechenreiniger und andere Hubwerke in Kläranlagen und Wasserreinigungsanlagen, mit einer Meßvorrichtung zum Messen der Überlast und einem Steuersatz zur Abschaltung des Antriebs, wobei die Hubvorrichtung bei Überlast mit verminderter Hubgeschwindigkeit angetrieben wird oder zum Stillstand kommt und die Abschaltung des Antriebs zeitlich verzögert nach Eintreten der Überlast erfolgt.

In Kläranlagen und Wasserreinigungsanlagen gibt es eine ganze Reihe von Hubvorrichtungen, z. B. bei Rechenreinigern die Reinigerharke, welche gegen Überlast zu schützen sind. Überlast tritt beispielsweise dadurch auf, daß an dem zu reinigenden Rechenrost eine solche Menge von Schmutzstoffen angesammelt ist, daß der Rechenreiniger diese Schmutzstoffe nicht mehr entfernen kann. Im Überlastungsfall muß der Rechenreiniger ausgeschaltet werden, und es muß ein Signal oder dergleichen für das Bedienungspersonal gegeben werden. Üblicherweise wird eine Drehmomentstütze verwendet, bei welcher bekanntlich das Reaktionsmoment des Antriebs bis zu einer Größe des Nennmomentes durch eine Federvorspannung aufgebracht wird. Im Überlastungsfall, d. h. bei Überschreitung des Nennmomentes, gibt die Feder der Drehmomentstütze nach und die Drehmomentstütze wird gegenüber ihrer Nullage im Normalantriebsfall verschwenkt Diese Verschwenkung kann mit einfachen Mitteln abgegriffen oder zur Betätigung eines Endschalters benutzt werden.

Bedienungstechnisch bedeutet eine solche Drehmomentstütze eine wirksame Vermeidung von Überlastung der Vorrichtung. Der Antrieb wird stillgesetzt und -ίο die Störqueile kanji manuell beseitigt werden. Für alle Anwendungsfälle, bei denen die Anlage nicht durch einen Mehrschichtenbetrieb des Personals 24 Stunden pro Tag überwacht wird oder bei welchen auf Grund der Kleinheit der Anlage keine Paralleleinheit der Vorrich tung vorhanden ist, um gegebenenfalls Überlastungs stöße aufzufangen, stellt die angegebene Art der Überlastsicherung ein gewisses Risiko dar. Bei der Überlast nämlich ist in der Regel auch die größte verfahrenstechnische Beanspruchung der Vorrichtung vorhanden und gerade in diesem Fall dürfte der Antrieb nicht einfach ausgeschaltet werden. Dieser Umstand gilt auch bei einer Vorrichtung, bei der auslegungsgemäß das Nenndrehmoment beispielsweise verdoppelt sei. Auch hier führi die Überlastung zum Abschalten der Vorrichtung. Eine echte Überlastreserve ist daher durch eine Drehmomentstütze nicht gegeben.

Auch von mechanischer Seite her ist die Drehmomentstütze vor »Hern in der Form der Wippenverlagerung mit manchen Nachteilen behaftet. Das einzelne Teil, z. B. die Feder und die Wippenkonstruktion, unterliegt nicht nur der Korrosion und bedarf einer größeren Wartung, sondern ist letztlich auch in ihrer Funktion und das sogar bei ihrem einfachen Aufbau störanfällig. Außerdem ist bei den benutzten Endschal tern mit Fehlern zu rechnen, sowohl bei der Einstellung als auch im langjährigen Einsatz. Bei der stets vorhandenen Federtoleranz ist außerdem die genaue Einstellung auf das vorgegebene Nenndrehmoment schwierig, wenn man nicht jede einzelne Feder vorher im Prüfstand genau mißt.

Eine der möglichen Steuerungen des Antriebs von Hubvorrichtungen der genannten Art ist beispielsweise für einen Reehenreiniger in der österreichischen Patentschrift 2 14 372 beschrieben:

Der eingeleitete Reinigungsvorgang wird entweder im Dauerlauf oder im Pausenlauf betrieben. In der Pause oder bei Stillsetzen wird der Reehenreiniger über einen Nachlauf mit Endschalterabschaltung in die End- und neue Ausgangsposition gebracht. Bei Pausenlauf ist die Pausenzeit einstellbar. Außerdem ist bei Neubeginn des Arbeitsspiels die Abfahrtbewegung bevorzugt. Durch ein zusätzliches Zeitschaltwerk wird der Antrieb stillgesetzt, falls die Endposition nicht in der vorgesehenen Zeit erreicht wird. Hierdurch soll eine Selbstüber- wachung gegenüber Störungen, beispielsweise durch Überlasten infolge eines mechanischen Hindernisses, gegeben sein. Diese Überlastabsicherung ist jedoch ungeeigneter als die zuerst beschriebene Drehmomentüberwachung. Tritt nämlich schon zu Beginn oder

während des Arbeitsspiels eine Überlast auf, so bleibt der Antrieb bis zum Ablauf der vorgesehenen Spieldauer eingeschaltet und kann die Vorrichtung durch Überlastung beschädigen.

Die am Beispiel der Reinigungsharke von Rechenrei-

nigern erläuterte Art von Hubvorrichtung mit zeitweise auftretender mechanischer Überlastung ist gattungsgleich bei anderen Vorrichtungen mit Hubwerken in Kläranlagen und Wasserreinigungsanlagen vorhanden.

ζ. B. bei Siebmaschinen mit endlos umlaufenden Siebfeldern, wie Siebtrommel, Siebbändern, oder mit endlos umlaufenden Reiniguugselementen, wie Umlaufrechen, oder mit periodisch hin- und herfahrenden Reinigungselementen, wie normale Rechen-einiger, oder bei Räumschilden für Sink- und Schwimmstoffe, die an verschiedenen Positionen ihrer Hubstrecke durch unterschiedliche Störgrößen mechanisch überlastet werden können. Obwohl die Erfindung vorzugsweise am Beispiel eines Rechenreinigers erläutert wird, gilt der Erfindungsgedanke in gleicher Weise für die eben genannten Vorrichtungen mit ihren ähnlich zeitweise überlasteten Antrieben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für Hubvorrichtungen, mit zeitweise auftretender mechanischer Überlastung, vorzugsweise für Rechenreiniger in Kläranlagen, zu entwickeln, der sich selbsttätig an die auftretenden Überlastungsfälle anpaßt, wobei gleichzeitig eine Verbilligung und eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Sicherheit der verwendelen Elemente und der ganzen Vorrichtung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Antriebsmotor ein Drehfeldmagnet verwendet wird. Als Drehfeldmagnete werden bekanntlich elektrische Antriebseinheiten bezeichnet, die im Aufbau einem normalen Drehstrommotor entsprechen, die jedoch so ausgelegt sind, daß sie im Stillstand dauernd eingeschaltet bleiben können und dabei wie ein Drehmagnet wirken. Bei der Erfindung wird der Drehfeldmagnet einerseits als Antriebseinheit mit großem Stillstandsmoment und andererseits als weiterwirkende Antriebseinheit für den Fall der überwundenen Überlast verwendet. Die Verwendung des Drehfeldmagneten bedeutet nicht nur das Entfallen der bisher üblichen Drehmomentstütze und der damit verbundenen Störungen und Schwierigkeiten bei der Einstellung, sondern gleichzeitig werden mehrere Elemente und Sicherheitsfunktionen in einem Element vereinigt und zusätzlich eine neue Betriebsweise erreicht.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Antriebsmotor nach Ausschaltung bei Überlast nach einer weiteren zeitlichen Verzögerung in Hubrichtung erneut eingeschaltet wird. Bei Nachlassen des Antriebsmomentes, durch Abschaltung des Antriebs tritt eine Dekompression der Störung, z. B. des Rechengutes, auf. Durch diese Dekompression ist eine Veränderung der Struktur der Störquelle gegeben, wodurch sie im zweiten Anlauf der iiormalen Hubbewegung beseitigt werden kann und der automatische Betrieb fortgesetzt werden kann. Es ist vorteilhaft, den Antrieb nicht selbsthemmend auszubilden, damit die Dekompression nach Abschaltung der Antriebskraft selbsttätig erfolgen kann und der Antrieb dadurch den Rücklauf automatisch durch die vorher angespeicherte Kompression wie bei Entlastung einer Federvorspannung erfahren kann. Nach Art der Störquelle kann diese Maßnahme völlig ausreichen, um bei einer Wiedereinschaltung des Antriebs nach einer gewissen Zeit die Störung zu überwinden. In anderen Fällen wird nach einer Weiterbildung der Erfindung der Antriebsmotor zwischen Ausschaltung bei Überlast und erneuter Einschaltung in Hubrichtung kurzzeitig entgegen der Hubrichtung eingeschaltet. Hierzu wird zweckmäßig ein Umschalter für den Antriebsmotor vorgesehen, der von einem Zeit- oder Weg- oder Kraftmeßelement betätigt wird.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn für die Anwendungsfälle besonders häufiger und schwerer Überlastungen bei Rechenreinigern während des Rücklaufs eine zusätzliche Harke oder dergleichen eingeschwenkt

S wird, welche das Rechengut in einer Richtung entgegengesetzt zur Hubrichtung ein wenig zurückführt. Dabei wird das Rechengut umgewälzt, in eine neue Lage gebracht und aus den zur Störung führenden Verkeilungen gelöst Die erneute Einschaltong des Antriebs kann daher zur Beseitigung der Überlast führen und den weiteren automatischen Verlauf des Hubantriebs sicherstellen.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung wird an Hand der Abbildung beispielsweise beschrieben, wobei als Beispiel ein kreisender Rechenreiniger für einen Rechen mit gekrümmten Stäben, ein sogenannter Bogenrechen, gewählt wurde. In einem Kanal 1 ist ein Rechenrost 2 quer zur Fließrichtung 3 des mit Schmutzstoffen beladenen Abwassers eingebaut Die Schmutzstoffe schlagen sich als Rechengut 4 am Rechenrost 2 nieder und werden von der umlaufenden Hubvorrichtung 6 abgestreift und über Flur in eine Rinne geworfen. Als Antriebsmotor 7 ist ein Drehfeldmagnet vorgesehen. Im Überlastfall wird dieser Antriebsmotor 7 abgebremst oder ganz zum Stillstand gebracht. Der Drehfeldmagnet ist jedoch in der Lage, die aus der Überlast resultierende Mehrbelastung zu ertragen und auch sogar im Stillstand eine Antriebskraft in der Hubrichtung 11 weiterwirken zu lassen. Am Antriebsmotor 7 kann nun eine Kenngröße des Motors abgegriffen werden und über eine Meßvorrichtung 9 mit einem Meßelement zur Steuerung des Steuersatzes 8 verwendet werden. Durch den Überlastungsfall verändert sich sowohl die Wicklungstemperatur des Antriebsmotors 7 als auch die Stromaufnahme. Ebenso ändert sich auch die Drehzahl des Antriebsmotors 7. Eine dieser Größen kann durch die Meßvorrichtung gemessen werden und kann zur Abschaltung des Antriebs verwendet werden. Der Abschaltungsimpuls der Meßvorrichtung 9 wird über eine Zeituhr 10 an den Steuersatz 8 weitergeleitet, so daß der Antrieb 7 über den Überlastungszeitpunkt hinaus eingeschaltet bleibt. Durch das im Überlastfall aufrechterhaltene Drehmoment wird das blockierte Rechengut 5 weiter komprimiert und kann zum Abwurf gebracht werden oder aber nach einer gewissen Zeit durch Abschaltung des Antriebs dekomprimiert werden. Entweder wird es nunmehr von Hand beseitigt oder durch den erneut eingeschalteten Antrieb mitgenommen oder aber durch einen kleinen Rücklauf der Hubvorrichtung 6 freigegeben. Das blockierte Rechengut kann nun frei zurückfallen und verändert dadurch wesentlich seine Verklemmungslage. Bei dem erneuten Eingreifen der Hubvorrichtung 6 in das Rechengut wird es in den meisten Fällen mitgenommen werden können und damit ist die Störung beseitigt.

Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung eines Drehfeldmagneten ist der Umstand, daß gegenüber dem bisher gekannten Antrieb mit einem normalen Elektromotor bei Überlastung und bei der damit verbundenen Verlangsamung des Antriebs das Antriebsmoment nicht steil ansteigt und daß dabei auch nicht nach kurzer Zeit das Kippmoment überschritten wird, welches schließlich zum Zusammenbruch des Antriebsmomentes führt. Bei dem verwendeten Antriebsmotor steigt vielmehr das Antriebsmoment bei Erreichen der Nennlast gleichmäßig mit abnehmender Hubgeschwindigkeit an oder bleibt ab einem gewissen Wert konstant.

Hierzu 1 Blatt Zdchnunecn

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Antrieb für Hubvorrichtungen mit zeitweise auftretender mechanischer Überlastung, vorzugsweise für Rechenreiniger und andere Hubwerke in Kläranlagen und Wasserreinigungsanlagen, mit einer Meßvorrichtung zum Messen der Überlast und einem Steuersatz zur Abschaltung des Antriebs, wobei die Hubvorrichtung bei Überlast mit vermin^ derter Hubgeschwindigkeit angetrieben wird oder zum Stillstand kommt und die Abschaltung des Antriebs zeitlich verzögert nach Eintreten der Überlast erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor (7) ein Drehfeldmagnet verwendet wird.

2. Antrieb für Hubvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aniriebsmotor (7) nach Ausschaltung bei Überlast nach einer weiteren zeitlichen Verzögerung in Hubrichtung (11) erneut eingeschaltet wird.

3. Antrieb für Hubvorrichtungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (7) zwischen Ausschaltung bei Überlast und erneuter Einschaltung in Hubrichtung (11) kurzzeitig entgegen der Hubrichtung eingeschaltet wird.

4. Antrieb für Hubvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb nicht selbsthemmend ist.

5. Antrieb für Hubvorrichtungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Rücklauf ein Umschalter für den Antriebsmotor (7) und ein Zeitoder Weg- oder Kraftmeßelement angeordnet sind.

6. Antrieb für Rechenreiniger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Rücklaufs eine zusätzliche Harke oder dergleichen eingeschwenkt wird, welche das Rechengut (5) entgegengesetzt zur Hubrichtung (11) ein wenig zurückführt.