DE323440C - Regelbare Motorbremse, insbesondere fuer elektrische Foerdermaschinen - Google Patents

Description

Im Betriebe elektrischer Fördermaschinen ist es aus Gründen der Einheitlichkeit zweckmäßig, auch die Bremsen elektrisch anzutreiben. Bisher ist es jedoch nicht gelungen, eine elektrisch betriebene Bremse zu bauen, die den besonderen Anforderungen des Fördermaschinenbetriebes vollkommen entspricht. Neben der großen Betriebssicherheit, die einfache und widerstandsfähige Bauart verlangt, und neben der einfachen Bedienung sind es auch noch besondere, in der Eigenart des Fördermaschinenbetriebes begründete Forderungen, die eine elektrische Bremse zu erfüllen hat.

Die Bremskraft bzw. der Bremsdruck soll regelbar, d. h. den jeweiligen Betriebszuständen, Lastgrößen und Geschwindigkeiten entsprechend genau einstellbar sein, was z. B. besonders beim Einlassen von Lasten in den Schacht von Wichtigkeit ist. Eine diese Regelbarkeit gewährleistendejAusführungsform hat bereits in der Praxis gute Erfolge gezeitigt.

Da die Bremsen häufig und oft plötzlich ein- und ausgeschaltet werden und die Bremswirkung in möglichst ^kurzer J; Zeit erreicht werden muß, soll der störende Einfluß der schnell zu beschleunigenden oder zu verzögernden Massen des Antriebsmechanismus, hauptsächlich des elektrischen Bremsmotors, auf die mit Hilfe des veränderlichen Motordrehmomentes einstellbare Bremskraft vermieden werden. Auch dürfen durch die genannte Massenwirkung keine zusätzlichen, stoßartigen Beanspruchungen im Bremsgestange auftreten, die sich auf die Fördertrommel, das Seil und die ; Förderschalen fortpflanzen und zu Brüchen, Unfällen und sonstigen Störungen Anlaß geben können.

Zur Unschädlichmachung dieser Massen-Wirkungen wurden bisher Federn oder Luftdämpfungen im Bremsgestänge verwendet. Ein anderes Mittel bildet die Anwendung einer sogenannten Gleit- oder Rutschkupplung. Eine solche stellt jedoch keineswegs eine für die fraglichen Betriebe genügend sichere Verbindung zwischen Bremsmotor- und Bremsgestänge dar, da das zu übertragende Drehmoment durch die Größe des Anpressungsdruckes der Gleitflächen bestimmt wird. Das Drehmoment ist somit abhängig von der Reibungszahl, also von der Beschaffenheit der Gleitflächen und des Schmiermittels, von der Temperatur, von der Gleitgeschwindigkeit usw., welche Größen ziernlich veränderlich sind. Auch ist versucht worden, die Massenwirkung des Bremsmotors durch eine z. B. mit Hubmagnet bewegte Bremse abzufangen, wobei diese Dämpfungsbremse durch Schaltung eines Kontaktes nur dann richtig wirkt, wenn ihre Auslösung im richtigen Augenblick erfolgt. Bei den betriebsmäßig veränderlichen Größen der Geschwindigkeit und Kraft des Bremsmotors kommt sie daher meist zu früh

oder zu spät zur Wirkung, so daß der Zweck, die Massenwirkung aufzuheben, nur unvollkommen erreicht wird. Die Massenenergie von Haus aus genügend klein zu halten, wird deshalb erfindungsgemäß angestrebt.

Die Massenenergie des Bremsmotors ist dem Quadrat der Drehzahl und dem Massenträgheitsradius proportional. Um die Drehzahl des Motors klein zu halten, muß bei gleicher ίο Leistung eine größere Motortype gewählt werden, die jedoch wieder ein größeres Trägheitsmoment besitzt. Auf diesem Wege ist es daher nicht möglich, die Massenenergie innerhalb brauchbarer Grenzen zu halten. Somit war es bisher unmöglich, die Bremskraft von der Wirkung der Massen des Bremsmechanismus (des Bremsmotors) in ausreichendem Maße frei zu halten, und die bloße Regelung des Motordrehmomentes ergab noch keine eindeutige, genau einstellbare Bremskraft, weil die Stoßwirkung der Massen erst ablaufen muß, bevor sich der richtige Wert der Bremskraft dem Motordrehmoment entsprechend einstellt.

Erfindungsgemäß wird als Antriebsmotor für die Bremse ein asynchroner Induktions-Kaskadenmotorsatz verwendet. 'Während bisher in Kaskade geschaltete Motoren nur zu dem Zweck verwendet wurden, um neben einer bestimmten Drehzahl vorübergehend z. B. die halbe bzw. doppelte Drehzahl durch die Kaskadenschaltung zu erreichen, um so z. B. für den Anlauf bei Bahnmotoren oder bei Drehzahlregelung einfache und wirtschaftliehe Schalt- bzw. Regelstufen zu erreichen, das Wesen der bisherigen Anwendung also immer die Mehrstufigkeit der Anordnung war, . wird bei der Anordnung nach der Erfindung nur die Schaltung in Kaskade, und zwar dauernd verwendet. Der Zweck ist nicht mehr Regelbarkeit durch die Kaskade, die zwar mitbenutzt werden kann, sondern die Erzielung eines gegebenen Drehmomentes bei kleinster Drehzahl und gleichzeitig bei kleinstern Massenenergieinhalt des umlaufenden Teiles. Das wird erreicht, indem die zwei Motoren, jeder mit der für die betreffende Modellgröße noch günstigen höchsten Polzahl ausgeführt, in der Kaskadenanordnung die der Summe der Polzahlen beider Motoren entsprechende kleinstmögliche Drehzahl ergeben, wobei infolge der Aufteilung der gesamten Polzahl auf zwei Motoren die Umfange bzw. Durchmesser der Motoranker verhältnismäßig klein, das Trägheitsmoment des Motorensatzes demnach ebenfalls wesentlich kleiner wird, als bei Verwendung des bisher üblichen Einzelmotors.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine solche Anwendung der Kaskadenschaltung, bei welcher der induzierte umlau- j '■ fende Teil des einen Motors den umlaufenden i Teil des zweiten Motors mit Strom speist, dessen Stator also der sekundär induzierte Teil ist. Dadurch wird der FortfalL der Schleifringe auf beiden umlaufenden Teilen j bezweckt, wodurch das nicht unbeträchtliche Trägheitsmoment der Schleifringe erwünschterweise fortfällt und auch das Trägheitsmoment der Wicklung kleiner wird. Diese Anordnung bietet außerdem den Vorteil, daß der Anschluß an das Netz und an den Anlaß- bzw. Regelwiderstand von den feststehenden Teilen aus erfolgt, bei Schlagwetterbetrieb also auch die umständliche schlagwettersichere Kapselung von Schleifringen usw. nicht notwendig ist. Auch erlaubt die genannte Anordnung, die beiden Statoren in einem Gehäuse und die beiden Rotoren auf einer Welle dicht nebeneinander zu setzen und auch dadurch Trägheitsmomente und Materialaufwand sowie Reibungswiderstände durch - Fortfall der Bürstenreibung zu verkleinern.

Um den Einfluß der verbleibenden Massenwirkungen zu mildern, um Stoßwirkungen auf das Gestänge, die Trommeln, das Seil usw. zu vermeiden, wird ein bekanntes Mittel angewendet, das darin- besteht, daß zwischen Bremsmotor und Bremsgestänge eine Feder eingebaut wird.

Erfindungsgemäß wird das Arbeitsgesetz der Feder durch entsprechende Abmessungen derart bestimmt, daß .der Arbeitsinhalt, der durch das normale Drehmoment gespannten Feder gleich ist der Energie der umlaufenden Massen des Motors. . .

Eine hohe Wirtschaftlichkeit wird nach den bisherigen Ausführungen dadurch erreicht, daß der Handhebel der Bremssteuervorrichtung nahe seiner Endstellung eine mechanische Klinkensperrung an der Bremsmotorwelle zur Wirkung bringt, worauf durch Weiterbewegung des Handhebels z. B* der Bremsmotor abgeschaltet, d. h. stromlos wird. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht nun darin, daß bei 10; rascher Bewegung des Handhebels dieser in ■die Abschaltestellung gelangt, bevor die Bremse ihre Endstellung erreicht hat, was zur Folge hat, daß die Bremse nicht vollkommen angezogen wird. . .in

Die zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit angewendete Sperrung der Bremse und Abschaltung des Bremsmotors wird zur Vermeidung des vorgenannten Nachteiles einer vorzeitigen Abschaltung erfindujigsgeroäß derart ausgebildet, daß Sperrung und Abschaltung in einen richtigen zeitlichen Zusammenhang gebracht werden, indem zwischen Sperrung und Abschaltung eine Pause erzwungen wird. In . einfacher Weise wird der. Handhebel der Bremssteuervorrichtung, nachdem er in de,r letzten Bremsstufe, die, .B.temse. z. B. . mit

einer Klinke gegen das Aufgehen verriegelt hat, durch einen Querschlitz des Steuerbockes geführt und hierauf noch weiter zur Abschaltung des Motors ausgelegt. Die Einfügung des Querschlitzes in den Weg des Handhebels macht es unmöglich, die plötzliche Auslegung des Handhebels aus der Nullstellung in die Abschaltestellung zu bewirken. Es ist vielmehr auf einfache Weise in dem kritischen

ίο Punkt eine Verzögerung der Bewegung erzwungen. Der Bremsmotor gewinnt dadurch die nötige Zeit, seine Endstellung zu erreichen, bevor die Abschaltung erfolgt.

Die vorliegende Erfindung verwendet also zur Behebung der geschilderten Mängel und zur Erfüllung der für den Förderbetrieb bestehenden besonderen Forderungen an sich bekannte Mittel, deren Anwendungsfähigkeit und besondere Ausführung jedoch auf der Erkenntnis ihrer eigentümlichen Sondereigenschaften beruht, deren Zusammenfassung erst insgesamt eine in allen Teilen einwandfreie Lösung ermöglicht.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Bremse dargestellt. ι stellt den Kaskadenmotorsatz dar. 2 und 2' sind die Statoren, 3 und 3' die Rotoren, deren Wicklungen 4 und 4' unmittelbar elektrisch miteinander verbunden sind und die dicht nebeneinander auf der Welle 5 sitzen. 6 ist der Anschluß für das Netz, 7 der Anschluß für den Regelwiderstand 18. Der Motor treibt mit der Kupplung 8 die Spindel 9; die Kupplung trägt ein einseitig wirkendes Sperrad 10, das von der mit Gestänge vom Hebel 11 bewegten Klinke 16 gehalten wird, wenn der Hebel 11 auf die letzte Bremsstufe ausgelegt wird. Die Nase 20 des Hebels 11 greift dann in die Gabel des Winkelhebels 21 ein, dreht ihn beim weiteren Auslegen des Hebels 11 und zieht damit über eine Stange mit daran befestigter Feder den einen Arm des zweiarmigen Hebels an, dessen anderer Arm als Sperrklinke 16 ausgebildet ist, worauf dann die Sperrklinke 16 in das Zahnrad 10 einklinkt. Die Spindel 9 bewegt eine Mutter X2, die in einer Geradführung gleitet. Diese Führung trägt auch ein nicht mit der Spindel verbundenes Gleitstück 13, an welches das Bremsgestänge angreift. Zwischen Mutter 12 und Gleitstück 13 sitzt die Feder 14. Die Spindel 9 ist nicht selbsthemmend, so daß der Motor nur in einer Drehrichtung zum Anziehen der Bremse gesteuert wird, während das Aufgehen der Bremse durch Verringerung des Drehmomentes bzw. durch Ausschalten des Bremsmotors χ erfolgt. Der Schleifbogen des Steuerbocks besitzt einen Querschlitz zur Verzögerung der Bewegung des Handhebels II.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Regelbare Motorbremse, insbesondere für elektrische Fördermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Massenwirkung ihrer umlaufenden Teile der Antrieb durch einen asynchronen Induktions-Kaskadenmotorsatz bewirkt wird.

2. Regelbare Motorbremse nach An· spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Schleifringe und Verminderung der Massenwirkung am umlaufenden Teil der vom Stator induzierte Rotor des ersten Motors auf den Rotor des zweiten Motors geschaltet ist.

3. Regelbare Motorbremse nach Anspruch ι und 2, bei welcher die Massenwirkung der umlaufenden Teile durch eine Federpufferung zwischen Motor und Bremsgestänge aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung des Einflusses der Massenwirkung auf die Bremskraft das Arbeitsgesetz der Feder so bestimmt wird, daß der Arbeitsinhalt der durch das normale Drehmoment gespannten Feder gleich ist der Energie der umlaufenden Massen des Motors.

4. Regelbare Motorbremse nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremshebel auf seinem Wege zwischen Sperrstellung und Abschaltestellung über einen Querschlitz seines Schleifbogens geführt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.