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Sicherheitsvorrichtung für Maschinen zurr Verhüten unzulässiger Geschwindigkeitsänderungen.
In dem Hauptpatent ist eine Sicherheitsvorrichtung beschrieben, de dazu dient, die
Geschwindigkeit, mit welcher gesteuert werden kann, zu beschränken und dadurch unzulässige
Geschwindigkeitsänderungen bzw. Belastungsänderungen der Antriebsmotoren zu verhüten.
Zu diesem Zweck wird der Steuerhebel mit einem durch einen besonderen Hilfsmotor
oder die zu regelnde Maschine angetriebenen Gesperre zwangläufig in Verbindung gebracht
in solcher Weise, daß der Steuerhebel nur, mit der Geschwindigkeit bewegt werden
kann, mit welcher das Gesperre bewegtwird. Die Ingangsetzung des Gesperres erfolgt,
sobald der Steuerhebel seine räumliche Lage ändert. Der Bewegungssinn des Gesperres
wird hierbei in Abhängigkeit vom Bewegungssinn des Steuerhebels so geändert, daß
das Gesperre den Steuerhebel in dem durch die Anfangsbewegung desselben angegebenen
Bewegungssinn freigibt.
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In dem Zusätzpatent 292501 ist ferner eine Verbesserung dieser Einrichtung
beschrieben, bei welcher die Sicherheitsvorrichtung nach dem Hauptpatent dadurch
zur Zurückstellung des Steuerhebels am Hubende herangezogen wird, daß das Gesperre
selbst in Abhängigkeit vom Teufenzeiger verschoben wird. Die Durchführung dieses
Erfindungsgedankens verlangt bei der im Zusatzpatent dargestellten Anordnung, bei
welcher die Bewegung des Teufenzeigers selbst auf das Gesperre übertragen wird,
einen bedeutenden Aufwand an konstruktiven Mitteln und ist deshalb teuer und schwierig
in die Steuerung einer Aufzugsmaschine einzugliedern.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine solche Ausgestaltung der in
dem Hauptpatent beschriebenen Sicherheitseinrichtung, durch welche die weitgehende
Verwendung derselben als selbsttätige Stillsetzvorrichtung für Aufzugsmaschinen
ermöglicht wird. Erreicht wird dies dadurch, daß nicht die Bewegung des Teufenzeigers
zur Bewegung des Gesperres herangezogen wird, sondern auf dieses Gesperre Hilfskräfte,
die nur durch den Teufenzeiger gesteuert werden, in solcher Weise zur Einwirkung
gebracht werden, daß die Rückstellung des Steuerhebels erfolgt und eine weitere
Einflußnabme der Bewegungen des Steuerhebels auf die Bewegungen des Gesperres so
lange ausgeschaltet ist, bis die Stillstandsstellung des Steuerhebels erreicht ist,
während letztererhierauf nur in solcherWeise freigegeben wird, als zur Ingangsetzung
der Maschine in umgekehrtem Sinn,, also von dem erreichten Hubende weg, erforderlich
ist.
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In der Fig. r ist eine Ausführung einer solchen Anordnung beispielsweise
dargestellt. r ist der Steuerhebel des nichtdargestellten Steuerreglers der zu regelnden
Maschine. Derselbe ist verbunden mit dem Hebel 2, an dessen freiem Ende die Rolle
3 in eine Nut q. der Trommel 5 eingreift. Diese Nut stellt das die Steuerhebelbewegung
begrenzende Gesperre dar. Die Trom!mel5 ist mit der
Welle 6 verbunden,
die in ihren Lagern achsial tim einen geringen Betrag verschiebbar ist. Die Welle
6 wird durch das Vorgelege 7 vom Hilfsmotor 8 angetrieben. Die Ankerzuleitungen
des Hilfsmotors werden durch den Schalter 9 unter Vermittlung des Hebels 1o umesteuert,
sobald die Achse 6 in dein einen oder andern Sinne verschoben wird. Dies erfolgt
beim Auslegen des Steuerhebels aus irgendeiner Stellung, indem hierbei die Rolle
3 gegen die Nut 4 der Trommel 5 stößt.
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Die Erweiterung der im Hauptpatent beschriebenen Anordnung besteht
nach der Erfindung nun darin, daß der Stromkreis des Hilfsmotors 8 außer durch den
Steuerschalter 9, welcher durch die Lagenveränderung des Steuerhebels 1 geschaltet
wird, noch über weitere Schalter 11, 12, 13 und 14 beeinflußt werden kann, um die
oben beschriebene erweiterte Wirkung der Einrichtung zu erzielen. Die Schalter 11
und 12 sind zweipolige Umschalter, die durch Federn oder andere Kräfte in einer
Stellung gehalten werden und durch den Teufenzeiger 15 in die andere Stellung umgestellt
werden, sobald ein bestimmter Wegpunkt erreicht ist, bei welchem die Verzögerung
der Maschine einsetzen soll, um den rechtzeitigen Stillstand derselben zu erzwingen.
Der Umschalter 11 tritt beim Erreichen des einen, der Umschalter 12 beim Erreichen
des anderen Hubendes in Tätigkeit.
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Die Umschalter 13 und 14 mögen als Fahrtrichtungsschalter bezeichnet
werden, da sie durch den Steuerhebel 1 beim Auslegen desselben aus der Mittellage
um einen kleinen Betrag je nach der Fahrtrichtung, in welcher die Steuerung ausgelegt
wird, in dem einen oder andern Sinne eingeschaltet werden und hierauf bei der weiteren
Bewegung des Steuerhebels im gleichen Fahrtsinn eingeschaltet bleiben. Erst bei
der Rückführung des Steuerhebels in die Nullage werden die beiden Umschalter in
die Ausschaltestellung gebracht. Die Wirkungsweise dieser vier Umschalter in Verbindung
mit dem Steuerumschalter 9 ist nun folgende: Der Ankerstromkreis des Hilfsmotors
8 kann durch den Umschalter 9 nur dann geschlossen werden, wenn der Umschalter 13
in dem einen oder andern Sinne geschlossen ist und gleichzeitig der für die betreffende
Fahrtrichtung wirksame Endschalter 11 oder 12 sich in der Normalstellung befindet,
in welche er durch seine Feder gebracht wird. Solange dies der Fall ist, behält
der Umschalter 9 die im Hauptpatent beschriebene Wirkung auf die Sicherheitseinrichtung.
Sobald jedoch durch den Teufenzeiger in der Nähe des Hubendes für die betreffende
Fahrtrichtung der im Stromkreis gelegene Schalter 11 oder 12 umgeschaltet wird,
hört jede Möglichkeit der Beeinflussung der Steuerung des Hilfsmotors durch Bewegungen
des Schalters 9 auf. Durch diese Umschaltung wird die über die Umschalter 13, 14
vorbereitete Umgehungsschaltung zum Umschalter 9 geschlossen, und zwar in solchem
Sinne, daß der Hilfsmotor 8 nunmehr das Gesperre in dem zur Rückführung des Steuerhebels
in die Nullage erforderlichen Sinne in Bewegung setzt. Sobald die Nullstellung des
Steuerhebels erreicht ist, unterbricht sich der Hilfsmotor durch die Öffnung der
Umschalter 13 und 14 selbsttätig, so daß jede weitere Beeinflussung der Steuerung
durch den Hilfsmotor aufhört. Solange der Hilfsmotor die Rückführbewegung ausführt,
ist eine Beeinflussung desselben durch Einwirkung auf den Steuerhebel von Hand aus
unter Vermittlung des Umschalters 9 ausgeschlossen, da ja der Einschaltung des Hilfsmotors
für Rückstellung des Steuerhebels die Abschaltung des Umschaltestromkreises 9 vorausgegangen
ist. Bei Überführung des Steuerhebels 1 in die für die andere Fahrtrichtung erforderliche
Auslage werden die Umschalter 13 und 14 in umgekdhrfem Sinne wie früher geschlossen
und diadurch der Umgehungsstromkreis 14 für den Hilfsmotor völlig unterbrochen,
dafür aber. der Stromweg über den Umschalter 9 und den noch in der Ruhestellung
befindlichen Umschalter i i oder 12 freigegeben, so daß nunmehr die Sicherheitseinrichtung
nur noch unter dem Einfluß der Stellungen des Unischalters 9 steht, bis sich bei
Annäherung .an das andere Hubende nach Umstellen des jetzt wirksamen Endumschalters
das vorbeschriebene Spiel wiederholt; d.h. der Hilfsmotor 8 für die Rückstellung
des Steuerhebels i gegen: die Nullage eingeschaltet wird.
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In der Fig. i ist am Steuerhebel i der jeweilige Drehsinn durch Pfeile
angegeben. Hierbei bedeutet die Zahl i die eine Drehrichtung des Fördermotors, die
Zahl 2 die andere Drehrichtung. Der Index b zeigt an, daß, wenn der Steuerhebel
in der Richtung des damit bezeichneten Pfeiles ausgelegt wird, eine Beschleunigung
der Geschwindigkeit der Fördermaschine erfolgt, während der Index v eine Verzögerung
der Geschwindigkeit des Fördermotors angibt. Um die vom Hebel i ausgelösten Bewegungen
in F -ig. i genau verfolgen zu können, ist die in Wirksamkeit tretende Schaltung
und auch der Drehsinn des Sperrelementes auf dieselbe Weise bezeichnet wie der Drehsinn
für den Steuerhebel.
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Die vorbeschriebene zusätzliche Beeinflussung der Sicherheitseinrichtung
kann natürlich auch statt auf elektrischem Wege auf mechanischemWege erfolgen,unter
ausschließlicher Benutzung des Steuerschalters 9 oder eines ihm gleichwertigenKupplungselementes,
indem
z. B. der Drehpunkt des Hebels 1o beweglich im Raum gelagert wird und durch Daumen
an der Teufenzeigerwandermutter und kulissenartige Steuerorgane, die durch die Auslagerichtung
des Steuerhebels in ihrer Stellung bestimmt werden, so beeinflubt wird, daß hierdurch
die gleiche Wirkung auf die Steuerung des Gesperres ausgeübt wird wie bei den in
der Zeichnung dargestellten elektrischen Steuerungsmitteln.
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Sobald für die Bewegung des Gesperres ein besonderer Hilfsmotor verwendet
wird, ist die Möglichkeit vorhanden, daß durch Stromloswerden dieses Motors eine
gewünschte Wirkung der Sicherheitseinrichtung ausbleibt. Solange dieselbe nur als
Steuergeschwindigkeitsbeschränker benutzt wird und besondere Vorkehrungen zur Stillsetzung
der Maschine am Hubende getroffen werden, ist ein solches Vorkommnis nicht von einschneidender
Bedeutung; wird jedoch die Sicherheitseinrichtung auch zur betriebsmäßigen Stillsetzung
der Maschine herangezogen, dann ist einer solchen Möglichkeit vermehrte Bedeutung
beizumessen. Um deshalb die Stillsetzung der Maschine mit den bereits vorhandenen
Mitteln unabhängig von der Betriebskraft des Hilfsmotors zu machen, soll die Einrichtung
erfindungsgemäß so ausgebogt werden, daß bei jeder Vorwärtsbewegung der Gesperre
im Sinne der Beschleunigung der Maschine durch die die Gesperre treibende Kraft
Hilfskräfte angespannt werden, was z. B. durch Anheben von Gewichten oder Spannen
von Federn geschehen kann, und daß diese Hilfskräfte durch Abkuppeln der Gesperre
vom Antriebsmotor zur sicheren Rückstellung des Steuerhebels benutzt werden, sobald
ein bestimmter Wegpunkt erreicht ist. Bei dieser Anordnung würde die in der Zeichnung
dargestellte Einrichtung in folgender Weise abzuändern sein: Das V orgelege 7 wird
mit der Welle 6, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, durch eine ausrückbare Kupplung
14 verbunden, die Trommel 5 wird durch eine Kette oder ein Seil 15 mit einem Gewicht
16 in Verbindung gebracht, welches sowohl bei Rechts- wie Linksdrehung der Trommel
aus der Mittellage angehoben wird. Die Abwärtsbewegung dieses Gewichtes kann dann
z. B. durch einen Flüssigkeitskatarakt so gedämpft werden, daß die Bewegung der
Trommel mit der gewünschten Geschwindigkeit erfolgt. Diese Kupplung zwischen dem
Vorgelege 7 und der Welle 6 kann durch Gestänge 17 und einen Magneten 18 in Abhängigkeit
von der Stellung des Steuerhebels 1 und der Stellung der beiden Endausschalter 19,
2o, die von der Wandermutter 21, die auf der Teufenzeigerspindel 22 läuft, beeinflußt
werden, so daß beim Erreichen des einen Hubendes die Verbindung zwischeu Antriebsmotor
und Gesperre gelöst würde, während beim Umlegen des Steuerhebes für die andere Fahrtrichtung
diese Verbindung wieder geschlossen wird. Sobald die Kupplung 14 geöffnet ist, kann
das Rückstellgewicht 16 der Trommel 5 zur Wirkung kommen und den Steuerhebel nach
Maßgabe der Einstellung der Bewegungsdämpfung des Gewichtes mit der gewünschten
Geschwindigkeit gegen die Stillstandsstellung zurückführen.
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Die verhältnismäßig einfachen Mittel, welche hier zur Anwendung kommen,
um die Sicherheitseinrichtung zur selbsttätigen Stillsetzung der Maschine durch
Rückführung des Steuerhebels zu benutzen, ermöglichen es, mit ebenso einfachen Mitteln
eine Beeinflussung des Stillsetzpunktes oder der Stillsetzgeschwindsigkeit in Abhängigkeit
von den Betriebsgrößen der zu regelndenMaschine durchzuführen, z. B. kann die Größe
und Richtung der Last einer Aufzugsmaschine oder deren Geschwindigkeit oder mehrere
dieser Werte gleichzeitig dazu benutzt werden, um die Einleitung der Stillsetzung
oder die Geschwindigkeit der Steuerhebelrückführung oder beides gleichzeitig so
zu verändern, daß bei negativer Belastung und großer Geschwigdigkeit eine frühere
oder stärkere Verzögerungswirkung erzielt wird, als bei Leerlauf oder positiver
großer Belastung, um dadurch die verschiedenartige Wirkung der Last auf die Stillsetzvorgänge
auszugleichen. Mit an sich bekannten Mitteln kann dies durch Veränderung des Drehpunktes
der Antriebseinrichtung d"er Schalter i i und 12, die vom Daumen der Teufenzeigerwandermutter
verstellt werden, erfolgen, und zwar z. B. durch Magnete, deren Erregung von der
Größe .der erwähnten Betriebswerte abhängig gemacht ist.
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Um die Stillsetzvorrichtung an verschiedenen Wegpunkten zur Wirkung
zu bringen, wie dies z. B. bei Fördermaschinen beim Fördern aus verschiedenen Horizonten
notwendig ist, kann eine Anzahl Schalter mit der Wirkung der Schalter i i und 12
angeordnet werden, die an vorbestimmten Wegpunkten durch den Daumen der Teufenzeigerwandermutter
beeinflu.ßt werden. Diese Schalter werden dann wahlweise oder durch Kommandoapparate
in den Stromkreis der Sicherheitseinrichtung geschaltet. Es kommen somit je nach
der Stellung des Wahl- oder Kommandoapparates ein früherer oder späterer Endschalter
zur Wirkung, wodurch die Stillsetzung an einem früheren oder späteren Wegpunkt erfolgt.