DE461657C - Sicherheitsschaltung fuer Hubwerke - Google Patents

Description

Für Kräne mit geringer Standsicherheit bedeutet das hohe Anzugsmoment des Hubmotors, das mit Rücksicht auf die Massenbeschleunigung beim Beginn der Hubbewegung notwendig ist, eine Gefahr insofern, als der Motor imstande ist, durch Anziehen des Hubseiles den Kran umzuwerfen, wenn die Last zu groß ist. Es ist daher erwünscht, eine Sicherung gegen diese Möglichkeit zu treffen,

ίο und es sind auch bereits mannigfache Vorschläge in dieser Richtung gemacht worden. Dabei wird gewöhnlich ein vom Seilzug beeinflußtes nachgiebiges Element benutzt, um bei unzulässig hoher Last eine Abstellung des Antriebes herbeizuführen. Alle diese Ausführungen haben aber den Nachteil, daß sie, wenn sie zuverlässig arbeiten sollen, außerordentlich teuer werden und beim Bau des Hubwerkes eine besondere Berücksichtigung

ao erfordern. Ihre Wirkung tritt überdies grundsätzlich erst ein, nachdem tatsächlich die zulässige Höchstbelastung überschritten ist.

An sich könnte man nun daran denken, die Sicherung des Hubwerkes dadurch zu be-

S5 werkstelligen, daß man einfach den Motorstromkreis etwa für einen dem 1,2- oder i,2Sfachen Drehmoment entsprechenden Strom absichert. Dabei besteht aber insofern eine Schwierigkeit, als im allgemeinen die Forderung erhoben wird, mit großer Beschleunigung anfahren zu können, wenn die Last den normalen Wert nicht überschreitet. Der Motor hat hiernach gegebenenfalls im gewöhnlichen Betrieb, also bei nicht zu großer Last, ein Drehmoment zu entwickeln, das -35 wesentlich über !dem bei zu großer Last höchst zugelassenen Drehmoment liegt. Damit muß dann aber diese Möglichkeit einer elektrischen Sicherung ohne weiteres ausscheiden.

Gemäß der Erfindung lassen sich die bisher bestehenden Schwierigkeiten dadurch beseitigen, daß die Begrenzung des Drehmomentes in Abhängigkeit von der Drehzahl gebracht wird, indem das Auftreten eines den Normalwert über den zulässigen Betrag, beispielsweise 20 bis 25 Prozent, hinaus übersteigenden Drehmomentes selbsttätig verhindert wird, solange der Motor nicht eine Drehzahl aufweist, bei der die Gewähr geboten ist, daß die angehängte Last unterhalb des vorgeschriebenen Grenzwertes liegt. Diese Begrenzung des Drehmomentes läßt sich in der Weise erzielen, daß diejenigen Stellungen des Steuergerätes^ in denen der Antriebsmotor ein die Standfestigkeit des Hubwerkes gefährdendes StiUstandsdrehmoment entwickeln könnte, unwirksam gemacht werden, solange auf den vorhergehenden Stellungen mit ungefährlichem Stillstandsdorehmoment nicht eine bestimmte Motordrehzahl erreicht ist. Bei höherer Drehzahl wird die Begrenzung dagegen gegebenenfalls aufgehoben, so daß der Motor mit höherem Drehmoment arbeiten, also für ein flottes Beschleunigen beispielsweise mit dem 2- bis 2,sfachen seines normalen Drehmomentes betrieben werden kann. Nachdem der Motor einmal eine gewisse Drehzahl er-

reicht hat, ist dies insofern unbedenklich, als bei der Aufteilung· der beschleunigenden Leistung· auf die sich drehenden und die geradlinig bewegten Massen der auf die Beschleunigung der Nutzlast entfallende Teil sich als.· verhältnismäßig· sehr gering herausstellt, so daß der Seilzug·, welcher etwa die Auslegerspitze des Kiranes bei aufwärts beschleunigter Vollast belastet, nur wenig über dem sta ίο tischen Seilzug bei ruhender Last liegt.

Wie die vorgesehene Begrenzung in Abhängigkeit von der Drehzahl erreicht werden kann, soll an Hand der Zeichnung erläutert werden. Als Antriebsmotor für das Hubwerk ist dabei nach Abb. 1 und 2 ein Drehstromasynchronmotor, nach Abb. 3 ein Gleichstrommotor angenommen.

Abb. ι veranschaulicht die Abhängigkeit des Drehmomentes eines Asynchronmotors vom Schlupf bei verschiedenen Werten des Widerstandes im Läuferstromkreis. Die den einzelnen Kurven beigeschriebenen Zahlen geben dabei jeweils die Stellung des Steuerschalters an, der die betreffende Kurve entspricht. Das normale Drehmoment ist mit 100 Prozent angenommen. Sämtliche Drehmomentkurven liegen aber teilweise über diesem Werte und ergeben somit Drehmomente, die das Normale mehr oder weniger überschreiten.

Für gewöhnlich geht nun das Anfahren so vor sich, daß auf Stellung 1 des Steuerschalters die Last gelüftet und dann auf Stellung 2 übergegangen wird, bei der das Drehmoment wesentlich höher liegt, so daß ein flottes Beschleunigen eintritt. Im weiteren Verlauf des Anfahrvorganges geht man nacheinander auf Stellung 3, 4 und 5 über, wobei der Motor schließlich, einmal durch den Zustand hindurchläuft, in welchem er sein Höchstdrehmoment entwickelt. Dieses Höchstdrehmoment beträgt, entsprechend der Abb. ι, das 2,sfache des normalen Drehmomentes und geht danach weit über das beispielsweise mit dem i,2Sfachen des normalen Drehmomentes angenommene Drehmoment hinaus, das bei zu großer Last zur Verhinderung eines etwaigen Umwerfens des Kranes nicht überschritten werden soll. Es wird dabei aber nur in den Stellungen 2 bis 5 des Steuerschalters erreicht, während in Stellung 1 der Läuferwiderstand so bemessen ist, daß der Motor höchstens, und zwar bei Stillstand, ein Drehmoment von 125 Prozent entwickelt. Hiernach ergibt sich, daß ein Überschreiten des bei zu großer Last höchst zulässigen Drehmomentes auf der Stellung-1 des Steuerschalters nicht stattfinden kann, daß diese Möglichkeit vielmehr erst auftritt, wenn der Steuerschalter in weitere Stellungen übergeführt wird. Dabei liegt aber nur in den Stellungen 2, 3 das Stillstands drehmoment über dem Stillstandsdrehmoment der Stellung i, während in den Stellungen 4, 5 nur ein kleineres Stillstands drehmoment vorhanden ist. Wenn im Stillstand oder bei geringer Drehzahl auf diese Stellungen üb'ergeschaltet wird, kann dies also, ebensowenig wie das Arbeiten auf der Stellung 1, die Gefahr eines Umwerfens des Kranes mit sich bringen. Diese Gefahr kann vielmehr nur auf den Stellungen 2 und 3 wirksam werden. Damit der Kran bei zu großer Last nicht umgeworfen wird, kann man bei dieser Sachlage einfach die Anordnung so treffen, daß beim Schalten über die Stellung 1 hinaus, wenigstens aber auf den Stellungen. 2 und 3, der gesamte Läuferwiderstand kurzgeschlossen wird, wenn das auf Stellung 1 entwickelte Stillstandsdrehmoment nicht ausreicht, um die Last anzuheben. Dieses Kurzschließen entspricht sonst der Stellung 5 des Steuerapparates, so daß die besondere Anordnung lalso gewissermaßen ein Überspringen der Stellungen 2 bis 4 herbeiführt. Das Überspringen der Stellung 4 ist dabei aber kein unbedingtes Erfordernis, sondern es genügt schließlich auch, wenn nur die Stellungen 2, 3 übersprungen werden. Jedenfalls muß der Widerstand so· weit abgeschaltet werden, daß das Stülstands;drehmoment nicht den für die Sicherung gegen das Umwerfen des Kranes höchst zugelassenen Wert überschreiten kann.

In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die in Frage kommende Vorrichtung dargestellt, α ist dabei der Antriebsmotor, b ein Fliehkraftschalter, der im Stromkreise der Spule c eines Schalters d liegt. Beim Schließen dieises Schalters wird der Teil, des Anlaßwiderstandes e, der sonst beim Drehen der Schaltwalze / über die Stellungen 2, 3 und 4 stufenweise kurzgeschlossen wird, überbrückt, so daß also das Schließen des Schalters d der Verstellung der Steuerwalze / auf Stellung 4 entspricht. Schalter b ist dabei so ausgebildet, daß er bei stillstehendem Motor« seine Schließstellung einnimmt, sich aber öffnet, wenn der Motor eine bestimmte kleine Drehzahl, beispielsweise etwa 20 Prozent seiner normalen Drehzahl, erreicht hat. Sofern der den Schalter b und die Spule c !enthaltende Stromkreis an Spannung gelegt wird, während der Schalter sich in der Schließstellung befindet, fließt somit ein Strom durch die Schützspule c, und der Schalter d wird eingelegt. Ein solches Anschließen des Hilfsstromkreises an die Spannung findet aber bei der dargestellten Ausführung des Steuerschalters statt, wenn über die Stellung 1 hinaus geschaltet wird, und zwar bevor die Kurzschließung der ersten Widerstandsstufe erfolgt. So-

fern der Motor α auf der Stellung i nicht bereits die eingestellte Drehzahl erreicht hat, die eine Gewähr dafür bietet, daß die zu hebende Last nicht zu groß sein kann, werden somit beim Verstellen des Steuerschalters über die Stellung ι hinaus selbsttätig .die drei ersten Stufen des Widerstandes e kurzgeschlossen. Läuft dagegen der Motor α auf Stufe ι ordnungsmäßig an, so tritt diese ίο Wirkung nicht ein, und es findet dann das Abschalten des Widerstandes e stufenweise, der Verstellung des Steuerschalters entsprechend, statt.

In ganz ähnlicher Weise kann, wie die Abb. 3 zeigt, die Anordnung auch bei Verwendung· einer Gleichstrommaschine als Antriebsmotor getroffen werden. Dort ist gleichfalls ein Schützschalter d vorhanden, dessen Schützspule c in einem über den Fliehkraftschalter b geführten Hilfsstroinkreise liegt. Der Schützschalter d nimmt dabei für gewöhnlich die Ausschaltstellung ein. Er wird aber in die Einschaltstellung· gebracht, wenn der Stromkreis der Spule c geschlossen ist. Das ist bei stillstehendem Motor α nicht der Fall, sondern der Fliehkraftschalter ist so ausgebildet, daß er erst bei einer bestimmten Drehzahl des Motors a die Schließstellung einnimmt. Wenn diese Drehzahl auf der Stellung· 1 des Steuerschalters nicht erreicht wird, die Last also zu groß ist, um von dem Motor angehoben zu werden, so bleibt demgemäß der Schalter d ausgeschaltet. Damit ist dann aber die Verbindung der sonst den Stellungen 1 bis 3 des Steuerschalters / zugeordneten Anschlüsse des Vorschaltwiderstandes mit den zugehörigen Kontäktfingern unterbrochen. Bei der Verstellung des Steuerschalters über die Stellung 1 hinaus auf Stellung 2 und 3 kann demgemäß das übliche Abschalten von Widerstand nicht stattfinden. Das kann man gegebenenfalls auch noch auf die Stellung 4 erstrecken, jedoch wird sich dies im allgemeinen praktisch erübrigen, weil eine Abschaltung der letzten Widerstandsstufe, wie sie nach Abb. 3 beim Weiterschalten bis Stellung· 5 eintreten könnte, bei der gebräuchlichen Abstufung der Widerstände nicht nennenswert ins Gewicht fällt, solange der übrige Teil des Anlaßwiderstandes eingeschaltet ist.

Den Widerstand e wird man auch bei der Schaltung nach Abb. 3 so bemessen, daß in Stellung 1 das bei zu großer Last höchst zulässige, also etwa das 1,2 5fache des Normalen betragende. Drehmoment nicht überschritten wird. Auf dieser Stellung ist also ein Umwerfen des Kranes durch eine zu große Last auf alle Fälle nicht zu befürchten. Läuft der Motor α auf der Stellung 1 nicht an, so kann aber infolge der getroffenen Anordnung beim Weiterschalten ein gefährliches Anwachsen des Drehmomentes nicht eintreten, weil durch den Schalter d das Kurzschließen des Vorschaltwiderstandes verhindert wird. Ist dagegen die Last nicht zu groß, so daß auf Stellung 1 ein ordnungsmäßiges Anlaufen stattfindet, dann wird beim Weiterschalten nach Stellung 2 selbsttätig der Schalter d geschlossen, und der Anlaßvorgang geht danach in gewohnter Weise unter stufenweisem Abschalten des Anlaßwiderstandes e vor sich.

Natürlich lassen sich in der Durchbildung der neuen Sicherheitsschaltung· noch mancherlei Änderungen treffen. Im übrigen versteht es sich von selbst, daß diese auch in anderen Fällen als den vorstehend ausdrücklich angeführten in Betracht kommen kann.

Claims (4)

80 Patentansprüche:

1. Sicherheitsschaltung für Hubwerke, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Stellungen des Steuergerätes, in denen der Antriebsmotor ein die Standfestigkeit des Hubwerkes gefährdendes Stillstandsdrehmoment entwickeln könnte, unwirksam gemacht werden, solange auf den vorhergehenden Stellungen mit ungefährlichem Stillstandsdrehmoment nicht eine bestimmte Motordrehzahl erreicht ist.

2. Sicherheitsschaltung mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Hubstellung des Steuergerätes die Verhältnisse so bemessen sind, daß das Stillstandsdrehmoment dem vorgeschriebenen Höchstdrehmoment bei zu großer Last entspricht.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Drehstromasynchronmotoren auf den Stellungen des Steuergerätes, denen ein über das für zu große Last vorgeschriebene Höchstdrehmoment hinausgehendes Stillstandsdrehmoment zugeordnet ist, der Vorschaltwiderstand (e) ganz oder teilweise kurzgeschlossen wird, solange die Drehzahl unter einem gewissen Wert liegt (Abb. 2).

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Gleichstrommotoren auf den Stellungen des Steuergerätes, denen ein über das für zu große Last vorgeschriebene Höchstdrehmoment hinausgehendes Stillstandsdrehmoment zugeordnet ist, ganz oder teilweise das Kurzschließen des Vorschaltwiderstandes (e) verhindert wird, solange die Drehzahl einen gewissen Wert noch nicht erreicht hat (Abb. 3).

5· Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3 und 4, dadurch, gekennzeichnet, daß. das Kurzschließen des Vorschaltwiderstandes oder die Verhinderung des KurzschBeßens durch, einen elektromagnetischen Schalter (IA) erzielt wird, dessen Beeinflussung beispielsweise mittels eines in seinem Stromkreise liegenden Fliehkraftschalters . (b) in Abhängigkeit von der Drehzahl steht. ίο

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.