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Bremseinrichtung Bekanntlich entwickeln Synchronmotoren ein sehr geringes
Anfahrdrehmoment, auch wenn man sie als Asynchronmotoren anläßt. Verwendet man Synchronmotoren
für Anlagen, bei denen ein Anlauf unter Last erforderlich ist, so werden die Motoren
so ausgebildet, daß der Stator drehbar ist. Die Motoren werden dadurch angelassen,
daß der Stator auf synchrone Drehzahl gebracht und dann an Spannung gelegt wird.
Das im Stator erzeugte Drehfeld steht daher im Raum, d. h. relativ zum Rotor, still.
Der Rotor wird nun dadurch in Bewegung gesetzt, daß der Stator allmählich abgebremst
wird.
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Es sind Anordnungen bekannt geworden, bei welchen der Stator durch
eine Wirbelstrombremse abgebremst wird. Derartige Anordnungen weisen aber mehrere
Nachteile auf. Die Bremskraft ist nicht während des ganzen Anlaufvorganges konstant;
sondern nimmt proportional mit der Drehzahl des Rotors ab. Die Bremsung ist daher
am Schlusse des Bremsvorganges schleichend. Wollte man dies verhüten, so müßte man
die Bremsung am Anfang des Bremsvorganges so groß wählen, daß schwere Stromstöße
in Kauf zu nehmen sind. Außerdem muß bei derartigen Bremsen für jede Motorgröße
eine besondere Anordnung gebaut werden, da die wesentlichen Teile der Bremse unmittelbar
an den Stator angebaut werden müssen. Eine Serienherstellung der Bremse für verschiedene
Motortypen ist daher nicht möglich. Es ist überdies zum Halten des Stators nach
erfolgtem Anlassen eine besondere mechanische Bremse nötig, so daß eigentlich zwei
Bremsen vorhanden sind.
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Bei der Erfindung wird in an sich bekannter Weise eine mechanische
Bremse verwendet. Die Erfindung besteht darin, daß die Bremskraft der mechanischen
Bremse während der Abbremsung konstant gehalten und nach erfolgter Abbremsung selbsttätig
erhöht wird.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist (Abb.
i) io der Motor, der einen drehbaren Stator i i oder einen Rotor 12 besitzt. Der
Motor ist mit bekannten Anlaßwicklungen, beispielsweise einer Dämpferwicklung, versehen,
durch welche es möglich ist, den Motor als Induktionsmotor anzulassen.
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Die Bremsvorrichtung besteht aus einem Bremsband 14, welches von einer
Steuervorrichtung 15 beeinflußt wird. Das Bremsband 14 wird durch eine Befestigungsvorrichtung
17 an den Stator ii gedrückt. Das eine-Ende des Bandes ist an der Grundplatte 21
befestigt,
während das andere Ende 22 über ein Hebelsystem mit der
Steuervorrichtung 15 verbunden ist.
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Das bewegliche Ende 22 des Bremsbandes ist mit dem kurzen Arm 23 eines
Hebels befestigt, der auf der Achse 24 drehbar gelagert und dessen langer Arm mit
25 bezeichnet ist. Der Hebelarm 25 ist durch einen Bolzen 27 mit einem Hebel -26
gelenkig verbunden. Das freie Ende des -Hebels 26 ist mit einem Gewindestück28 Sersehen,
mittels dessen die Gerichte 30 einstellbar befestigt werden können. Ein Verbindungsstück
31 verbindet die beiden Arme 25 und 26, und zwar ist dieses Stück 31 durch
einen Bolzen 33 "mit dem Hebelarm 25 gelenkig verbunden, während ein am Hebel 26
angebrachter Bolzen 34 in einem Schlitz 32 des Stückes 31 gleitet.- Der Hebel 26
kann sich also relativ zum Arm 25 um den Bolzen 27 bewegen, während der Bolzen 34
im Schlitz 32 gleitet.
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Das andere Ende des Hebels 26 besteht aus einer Doppelgabel 44, welche
von zwei Bolzen 43 bewegt wird. Die Bolzen befinden sich auf einer Mutter 42, welche
auf der Spindel 41a des Steuergerätes 15 läuft. -Die Wirkungsweise der Hebelvorrichtung
im Zusammenhange mit der Spindel ist folgende: Es sei angenommen, die Mutter 42
befindet sich in ihrer höchsten Lage, d. h. etwas höher als in der Zeichnung dargestellt.
Dabei ist das Ende22 des Seiles schlaff. Der Hebe126 liegt daher infolge seines
Gewichtes 30 in seiner untersten Lage, d. h. in der Lage, in welcher der
Bolzen 34 auf dem unteren Ende des Schlitzes 32 aufliegt. Das System 23, 25, 26
ist also in dieser Lage ein einziges Hebelsystem,welches um die Achse 24 drehbar
ist. Wird das rechte Ende des -Hebels 26 vermittels des Bolzen 4.3 und der Gabel
44 nach oben bewegt, dann wird das Seil schlaffer. Bewegt man das Hebelende nach
unten, dann nimmt die Schlaffheit des Seiles ab.
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Zur Einleitung des Bremsvorganges wird nun durch Drehen der Spindel
4,a die Mutter 42 nach unten bewegt. Das ganze System bewegt sich. wie bereits dargelegt,
um die Achse 2.4, während der Hebel 26 keine Relativbewegung zum Hebelarm 25 ausführt,
sondern in seiner untersten Lage bleibt. Die Mutter wird nun so weit nach unten
bewegt, bis das Seil eine gewisse Spannung besitzt. Ist die Spannung des Seiles
so groß, daß es die Gewichte 3o ausbalanciert, dann kann sich der Hebel 23, 25 nicht
weiterbewegen. Wird nämlich die Mutter 42 über diesen Punkt weiterbewegt, dann dreht
sich der Hebel 26 um den nunmehr stillstehenden Bolzen 27, während gleichzeitig
der Bolzen 34 in dem Schlitz 32 aufwärts gleitet, und auf den Bolzen 27 wirkt nun
die Kraft entsprechend den Gewichten 30 --Und die Verstellkraft der Mutter 42, welche
ein Vielfaches der Gewichte 3o beträgt. Auf das Seil 22 wird eine Kraft ausgeübt,
welche entsprechend der Hebelübersetzung 23, 25 ein Vielfaches der auf den Bolzen
27 wirkenden Kraft beträgt.
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Diese auf das Bremsband 14 ausgeübte Kraft ist für jede Stellung des
Bolzens 34, soweit sie nicht die obere oder untere Endstellung ist, nur von den
Gewichten 3o abhängig. Da sich diese Gewichte nicht ändern, ist in diesem -Bereich
die ausgeübte Bremskraft konstant.
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Erreicht nun der Bolzen 34 die oberste Stellung im Schlitz 32, so
kann sich der Arm 26 nicht mehr relativ zum Hebel 25 weiterbewegen. Wird
auf die Gabel 4-4 weiterhin ein Druck nach abwärts ausgeübt, dann sind die Hebel
23, 25, 26 wieder zu einem starren System vereinigt und können sich nur noch ,gemeinsam
um die Achse 24 drehen. Nunmehr wird auch die auf das Band 14 ausgeübte Kraft nur
der Stellung der Mutter 42 entsprechend und unabhängig von den Gewichten 3o sein.
In diesem Bereich kann man also die Bremskraft beliebig vergrößern.
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Die Steuervorrichtung ist auf einem Bock 40 untergebracht, welcher
außerdem einen Steuermotor 45 trägt. Der Steuermotor treibt über einen Zahntrieb
45a, 46 und die Welle 41 die Spindel 4,a an. Auf der Welle 41 sitzt außerdem ein
Handrad 47, mit Hilfe dessen man ini Gefahrfalle den Rotor schnell abbremsen kann.
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Um die bereits beschriebene Bremswirkung zu erzielen, wird die Welle
41 mittels Hand oder mit Hilfe des Steuermotors so lange gedreht, bis der Hebel
26 eine Lage einnimmt, in welcher der Bolzen 34 sich in einer mittleren Stellung
innerhalb des Schlitzes 32 befindet, d. h. weder oben noch unten aufliegt. Die Bremskraft
hat nun eine den Gewichten 30 entsprechende Größe, so daß der Stator mit
gleichbleibender Bremskraft abgebremst wird, ohne daß Stromstöße entstehen. Steht
der Stator still, dann wird die Welle4z weitergedreht. Der Bolzen 34 erreicht dabei
seine oberste Lage im Schlitz 32 und wird nach Maßgabe der weiteren Bewegung der
Welle 41 fest gegen das Ende des Schlitzes gedrückt. Entsprechend dieser Weiterbewegung
erhöht sich auch die Bremskraft, so daß nunmehr der Stator auch bei Belastungsstößen
nicht mehr rotieren kann.
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In den Abb. 3 und 4 ist eine automatische Steuerschaltung für die
beschriebene Bremsanordnung dargestellt. Der Steuermotor-45 ist als Gleichstrommotor
ausgebildet und wird von zwei Umkehrschützen 5o, 51 mit der Gleichstromquelle 52
verbunden. Die Umkehrschütze werden von zwei Druckknöpfen
5 3 bzW.
54 gesteuert.- Die erforderliche Schaltreihenfolge wird mit Hilfe eines Zeitrelais
55 eines Überwachungsrelais 56 und eines Endschalters q,- erzielt. Der Endschalter
57 ist auf dein 1-erbindungsglied 31 angebracht und wird von dein auf den Hebel
26 befestigten Anschlag 58 geschaltet (Abb. 3').
Dabei ist die Anordnung so
getroffen, daß der Anschlag 55 den Endschalter etwa dann steuert. wenn sich der
Bolzen 3T in der 'litte des Schlitzes 32 befindet.
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Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende. Der Anfahrdruckknopf
53 wird gedrückt, so daß folgender Ströinkreis geschlossen ist: Von einem Pol der
Steuerstromquelle 52u, «-elche eine Wechselstromquelle ist, über die geschlossenen
Kontakte des Anfahrdruckknopfes 53, die Hilfskontakte 6o des Überwachungsrelais
die geschlossenen Kontakte des Endschalters 57, die Spule 5ia des Vorwärtsschützes
5 i zum anderen Pol der Steuerstromquelle 92a. Das Schütz 5 i zieht an und schaltet
den 1Iotor q.5 an die Gleichstromquelle 5 2. Dadurch bewegt sich der Motor in der
Richtung, durch «-elche über die Spindel 4.1a dieMutter 42 nach unten bewegt wird.
Dabei wird das Bremsband 1d. allmählich gespannt, bis durch die Zugkraft des Bremsbandes
die Gewichte 3o ausbalanciert sind. Von da an bewegt sich der Arm des Hebels 26
aufwärts, und zwar so lange, bis der Anschlag 58 den Endschalter 57 auslöst. Dadurch
wird der Steuerstrom für das Schütz :;i unterbrochen, so daß dieses abfällt und
der Motor 45 stehenbleibt.
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Wie aus der Zeichnung unmittelbar hervorgeht, ist durch Niederdrücken
des Druckknopfes 53 die Spule 65 des Zeitrelais 55 an die Steuerstromquelle 52a
angeschlossen. Die Spule 65 zieht ihren Anker 67 an, so daß die Schnecke 68 mit
dem Schneckenrad 69 in Eingriff kommt. Der Anker 6; ist mit dem biegsamen Kontaktträger
72 verbunden und versucht, diesen ini Uhrzeigersinn zu drehen. Dies ist aber nicht
möglich, da der letztere von dem mittels der Klinke 71 gesperrten Hebel festgehalten
wird. Der biegsame Träger 72 erhält also lediglich eine Vorspannung.
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Durch das 'Niederdrücken des Druckknopfes 53 wurde gleichzeitig für
die Spule n(; des Zeitrelais folgender Stromkreis geschlossen: Von einem Pol der
Steuerstrornquelle 52a über die geschlossenen Kontakte des Druckknopfes 53, den
Drehpunkt des verklinkten Hebels am Zeitrelais, den Kontakt o, die Spule 6f; zum
anderen Pol der Steuerstromquelle 52a. Der Magnet 66 und die mit der Schnecke 68
verbundene, aus nicht magnetischem Material bestehende Scheibe 73 bilden zusammen
einen Ferrarismotor. Da der Magnet 66 erregt ist und die Schnecke mit dein Schneckenrad
69 in Eingriff ist, rotiert die Scheibe ; 3 und dreht dabei das Schneckenrad 69.
Erreicht der auf dem Schneckenrad befindliche Anschlag 74 die Klinke 71, dann kann
sich der elastische, gespannte Kontaktträger 72 im Uhrzeigersinne bewegen, öffnet
dabei den Kontakt 70 und schließt dabei den Kontakt 75. Durch Üffnung
des Kontaktes 7o wird der Stromkreis für die Spule (i0 unterbrochen, so daß der
1Iotor 6c>, 7 3 nicht weiter rotiert und auch das Schneckenrad 69 stehenbleibt.
Durch das Schließen der Kontakte 7 5 ist für die Spule 56,1 des Überevachungsrelais
56 folgender Stromkreis geschlossen: Von der Spannungsquelle 52a über die geschlossenen
Kontakte des Einschaltdruckknopfes 53, die Kontakte 5, die Spule 56d des Überwachungsrelais
56 zur Stromquelle 52d. Das Relais 56 zieht an und schließt dadurch über seinen
Hauptkontakt und seinen Hilfskontakt, der noch geschlossen ist, einen Stromkreis
für die Spule 5oa des Schützes 5o. Der Motor 45 ist also wieder eingeschaltet, so
daß er über die Spindel 4ia das Bremsband 1.4 fester anzieht. Der Hilfskontakt 6o
des Zeitrelais 56 ist mit einer Zeitv erzögerungsv orrichtung 76 versehen, so daß
der Hilfskontakt nach Ablauf einer bestimmten Zeit geöffnet wird. Dadurch ist der
Stromkreis für das Schütz 5o wieder unterbrochen, und der 'Motor 45 steht still.
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Um die Bremse zu lösen, wird der Ausschaltdruckknopf 54 gedrückt,
so daß ein Stromkreis für die Spule 51a des Schützes 51 geschlossen ist. Der Motor
bewegt sich nun in der entgegengesetzten Richtung und bewegt die Mutter 42 nach
aufwärts, so daß die Bremse gelöst wird. Hat die Mutter ihre oberste Lage erreicht,
so drückt ein auf dieser angebrachter Anschlag 78 auf den :Nocken 79 eines Endschalters
77, so daß der Stromkreis für das Schütz 51 unterbrochen wird. Der Endschalter 7
7 ist auf dem gemeinsamen Bock .lo angebracht.