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Steuerung für verschieden belastete Hubwerke, besonders für Seeschiffe
Für verschiedenbelastete Hubwerke sind Steuerungenbekanntgeworden, bei denen zum
Heben und Senken- schwerer Lasten ein langsam laufender Hauptmotor und für leichte
Lasten und den leeren Haken ein schnell laufender Hilfsmotor verwendet wird. Das
erforderliche langsame . Anheben empfind-' licher leichter Lasten läßt sich bekanntlich
bei Verwendung eines Hauptmotors mit-Regulierschleifringläufer durch entsprechende
WahlderWiderstandsstufenerreichen. Besser erfolgt dies jedoch durch ein von der
Läuferspannung des Hauptmotors automatisch gesteuertes elektrohydraulisches oder-
rein elektrisches Bremsgerät bekannter Baut, welches auch für das langsame Senken
aller' Lasten von besonderer Bedeutung ist. Abgesehen von der Senkbremsung mit Gegenstrom
sind auch Steuerungen bekanntgewor-, den, bei denen die erforderlichen geringen
Senkgeschwindigkeiten bei durchziehender Last durch Gleichstromspeisung der Ständerwicklung
eines Drehstromantriebsmotors erzielt werden. Ferner können geringe Hub-und Senkgeschwindigkeiten
durch Gegeneinanderschalten von zwei Antriebsmäs@hinen erreicht, werden.
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Mit den bekannten Mitteln können DrehstrOm-Asynchronmotoren auch hochgestellten
Anforderungen für Hubwerke gerecht werden. Bei ihrer Verwendung an Bord von Seeschiffen
zum Betrieb von Ladewinden oder Bordkranen sind -jedoch die aufgezählten Vorrichtungen
bei der Eigenart des Bordbetriebes nur bedingt brauchbar. Dazukommt, daß für die
Bedienung der Winden an -Bord kein gelerntes, sondern von Hafen zu Hafen: wechselndes,
manchmal durchaus böswilliges Bedienungspersonal an die Steuerwalze kommt. Die Steuerung
-muß. deshalb einfach und sinnfällig, sein, muß auch bei groben Bedienungsfehlern
einwandfrei arbeiten und be-
triebsklar bleiben, damit der für die Liegezeit
maßgebende Entlade- und Ladevorgang in kürzester Frist beendet ist.
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Erfahrungsgemäß beträgt bei Stückgut der überwiegende, Teil der Ladung
weniger als die Hälfte, - meist sogar weniger als ein Drittel der Last, für welche
die Winde ausgelegt ist.
Erfindungsgemäß wird deshalb der niedrigpolige
Hilfsmotor mit Regulierläufer ausgeführt und leistungsmäßig so bemessen, daß er
auf Heben, mit Schlupfwiderstand im Läuferkreis, die Nennlast, welche mit derb;
Hauptmotor-auf die der Grunddrehzahl eiltsprechende Grundgeschwindigkeit beschleurügt
worden ist, noch um lein geringes Weib ter beschleunigt und mit einer etwas höheren
Geschwindigkeit, als der Grunddrehzahl entspricht, hebt. Der Schlupfwiderstand für
den Hilfsmotor hat den Zweck, das Kippmoment des Motors auf eine etwas kleinere
als die Grunddrehzahl zu legen, den Einschaltstromstoß zu dämpfen und dem Stufenmotor
für Heben eine Reihenschlußcharakteristik zu geben. Das freifallose Umschalten vom
Hauptmotor auf den Hilfsmotor erfolgt auf der letzten Walzenstellung automatisch,
abhängig von der Belastung des Hauptmotors, in bekannter Art durch Stromwächter
mit Schütz oder ähnliche Mittel, welche verhüten, daß bei zu großer Belastung auf
den Hilfsmotor geschaltet wird und die Last bei Überschreiten des Kippmomentes des
Hilfsmotors absackt.
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Der Hauptmotor wird mit Regulierschleifringläufer ausgeführt und leistungsmäßig
so knapp bemessen, daß er zurErzielung geringster Abmessungen das zum Heben der
Maximallast erforderliche Höchstmoment allein nicht aufbringen kann. Im übrigen
wird er kekannterweise in mehreren Stufen angelassen. Der Hauptmotor und der niedrigpolige
Hilfsmotor können als polumschaltbare Maschinen bekannter Bauart mit gemeinsamem
Blechpaket und getrennten Wicklungen ausgeführt werden.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß zur Erzielung geringer Anfahrgeschwindigkeit
beim Heben leichter und empfindlicher Lasten ein hochpoliger Asynchronmotor mitKurzschlußläufer
vorgesehen, der mit den vorher genannten Motoren auf einer Welle in einem gemeinsamen
Gehäuse untergebracht werden kann und welcher auf den ersten Walzenstellungen für
-Heben zusammen mit dem Hauptmotor eingeschaltet wird. Dadurch wird sowohl das für
das Anfahren der Maximallast erforderliche hohe Anlaufmoment bewirkt als auch die
Anfahrgeschwindigkeit bei leichteren Lasten in einem gewünschten- Maße begrenzt.
Der hochpolige Bremsmotor kann zur Erzielung von genügend vielen Zwischenstellungen
in bekannter Weise; z. B. durch an den Läufer des Hauptmotors angeschlossene Spannungswächter,
automatisch bis zu der Walzenstellung eingeschaltet bleiben, auf der der Hauptrnotör
mit seinem Maximalmoment läuft. Erfindungsgemäß wird die Leistung des Bremsmotors
so bemessen, däß der Motor bei Senkbetrieb allein imstande ist, die Maximallast
zu halten, d. h. daß sein Kippmoment bei Betrieb als übersynchron laufender Genexätor
größer bleibt als das maximal auftretende durchziehende Moment an der Motorwelle.
Dadurch wird ein langsames Senken aller Lasten mit nahezu gleicher Geschwindigkeit
erreicht. Durch die oben angegebene Bemessung des niedrigpoligen -Hilfsmotors wird
nach Kurzschließen des Schlupfwiderstanden auf der letzten Senkstufe der Walze erreicht,
daß auch die Maximallast mit einer die leere Hakengeschwindigkeit nur wenig überschreitenden
Geschwindigkeit gesenkt werden kann, da das Kippmoment bei einem übersynchron lautenden
Generator größer ist als bei Motorbetrieb. Die Zwischenstellungen bei Senken erfolgen
in bekannter Weise durch Verwendung des Hauptmotors ohne und mit Schlupfwiderstand
im Läuferkreis sowie durch einphasigen Anschluß des hochpoligen Bremsmotors oder'
durch Zuschalten von Widerstand vor die Ständerwicklung. Durch diese Anordnung werden
drei Walzenstellungen erhalten, auf denen auch die Maximalast nur mit der Geschwindigkeit
gesenkt Nrerden kann, die der eingeschalteten Maschine bei Betrieb als übersynchron
laufender Generator entspricht. Die Zwischenstellungen sind Übergangsstufen, welche
die Stöße im Ladegeschirr bei rauhem Betrieb mildern. Bekannterweise können auch
durch Speisung der Ständerwicklung des hochpoligen Bremsmotors die ersten Bremsstufen
so ausgebildet werden, daß sich leichte Lasten auf dieser Walzenstellung fast gar
nicht, schwere Lasten mit einer- beliebig kleinen Absetzgeschwindigkeit bewegen.
Ferner können üblicherweise Senken- und Hebenabsetzstellungen vorgesehen werden,
um' die Last auf einer gewünschten Höhe ohne Nachnacken zu halten.
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Durch die beschriebene Senkschaltung sind drei Auffangstellungen geschaffen,
auf denen jede Last mit fast gleicher Geschwindigkeit gesenkt werden kann. Für den
leeren Haken und leichte Lasten stellen sie Kraftstellungen, für durchziehende Lasten
Bremsstellungen dar. Der die Winde Bedienende weiß also von vornherein, daß jeder
Walzenstellung eine bestimmte Lastengeschwindigkeit entspricht. Das gleiche gilt
für Heben mit dem Unterschied, daß sich von der dritten Walzenstellung ab leichte
Lasten schneller bewegen als schwerere, was. aber erwünscht ist: Damit stellt die
geschilderte Steuerung an den Bedienungsmann die geringst möglichen Anforderungen.
Durch die angegebene Abstufung der Momente des Stufenmotors ist eine wirtschaftliche
Ausnutzung der Maschine erstrebt
und durch Einbau in ein Gehäuse
eine einfache undbetriebssichereAnordnung erreicht, wobei gleichzeitig das Schwungmoment
des rotierenden Teils besonders klein gehalten werden kann. In bekannter Weise kann
der Stufenmotor auf der einen Seite an. den Getriebekasten des Windwerkes angeflanscht
werden und auf der anderen Seite mit einer Lamellenbremse versehen werden.
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Zur Vermeidung lästiger Stromspitzen beim Zurückschalten von dem niedrigpoligen
Motor auf den Hauptmotor kann Bekannterweise (nach Patent ,459 323 und Patent 58o
o68) der hergestellte Widerstandskurzschlüß aufgehoben und beim Zurückschalten nicht
wiedenhergnst-llt werde. Ferner können ungerastete Widerstandsstufen beim fTberschalten
vorgesehen- werden.
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In tler Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Mit 1l11 ist der hochpolige Hauptmotor, mit M2 der hochpolige Hilfsmotor und mit
1Yh3 oder uiedrigpolige Hilfsmotor bezeichnet. Zur Steuerung der Motoren dient eine
Steuerwalze St mit den Stellungen A und i bis 5 für Heben und den Stellungen A und
i bis .6 für Senken. Bei den mit einem Pfeil versehenen Klemmen sind die Verbindungsleitungen
der besseren Übersicht halber weggelassen. Jede dieser Klemmen ist mit einer gleich
bezeichneten Klemme verbunden zu denken.
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Beim Einstellen der Steuerwalze auf die StellungA für Heben wird das
Hauptschütz H, über den obersten Kontakt 6 der Steuerwalze zur Phase T am Kontakt
T der Steuerwalze zum Ansprechen gebracht. Das Schütz H schließt durch seinen oberen
Arbeitskontakt den über die kuhehilfskontakte der Umkehrschütze Sv und Sr für den
Hilfsmotor iVlg und den Kontakt,9 der Steuerwalze- nach T verlaufenden Stromkreis
für das Schütz E.-Das Schütz E schaltet über _ seine Arbeitskontakte den Motor 1111
ein, indem es die Ständerphäsen Ui und TTl des Motors Ml, die mit den entsprechend
bezeichneten Kontakten der Steuerwalze verbunden sind, mit den Phasen.R und -S verbindet.
Die dritte Ständerphase W1 des Motors 1111 liegt unmittelbar an der Netzphase T.
Dem Läufer des Motors M1 sind sämtliche Regelwiderstände 17 vorgeschaltet.
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Auf der Stellung i »Heben« wird das Bremslüfterschütz BL von
der Phase R am oberen Kontakt des Schützes H über den Kontakt 8 der Steuerwalze
nach Phase T zum Ansprechen gebracht. Es legt durch seinen Arbeitskontakt den- Bremslüftmägneten
BM -
an das Gleichstromnetz PN. Ferner wird :auf der Stellung i der Motor
M2 zuges'chaltet, indem die Ständerphase U2 über den Kontakt Rk und einen Hauptkontakt
des Schützes E mit der Netzphase R verbunden wird, wäh; rend die StänderphaseV2
über den Kontakt Sk der Steuerwalze und dem hiermit verbundenen anderen Hauptkontakt
Sk des Schützes E mit der Phase S verbunden wird.
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Auf der Stellung 2 wird der linke Teil des Läuferwiderstandes des
Motors Ml über die Kontakte cal bis a3° der Steuerwalze kurzgeschlossen.` Auf Stellung
3 wird der nächste Teil, des Läuferwiderstandes von M; kurzgeschlossen, und in Stellung
q. wird der gesamte Läuferwiderstand bis auf einen kleinen dauernd eingeschalteten
Schlupfwiderstand ausgeschaltet. Gleichzeitig wird auf Stellung4 der Motor 11i12
wieder abgeschaltet.
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Auf Stellung 5 wird zunächst an der Schaltung nichts geändert.; wenn
sich jedoch eine leichte Last am Haken befindet; dann sinkt der Läuferstrom des
Motors M1 so weit ab, . daß der in seinem Läuferkreis liegende Stromwächter W abfällt.
Dann kommt folgender Stromkreis - für das Ständerschütz Sv des Motors 11l3 zustande:-
Von der Netzphase R über den oberen Arbeitskontakt des Schützes H, den Ruhekontakt
des Stromwächters W, den Arbeitshilfskontakt des Schützes E, die Spule des Schützes
Sv, den Kontakt i i der Steuerwalze nach Netzphase T. Das Schütz 5'v springt an,
schaltet. mit seinen Hauptkontakten den Motor M3 an; legt sich über seine Arbeitshilfskontäkte
und den Kontakt io der Steuerwalze in einen vom Schütz E und vom Stromwächter W
unabhängigen Haltestromkreis und unterbricht durch Öffnen seines unteren Ruhehilfskontaktes
den Stromkreis für das SchützE, welches den MotorMi abschaltet. Der Motor M3 läuft
dann mit einer der Belastung entsprechenden Geschwindigkeit (Reihensrhlußcharakteristilc).
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Beim Zurückschalten von Stellung 5o nach 4 bleibt der Motor 11l3 eingeschaltet,
da sich das Haltesegment für das Schütz Sv bis auf die Stellung 4 erstreckt. Erst
auf Stellung 3" wird das Schütz Sv und damit der Motor 1113 wieder abgeschaltet
und, da über dem untersten Ruhekontakt des Schützes Sv das Schütz E wieder eingeschaltet
wird, wird der Motor M, wieder eingeschaltet. Hierdurch wird ein hoher -Stromstoß
vermieden. Ferner wird auf Stellung 3. der Motor lIII, wieder eingeschaltet, wodurch
eine starke elektrische Bremsung hervorgerufen wird.
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Auf Stellung :2 und i wird der Läuferwiderstand 17 des Motors Ml erhöht.
Auf Stellung A wird der Motor M2 und der Bremslüftmagnet BM abgeschaltet und der
Motor 1V11 unter Strorri abgebremst. In Stellung o wird der Motor 1V11 abgeschaltet.
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Beim Schalten der - Steuerwalze St auf »Senken« werden auf StellungA
dieSchütze H und E eingeschaltet und der Motor M2, über
den Widerstand
16 an das Gleichstromnetz PN angelegt, indem die Ständerphase U2 über den Kontakt
U 2 der Steuerwalze mit 11T und die Ständerphase T>'.., über den Kontakt V2 der
Steuerwalze, den Kontakt P1 der Steuerwalze und den Widerstand 16 mit dem anderen
Pol der Gleichstromquelle verbunden wird.
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Auf Stellung i wird das Schütz BL eingeschaltet, das den Bremslüfter
BM an die Gleichstromquelle legt.
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In Stellung 2 wird der Motor M2 wieder vom Gleichstromnetz abgeschaltet
und durch die Hauptkontakte Rk und Sk des 'Schützes E und die entsprechenden Kontakte
der Steuerwalze an das Drehstromnetz gelegt.
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In Stellung 3 wird dem Ständer des Motors M2 in einer Phase ein Widerstand
15 vorgeschaltet.
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In Stellung 4 wird der Motor M2 abgeschaltet und der Motor 11I1 mit
kurzgeschlossenem Regelwiderstand 17 ans Netz gelegt.
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In Stellung 5 wird die- nächste Stufe des Läuferwiderstandes des Motors
M1 eingeschaltet.
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Beim Übergang von Stellung 5 auf Stellung6 wird zunächst auch die
letzte Stufe des Läuferwiderstandes des Motors M, eingeschaltet und darauf über
den Kontakt 13 der Steuerwalze das Schütz Sv eingeschaltet, das durch Öffnen seines
unteren Ruhehilfskontaktes den Stromkreis des Schützes E unterbricht, das den Motor
Ml abschaltet. Ferner wird über- den Kontakt 14 der Steuerwalze das Schütz K eingeschaltet,
das den Schlupfwiderstand 18 im Läuferkreis des Motors 11,13 überbrückt.
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Beim Zurückschalten von derStellung 6 auf die Stellung 5 bleibt das
Schütz Sv über das Haltesegment 12 erregt und damit der Motor 113 auf Stellung 5
eingeschaltet. Auf Stellung 4. wird der Motor 111, ab- und der Motor 1111 eingeschaltet.
Der Regelwiderstand 17 des Motors 1V11 ist kurzgeschlossen. In Stellung 3 wird dem
Motor 1111 der Widerstand 15 in einer Ständerphase vorgeschaltet. In Stellung :2
liegt der Motor 1111 unmittelbar am Netz.» Auf Stellung i ist der Motor ibIl
vom Drehstromnetz abgeschaltet und an das Gleichstromnetz gelegt. Auf Stellung A
fällt das Bremslüfterschütz BL und mit ihm der Bremslüfterschütz BM
ab, und auf Stellung o ' wird der Motor Ml auch vom Gleichstromnetz abgeschaltet.