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Ein- oder Zweihebelgleichlaufsteuerung für kupplungslose Zweitrommelgreiferwindwerke
Der Gleichlauf der Triebwerke von Zweitrommelwind'werken wird von der Praxis beim
geschlossenen Greifer gefordert, damit die Hub- und Senkbewegungen ohne Öffnen der
Greifer ausgeführt werden können, und beim Senken des offenen Greifers, damit der
Greifer in gewolltem Zustand auf das aufzunehmende Gut aufgesetzt werden kann. Auch
das Heben des .geöffneten Greifers ohne Zustandsänderung wird neuerdings vielfach
verlangt. ' Eine Reihe von Mitteln zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits bekanntgeworden.
In einfachster Weise läßt sich .dies durch Anordnung einer ausrückbaren Kupplung
zwischen den beiden Triebwerken erreichen, die eingerückt wird, wenn Gleichlauf
der beiden Windwerke erzielt werden soll.
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Bei Zweihebelsteuerungen, bei denen also jeder Windwerksmotor ein
besonders bedienbares Steuergerät besitzt, wird der Gleichlauf durch entsprechende
Bedienung der beiden Steuergeräte erzielt. Bei einer bestimmten Art von Einhebelsteuerungen
ist -etwas Ähnliches möglich, weil der Steuerhebel hauptsächlich in zwei verschiedenen
Richtungen beweglich ist. Bewegen des Steuerhebels in der einen Richtung bedeutet
gleichzeitiges gemeinsames Steuernder beiden Steuergeräte, was aber noch nicht dem
Gleichlauf der Motoren entspricht. Bewegen des Steuerhebels in -der anderen Richtung
gestattet unterschiedliche Schaltung der Steuergeräte. Bei beiden Arten von Steuerungen
ist der Kranführer darauf angewiesen, nach Gefühl zu steuern. Er muß also gut eingeübt
sein, um die gewollten Gleichlaufbewegungen genügend sicher .einstellen zu können.
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Bekannt sind auch sogenannte Schlitzsteuerungen, bei denen der Steuerhebel
in Schlitzen bewegt wird, von denen ein Teil zum Heben und Senken des geöffneten
Greifers .dient. Es werden also durch das Hereinführen des Hebels in diese Schlitze
die Schaltungen vorgenommen, die für das erstrebte Ziel erforderlich sind.
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Die Schaltungen bestehen dabei z. B. entweder darin, .daß bei Gleichstrommotoren
die Felder oder Ankerspannungen entsprechend geregelt, der eine Motor in Kraftschaltung,
der andere in Bremsschaltung geschaltet und bei Drehstrom von der Polumschaltung
oder bei Schleifringläufermotoren von der Zusammenschaltung der Läufer Gebrauch
gemacht wird. Auch die unterschiedliche Schaltung der Motoren, der eine für Antrieb,
der andere für Bremsung, wird bei Drehstrom angewendet.
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Grundsätzlich werden dabei für die Triebwerke meistens gleiche Motoren
mit gleicher Drehzahl verwendet, .damit beim Heben und Senken des geschlossenen
Greifers die Motoren
mit etwa gleichem Drehmoment arbeiten. Dabei
war der leitende Gedanke, die Last beim Heben gleichmäßig auf,den Schließ--' Seilmotor
und den Halteseilmotor zu Vei-=@ teilen.
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Die mechanische Kupplung ist in vielen. Fällen nicht erwünscht. Die
obenerwähnten Steuerungen sind entweder nur von geübten Kranführern zu bedienen
oder sie sind kompliziert oder teuer und haben eine Reihe von besonderen Nachteilen.
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Die Erfindung besteht darin, daß entgegen der bisherigen Gewohnheit,
für die Triebwerke Motoren mit grundsätzlich gleicher Drehzahl und Leistung zu verwenden,
die beiden in der Drehzahl regelharen Motoren gleiche Nennleistung, aber typenmäßig
verschiedene Nenndrehzahlen aufwe?sen. Die Regeleinrichtungen sind dabei so ausgelegt,
daß bei den für das Heben und Senken des geöffneten Greifers geltenden Drehmomenten
beide Motoren die gleiche Drehzahl haben. Es läuft dann beim Heben und Senken des
geöffneten Greifers das Schließseil ohne Schließwirkung in Gleichlauf zu dem Halteseilinotor
nur gespannt mit, während beim Heben und Senken des geschlossenen und dabei gefüllten
oder ungefüllten Greifers dieselben Regelstellungen und Schaltungen wie beim Heben
und Senken des geöffneten Greifers benutzt werden, wobei die Motoren durch die Last
synchronisiert werden. Hierbei tritt zwar unter Umständen eine Überlastung eines
Motors beim Heben auf, diese Überlastung ist aber nur kurzzeitig und kann gegenüber
der bequemeren Bedienungsweise der Anordnung ohne weiteres in Kauf genommen werden.
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Hierdurch wird die Schaltung erheblich einfacher als alle bekannten
Schaltungen, weil eine Schlitzsteuerung nicht mehr erforderlich ist und auch mit
Zwei- oder Einlieb elsteuerungen durch weniger geübtes Personal gearbeitet «-erden
kann. Werden die beiden Hebel gleichzeitig um gleiche Beträge verstellt oder wird
bei der Einhebelsteuerung der Hebel in der einen Richtung bewegt, so wird mit der
neuen Steuerung ohne weiteres der Gleichlauf der Triebwerke erreicht, einerlei ob
der offene oder der geschlossene Greifer bewegt wird, weil sich infolge der Bewegung
der Motoren nach den in Frage kommenden Drehmomenten selbsttätig de gleiche Drehzahl
für beide lIotoren einstellt.
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Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Wesens der Erfindung.
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In Fig. i sind in einem Achsenkreuz in Xbhängigken vom Motordrehmoment
D die Drehzahlen einer bestimmten Schaltung, z. B. eines \ebenschluß- oder Doppelschlußmotors,
dargestellt, und zwar getrennt für Halteseilmotor und Schließseilmotor. Zum Heben
werden die Stellungen i-3, zum Senken die .Stellungen I-III verwendet.
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@.;`ßeim Heben des geöffneten Greifers hängt .der Greifer in den Halteseilen,
während der @#Schließseilmotor nur das Schließseil aufzuwickeln hat, ohne daß er
am Greifer zu ziehen braucht. Unter der Voraussetzung, daß der Greifer ebensov:el
wiegt wie der Nutzinhalt des Greifers, ist der Halteseilmotor mit dem Drehmoment
Dl belastet, während der Schließseilmotor nur mit dem sehr kleinen Moment D, belastet
ist. Beim Senken seien die entsprechenden Drehmomente D3 und D4. Auf Stellung 3
läuft der Halteseilmotor infolgedessen mit der Drehzahl v.1. Gemäß der Erfindung
wird nun die Drehzahl ia, des Schließseilinotors gleich dieser gemacht, so daß die
Bedingung des Gleichlaufes beider Motoren beim Heben des geöffneten Greifers bereits
bei der Motorwahl berücksichtigt wurde. Entsprechendes gilt auch für das Senken.
Die Geschwindigkeit n3 des Halteseilmotors auf Stellung III wird gleich der Geschwindigkeit
7a4 des Schließseilmotors gemacht, so daß sich die eingezeichnete Regelkurve III'
ergibt.
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Je nachdem ob nun die Gleichlaufbedingung nur auf einer Steuergerätstellung
erreicht werden soll oder auf mehreren, kann man die anderen Steuergerätstellungen
des Schließseilmotors entsprechend legen.
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Diese gleichen Stellungen und Schaltungen werden nun auch beim Heben
und Senken des geschlossenen Greifers benutzt. Hierbei werden die Motoren gewissermaßen
durch die Last synchronisiert. Greifer üblicher Konstruktion öffnen sich erst, wenn
das 1loment des Schließseilmotors erheblich abfällt. 1Ian kann in diesem Sinne z.
B. für einen bestimmten Greifer annehmen, daß zum Geschlossenhalten des Greifers
beim Heben oder Senken noch etwa 2o"/, Moment erforderlich sind.
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Bei Verwendung versch-'.edener Motoren kann eine weitere Verbesserung
noch dadurch erreicht werden, daß die Regelkurven so gelegt werden, daß bei einer
unterschiedlichen Belastung der beiden Motoren beim Bewegen des geschlossenen Greifers
der Schließseilmotor immer noch mit mindestens den das öffnen des Greifers verhindernden
-Momenten s'_ch an der Bewegung der Last beteiligen muß, damit sich der Greifer
nicht öffnet, und daß der Halteseilmotor nicht unzulässig überlastet wird. Dies
hat man in der Hand, indem man die Stärke des Feldes oder die Polzahl der Maschine
bzw. die Anlaß- und Regelwiderstände entsprechend einstellt oder bei Drelistroniniaschinen
die bekannte Läuferverbindung der Schleifringe der Motoren anwendet.
Da
nach den bisherigen Schailtungen es besonders. bei Gleichstrommaschinen nicht möglich
war, die vorerwähnten Gesichtspunkte zu verwirklichen, ist in Fig.2 ein Beispiel
für die Regelkurven einer Gleichstromschaltung nach der Erfindung angegeben. i,
2, 3, 4 stellen die Hubregelkurven, I, II, III, IV die Senkregelkurvender beiden
Motoren dar. D1 und D3 sind :die Hub- bzw. Senkdrehmomente des Halteseilmotors beim
Heben des geöffneten leeren Greifers, D2 und D4 die entsprechenden Drehmomente des
Schließseilmotors, der beim Heben und Senken des geöffneten Greifers nur das Seil
auf- bzw. abzuwickeln braucht.
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Durch Vergleich der Drehzahlen ztl, x21 n3, 1141 n91 1110, @Itll,
1112 des Halteseilmotors mit n51 1161 '11q1 1182 11131 1114, JZ15, n16 des
SChließ,sellmotors ergibt sich, daß die Bedingung des Gleichlaufes der beiden Win@denmotoren
erfüllt ist, der offene Greifer also ohne Zustandsänderung gehoben und gesenkt werden
kann.
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Die Kurven sind nun so gelegt, daß beim Heben und Senken,des gefüllten
Greifers der Halteseilmotor beispielsweise mit 125 °/a, der Schließseilmotor dagegen
mit 75 °/o Drehmoment,belastet wird, wobei Dl beim Heben und D3 beim Senken mit
ioo °/o angesetzt wurde. Daß dies der Fall ist, kann man aus dem Vergleich der Drehzahlen
a bis g des Halteseihnotors mit 7Z bis o des Schließs-eilmotors erkennen.
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Bedenken gegen die höhere Belastung des Halteseilmotors können grundsätzlich
nicht erhoben werden, weil die prozentuale Einschaltdauer des Halteseilmotors kleiner
ist als die des Schließseilmotors und infolgedessen der Halteseilmotor trotz gleicher
Motortype höher belastet werden 'kann, ohne zu warm zu werden.
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Die in Fig.2 dargestellten Regelkurven gelten insbesondere für einen
Gleichstromnebenschlußmotor bzw. auch Dopp:elschlußmotor. Die Regelkurven in den
Senkquadranten gelten grundsätzlich auch für Reihenschlußmotoren, deren Felder bekanntlich
beim Senken als Nebenschlußfelder geschaltet werden.
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Die für die Erreichung des Erfindungsgedankens erforderliche Veränderung
der Regelkurven ist in den Senkquadranten bemerkenswert klein. Sie lassen sich in
verschiedener bekannter Weise erreichen, beispielsweise durch Anordnung eines Ankervorschaltwiderstandes
beim Halteseilmotor und Anordnung einer etwas stärkeren Schwächung und Fortlassung
des Ankervorschaltwiderstandes beim Schließseilmotor.
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In den Hubquadranten sind die Unterschiede größer, jedoch sind Maßnahmen
bekannt, um die im Beispiel gezeichneten Nebenschlußkurven mit Widerstandsregelung
beim Halteseilmotor in die ebenfalls gezeichneten des Schließseilmotors zu verwandeln.
Dies kann durch entsprechende Bemessung der Ankervorschaltwiderstände sowie durch
Einregulierung der Feldstärke des Gleichstrommotors erzielt werden oder auch beispielsweise
dadurch, daß der Anker des Gleichstrommotors bei ungeänderter Erregung an verschiedene
Spannungen gelegt wird. Diese verschiedenen Spannungen können durch Leonardschaltung
oder durch ein kleines Zusatzaggregat erzielt werden, das die Netzspannung um einen
bestimmten Betrag erniedrigt. Das ist aber für das Wesen der Erfindung unerheblich.
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In Fig. 3 sind andere Hubkurven angegeben, die gleichen Charakter
hinsichtlich der Gleichlaufbedingungen haben wie die Hubkurven der Fig. 2. Es handelt
sich dabei um Reihenschlußkurven eines Gleichstrom- oder auch Drehstromkollektormotors.
Es ergibt sich also, daß der Charakter der Kurven für den Erfindungsgedanken unmaßgeblich
ist. Auch in dem Beispiel der Fig. 3 sind in bekannter Weise die Kurven erreichbar,
die gemäß .der Erfindung zweckmäßig sind. Häufig werden noch Stellungen beim Heben
und Senken vorgesehen, die sehr kleine Geschwindigkeiten zu erreichen gestatten,
um sanft anheben und abbremsen zu können. Diese Stellungen können durch Anordnung
von Ankerparallelwiderständen oder andere Lösungen erreicht werden. Sie stellen
jedoch nichts grundsätzlich Neues dar, weil sie in ihrer Wirkung als Schaltstellungen
mit sehr starkem Motorfeld aufgefaßt werden können. Bei den vorerwähnten Ausführungen
des Erfindungsgedankens kann man den leeren geschlossenen Greifer nicht ohne Zustandsänderung
heben oder senken. Dieser Nachteil wird vermieden durch die folgende Ausgestaltung
des Erfindungsgedankens.
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Da betriebsmäßig gewöhnlich bis in die Endstellung geschaltet wird,
kann es auch erwünscht sein, die Gleichlaufbedingungen nur für eine oder mehrere
Steuergerätstellungen zu erfüllen, während man bei anderen Stellungen, vielleicht
besonders die ersten der Nullstellung beiderseits benachbarten Stellungen, mit der
bisherigen Schaltung der Klotoren zufrieden ist, d. h. also gleiche .Regelkurven
für beide Motoren. Auf den Stellungen, auf denen die Schaltungen der beiden Motoren
noch gleich sind, kann auch der geschlossene leere Greifer ohne Zustandsänderung
gehoben oder gesenkt werden.
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Schließlich können auch die beispielsweise in den Fig. 2 und 3 angegebenen
Kurven für den Schließseilmotor selbsttätig erst dann
erzielt werden,-
wenn es notwendig ist, d. h. wenn der leere offene Greifer gehoben oder gesenkt
wird. Dies läßt sich durch irgendwelche bekannten Mittel schaffen, die ein
eindeutiges Maß für die Belastung des Schließseilmotors angeben, also z. B. durch
Stromrelais.
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Die Wirkung ist verständlich, wenn man beachtet, daß die Regelkurven
der Fig.2 und 3 für Schließseilmotor dann zweckmäßig sind, wenn dieser Motor nur
gering belastet ist. Infolgedessen können in Abhängigkeit von solchen Größen, die
ein eindeutiges Maß für die Belastung des Motors darstellen, die Regelkurven geändert
werden. Diese selbsttätige Umschaltung kann auch gewollt von Hand eingeleitet werden
(z. B. durch Schlitze, Zusatzschalter, Handfallen u. dgl.).
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Sollte es als zweckmäßig angesehen werden, an Stelle der in Fig. 2
und 3 für den Halteseilmotor gezeichneten Senkkurven, die die Drehzahlachse schneiden,
Schaltungen zu verwenden, die nur bremsende Momente (also keine Antriebsmomente
liefern) zu erzeugen vermögen, also Generatorbremsschaltungen, so kann der Erfindungsgedanke
ebenfalls angewendet werden. Es ist dann erforderlich, dem Schließseilmotor zur
Erfüllung der Gleichlaufbedingung eine Nebenschlußcharakteristik zu geben, die dadurch,
daß sie die Drehzahlachse schneidet, Antriebsmomente zu erreichen gestattet.