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Einrichtung zum Anlassen und Stillsetzen von Arbeitsmaschinen, z.
B. Drahtziehmaschinen Die Entwicklung im neuzeitlichen Maschinenbau geht dahin,
die Maschinenleistung durch Geschwindigkeitssteigerung immer weiter zu erhöhen.
Dabei wird es notwendig, dem Anlaßvorgang der Arbeitsmaschinen besondere Beachtung
zu schenken und ihn so zu steuern, daß ein ganz allmählicher Geschwindigkeitsanstieg
vom Wert Null beim Stillstand bis zum gewünschten Höchstwert erfolgt. Andernfalls
sind Störungen und Betriebsausfälle, z. B. bei Ziehmaschinen infolge Reißen des
Drahtes, unvermeidlich.
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Es wurde schon versucht, diesen für Hochleistungs - Drahtziehmaschinen
besonders wichtigen sanften Anlauf durch Verwendung von Antriebsmotoren in Sonderbauart
oder durch elektrische Steuerungen zu erreichen. Derartige Einrichtungen sind indessen
sehr kostspielig und störanfällig und verlangen eine laufende Wartung durch Fachkräfte.
Auch die Versuche, durch Anwendung der bekannten Reibungskupplungen zum Ziele zu
kommen, sind fehlgeschlagen. Die Einstellung derartiger Kupplungen ist nämlich sehr
schwierig und zeitraubend, weil das zum Anfahren erforderliche Anlaufmoment größer
ist als das normale Betriebsdrehmoment, so daß bei zu scharfer Einstellung der Kupplung
kein allmähliches Anlassender Ziehmaschine erreicht wird, während andererseits bei
zu loser Ein-
Stellung ein Rutschen der Kupplung während des Betriebes
eintreten kann. Abgesehen davon ist der Ablauf des Anlaßvorganges bei der Verwendung
der bekannten Reibungskupplungen völlig von der Geschicklichkeit des die Kupplung
bedienenden Arbeiters abhängig.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile mit Sicherheit zu vermeiden.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für Arbeitsmaschinen, z. B. Drahtziehmaschinen,
zu schaffen, die ein sehr langsames Anfahren und ein plötzliches Stillsetzen der
angetriebenen Maschinenteile, z. B. der Ziehtrommeln, gestattet. Dabei soll der
Anlaß- und auch der Stillsetzungsvorgang selbsttätig und damit unabhängig von der
Geschicklichkeit des die Einrichtung be= dienenden Arbeiters erfolgen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Antriebsmotor und den angetriebenen
Maschinenteil, z. B. eine Ziehtrommel, ein Planetenradgetriebe eingeschaltet ist,
dessen Sonnenräder mit dem Antriebsinotor bzw. der Triebwelle der angetriebenen
Maschinenteile verbunden sind und dessen die Lagerung der Planetenräder aufnehmendes
Gehäuse mit Hilfe einer Bandbremse od. dgl. abbremsbar ist, die beim Einrücken eines
Schaltgestänges über eine von einem Hilfsmotor angetriebene Steuerkurve allmählich
bis zum Stillstand des Gehäuses angezogen und beim Ausrücken des Schaltgestänges
unter Federwirkung durch Ausrasten einer Sperrklinke schlagartig gelöst wird.
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Bei Arbeitsmaschinen mit mehreren angetriebenen Teilen, z. B. mit
Ziehtrommeln, ist es vorteilhaft, jeden Teil einzeln stillsetzen zu können. Zu diesem
Zweck steht jeder der Teile mit der gemeinsamen Trieb- oder Maschinenwelle über
eine ausrückbare Zwischenkupplung in Verbindung. Die Möglichkeit, daß der stillgesetzte
Teil durch versehentliches Wiedereinrücken der Zwischenkupplung von der auf vollen
Touren laufenden Triebwelle ruckartig mitgerissen würde, läßt sich zweckmäßigerweise
durch Einbau einer Sicherung ausschließen. Diese besteht . darin, daß beim Einrücken
des Schaltgestänges abgefederte Klinken betätigt werden, die in die zugehörigen
Sperräder der Stellhebel der Zwischenkupplungen einrasten und sie in der Weise blockieren,
daß das Wiedereinrücken der Zwischenkupplung unmöglich ist, solange die Triebwelle
läuft.
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Um die während des Anlaßvorganges entstehende Reibungswärme rasch
an die Außenluft abzuführen, wird nach einem anderen Erfindungsmerkmal das Gehäuse
des Planetenradgetriebes mit Kühlrippen versehen und;oder mit der Bremsscheibe durch
lüfterartig ausgebildete Speichen verbunden. Dadurch werden Wärmestauungen verhindert,
die sich ungünstig auf die im Kupplungsgehäuse gelagerten Zahntriebe und auf das
Bremsband auswirken könnten.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Steuerscheibe
gegen einen einarmigen abgefederten, um ein ortsfestes Lager drehbeweglichen Hebel
anläuft, dessen freies Ende einen dort schwenkbar gelagerten, zweiarmigen, ebenfalls
unter Federspannung stehenden Klinkenhebel trägt, der mit seiner Sperrklinke gegen
einen drehbeweglichen, zweiarmigen Bremshebel anliegt, der seinerseits gegen die
Spannung einer Feder durch ein Gestänge auf die Bremse des Gehäuses einwirkt. Das
andere Ende des Klinkenhebels liegt dagegen im Bereich einer mit Schaltnocken für
das Einschalten des Steuermotors versehenen Druckstange, die durch Zwischengestänge
mit der Schaltstange drehbeweglich verbunden ist. Die Welle der Steuerscheibe trägt
erfindungsgemäß einen Schaltnocken, der seinerseits die Abschaltung des Hilfsmotors
nach einer vollen Umdrehung der Steuerscheibe bewirkt.
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In- der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach
der Erfindung für den Antrieb der Ziehtrommeln einer Drahtziehmaschine schematisch
dargestellt.
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Der Antriebsmotor i ist mit der Welle 2 gekuppelt, auf der das eine
Sonnenrad 3 des Planetenradgetriebes festgekeilt ist. Dieses Sonnenrad kämmt mit
den Planetenrädern 4 und 4', die mittels der Büchsen 5 und 6 mit den Planetenrädern
7 und 7' starr verbunden und bei 5' bzw. 6' drehbar im Gehäuse 56 gelagert sind.
Die Räder 7 und 7' greifen ihrerseits in das auf der Triebwelle 8 befestigte Sonnenrad
9 ein. Auf Welle 8 sitzt ein Kegelrad 55, das über das Rad io und die bei ii ausrückbare
Zwischenkupplung 12 die den angetriebenen Maschinenteil bildende Ziehtrommel 13
antreibt. Das Ausrücken der Zwischenkupplung 12 erfolgt durch den Stellhebel 14
in Richtung des Pfeiles 15. Fest mit dem Hebel 14 ist ein Sperrad 16 verbunden,
in das eine abgefederte Klinke 17 einrasten kann. Klinke 17 wird über die Stange
18 von der Schaltstange i9 betätigt. In der Zeichnung ist nur eine Ziehtrommel mit
den zugehörigen Einrichtungen dargestellt, es kann natürlich durch Welle 8 auch
eine Mehrzahl solcher Trommeln angetrieben werden.
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Stange i9 dient zur Betätigung des Schaltgestänges, wobei bei Bewegung
in Pfeilrichtung 2o das langsame Anlassen und in Pfeilrichtung 2o' das schnelle
Stillsetzen der Ziehtrommeln erfolgt. Sie steht in beweglicher Verbindung mit dem
ortsfesten Winkelhebel 21, 22 und dieser ist über das Gestänge 23 mit einem weiteren
ortsfesten Winkelhebel 24, 25 gekuppelt. Am Schenkel 25 des Winkelhebels ist die
im Lager 29 geführte Druckstange 26 drehbeweglich angelenkt. Sie trägt den Schaltnocken
27, der auf das Einschaltgerät 28 des Hilfsmotors 31 einwirken kann. Mit dem Druckstück
30 liegt die Stange 26 gegen Teil 32 des zweiarmigen, um Lager 34 beweglichen Klinkenhebels
32, 33 an. Hebelarm 33 ist bei 35 mit einer Schaltklinke versehen, auf die sich
der Hebelarm 36 des im ortsfesten Lager 38 drehbeweglichen zweiarmigen Hebels 36,
37 abstützt. Hebelarm 37 betätigt über das Gestänge 38 die Bandbremse 39. Im ortsfesten
Lager 42 ist ein Federbolzen 41 drehbeweglich aufgehängt, der seinerseits die auf
den Hebelarm 37 wirkende Druckfeder 4o aufnimmt. Zugfedern 43 und 44 sind an die
Hebelarme 33 bzw. den Hebel 45 angelenkt. Der letztere ist schwenkbar um das ortsfeste
Lager 46. Gegen ihn legt sich die nockenförmig ausgebildete Steuerkurve 47 der Steuerscheibe
47', die durch den Hilfsmotor 31 über das Schneckengetriebe 49 und die Welle 5o
in Richtung
des Pfeiles 48 gedreht wird. Fest mit der Welle 5o ist
der Schaltnocken 51 verbunden, durch den das Ausschaltgerät 53 des Hilfsmotors 31
betätigt wird.
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Die Einrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Anlassen der
Drahtziehmaschine Der Antriebsmotor i der Drahtziehmaschine wird durch einen Druckknopfschalter
auf das Kraftnetz geschaltet. Das auf der Motorwelle 2 befestigte Sonnenrad 3 kommt
in Umlauf und nimmt dabei bei gelöstem Bremsband 39 die Planetenräderpaare
4, 7 und 4', 7' mit, die durch die Lagerbolzen 5' bzw. 6' fest mit den Seitenschildern
des Gehäuses 56 vereinigt sind. Der Motor i arbeitet bis jetzt im Leerlauf und nimmt
über die ihre Sonnenräder 3 bzw. g umkreisenden Planetenräderpaare 4, 4' bzw. 7,
7' nur das Gehäuse 56 mit. Nachdem alle Zwischenkupplungen 12 der Ziehtrommeln 13
eingerückt worden sind, wird das langsame Anlassen der Ziehmaschine durch Umlegen
der Schaltstange ig in Pfeilrichtung 20 eingeleitet. Während dieser Bewegung der
Schaltstange, die in ihrer Endphase in der Zeichnung dargestellt ist, verschiebt
sich die Druckstange 26 in ihrer Führung 29 in Pfeilrichtung 54 und betätigt mit
Nocken 27 die Einschaltvorrichtung 28 des Hilfsmotors 31. Der anlaufende Hilfsmotor
bewirkt gleichzeitig über das Schneckengetriebe 49 und die Welle 5o eine Drehbewegung
der Steuerscheibe 47' in Pfeilrichtung 48. Die Steuerscheibe ist in ihrer Kurvenform
nun derart ausgebildet, daß kurz nach dem Anlaufen des Hilfsmotors der tiefste Kurvenpunkt,
d. h. die größte Annäherung an den Umdrehungsmittelpunkt der Steuerscheibe erreicht
wird. Infolgedessen kann die Zugfeder 44 den Hebel 45 soweit nach unten ziehen,
bis die Sperrklinke 35 unter Mitwirkung der Zugfeder 43 unter den Bremshebelarm
36 einrasten kann. Bei der sich jetzt anschließenden weiteren Drehbewegung der Steuerkurve
47 beginnt der eigentliche Anlaßvorgang der Ziehmaschine, indem der Hebel 45 langsam
nach oben hin ausgeschwenkt wird und über die Schaltklinke 35, den Bremshebel 36,
37 und die Bremsstange 38 die Bandbremse 39 ganz langsam und stetig anzieht und
dadurch das noch umlaufende Gehäuse 56 in zunehmendem Maße abbremst und gleichzeitig
die Feder 40 unter Spannung setzt. In gleichem Nlaße verringert sich die Drehzahl
des Gehäuses, während ein Teil des Kraftflusses nun über die Planetenräderpaare
auf das Sonnenrad g der Ziehmaschinenwelle 8 abgeleitet wird, das dadurch mit zunehmender
Abbremsung des Gehäuses immer mehr auf Touren kommt, bis dann schließlich bei blockierter
Bremse 39 die gewünschte Höchstdrehzahl absolut stoßfrei erreicht ist. Nach
einem vollen Umlauf der Steuerscheibe 47' betätigt der auf der Welle 5o befestigte
Schaltnocken 51 das Ausschaltgerät 53 des Hilfsmotors 31. Stillsetzen der Drahtziehmaschine
Das Herumlegen der Schaltstange 1g in Pfeilrichtung 20' bewirkt über die Winkelhebel
21, 22, das Gestänge 23 und den Winkelhebel 24, 26 eine Verschiebung der Druckstange
26 in waagerechter Richtung entgegen dem Pfeil 54. Dabei legt sich das Druckstück
30 gegen den Arm 32 des Klinkenhebels 32, 33, wobei die Sperrklinke 35 gegen
die Federspannung 43 ausrastet. Die während des Anlaßvorganges der Ziehmaschine
vorgespannte Feder 4o drückt nun schlagartig das Bremsband 39 von der Bremsscheibe
39' des Gehäuses 56 ab. Dieses beginnt sofort zu rotieren, die kraftschlüssige Verbindung
zwischen den Sonnenrädern 3 und g ist aufgehoben, die Maschine ist vom Motor i entkuppelt
und kommt unter der Wirkung der Belastung sehr rasch zum Stillstand. Eine in der
Zeichnung nicht dargestellte Rücklaufbremse verhindert einen Rücklauf der Maschine.
Diese Bremse arbeitet derart, daß sie bei abgebremstem Gehäuse gelöst ist, dagegen
bei umlaufendem Gehäuse bremsend auf die Maschinenwelle 8 wirkt. Stillsetzen einer
einzelnen Trommel der Ziehmaschine Sollen während des Betriebszustandes der Ziehmaschine
eine oder mehrere Trommeln stillgesetzt werden, so wird der zugehörige Trommelstellhebel
14 in Pfeilrichtung 15 ausgeschwenkt, dadurch die Zwischenkupplung 12 über die Gabel
ii ausgerückt und die Trommel 13 infolgedessen stillgesetzt. Im Verlauf dieses Schaltvorganges
rastet die an der Schaltstange ig federnd gelagerte Klinke 17 in das Sperrad r6
ein, das starr mit dem Hebel 14 verbunden ist. Infolgedessen ist dieser Hebel nun
verriegelt und kann erst dann wieder gegen die Pfeilrichtung 15 bewegt werden und
damit das Einkuppeln der Ziehtrommel erfolgen, sobald seine Verriegelung durch Abschalten
der gesamten Ziehmaschine aufgehoben wird. Nur dann wird nämlich die Sperrklinke
17 herumgeklappt und der Stellhebel 14 wieder freigegeben.
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Bei Anwendung der Einrichtung nach der Erfindung ist es demnach möglich,
alle Anforderungen, die die Praxis beim Anlassen und Abschalten von raschlaufenden
Arbeitsmaschinen stellt, in vollem Umfang zu erfüllen. Die Bremse des Gehäuses des
Planetenradgetriebes ist einfach im Aufbau und anspruchslos in der Wartung, da als
einzige Verschleißteile nur die Bremsbeläge in Frage kommen, die auch von ungeschulten
Arbeitskräften leicht auszuwechseln sind. Auch die Einstellung der Bremse ist leicht
vorzunehmen, weil der Anpreßdruck der Bremsmittel ohne Nachteil auf ein Vielfaches
des Anlaufdrehmomentes eingestellt werden kann. Das langsame Anlassen und das rasche
Stillsetzen der Arbeitsmaschine wird durch einfaches Umlegen einer Schaltstange
vorgenommen. Infolge der Verriegelung der Ziehtrommelstellhebel sind Fehlschaltungen
ausgeschlossen; an die Geschicklichkeit des Bedienungspersonals werden demnach keine
besonderen Anforderungen gestellt.
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An Stelle des im Ausführungsbeispiel gezeigten Stirnräderplanetengetriebes
kann mit ähnlichem Erfolg auch ein umlaufendes Kegelradgetriebe verwendet werden.
Es muß dann lediglich die Motordrehrichtung geändert werden.