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Notendschaltung für das elektrisch betriebene Hubwerk eines Hebezeuges
Die Erfindung betrifft eine Notendschaltung mit regelbarer Strombremse für Hebezeuge,
insbesondere Krane. Nach der Erfindung schaltet ein Schützumschalter, dessen Magnetspule
stromlos wird, wenn sich der Notendschalter beim Aufwärtsfahren der Kranflasche
durch ein von dieser betätigtes Gestänge öffnet, den Hubmotor vom Netz ab und damit
den Hubmotor auf Generatorbetrieb über einen Bremswiderstand um. Die erfindungsgemäße
Notschaltung ist sowohl für mit Gleichstrom als auch mit Drehstrom betriebene Hubmotoren
anwendbar.
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Es sind Notendschaltungen in den verschiedensten Ausführungen bekannt,
bei denen die Kranflasche unter ein Gestänge stößt, welches einen Schalter betätigt
und dadurch die Stromzufuhr über Schützenspulen zum Hubmotor unterbricht, so daß
das Hubwerk zum Stillstand kommt. Das Abbremsen des Hubgetriebes erfolgt dabei mittels
einer mechanischen Bremse, welche durch einen Bremsmagneten betätigt wird. Diese
bekannten Ausführungen weisen alle nur eine mechanisch wirkende Bremse auf, bei
deren Versagen große Schäden entstehen können. Zudem sind diese Bremsen einem außerordentlich
hohen Verschleiß unterworfen. Der größte Nachteil, der diesen Bremsen anhaftet,
besteht jedoch darin, daß der Nachlaufweg vom Zeitpunkt des Schaltvorganges bis
zum Stillstand des Getriebes ungünstig lang und unregelmäßig ist und zwischen 0,3
und 1,5 m pendelt. Dadurch ist eine restlose Ausnutzung
der Hubhöhe
in vielen Fällen, vor allem bei großer Hubgeschwindigkeit und niedriger Bauhöhe,
unmöglich.
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Diese Nachteile werden durch die nachstehend beschriebene und in der
Zeichnung schematisch dargestellte erfindungsgemäße Xotendschaltung beseitigt.
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Die Notendschaltung gemäß der Erfindung kann sowohl für Gleichstrom
als auch fürDrehstrom verwendet werden.
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Bei Verwendung von Gleichstrom wird das Feld des Hubmotors umgepolt
und der Motor über einen Widerstand kurzgeschlossen. Durch Kurzschließen des Hubmotors
über einen regelbaren Widerstand und durch das gleichzeitige Umpolen des Motorfeldes
tritt die Strombremse in Wirkung. .
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Bei Verwendung von Drehstrom tritt die Strombremse durch Umpolung
der Ständerwicklung des Hubmotors über einen regelbaren Widerstand in Wirkung.
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In Abb. i und 2 sind zwei Beispiele des Gegenstandes der Erfindung
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i ein Schaltschema für Gleichstrom
und Abb. 2 ein solches für Drehstrom.
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Das Schaltbild gemäß Abb. i für Gleichstrom veranschaulicht den Stromverlauf
einer Kranhubschaltung in der höchsten Geschwindigkeitsstufe des Kontrollers während
der Aufwärtsfahrt im Augenblick der mechanischen Betätigung des Notendschalters
12.
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Der elektrische Strom verläuft von der Plusstromschiene über den Plusstromabnehmer
2, den Plusstromhauptschalter 3, die Plusstromhauptsicherung 4, das-Plusstromschütz
5, die Anlaßwiderstands- und Fahrstufen 8 und 8a des Kontrollers zum Anker 7 des
Hubmotors von der A -Klemme zur B-Klemme des Ankers. Von dort verläuft der Strom
weiter zur Fahrstufe 8b des Kontrollers, zum Schütz 6, über dieses zur Feldwicklung
des Hubmotors (E-Klemme zur F-Klemme des Motorfeldes 7d), von hier aus weiter über
das Schütz 6 der Minussicherung 4a, über den Schalter 3a, über den Stromabnehmer
2d zur Minusstromschiene N. Von der Minusstromschiene läuft der Strom in das Netz
zurück. Das Schütz 6 ist doppelpolig: Hinter der Hauptsicherung 4 auf der Plusseite
fließt der Strom über die Plussteuerstromsicherung 4b zunächst über den Widerstand
5b, über die Einschaltspule 5d, über einen weiteren Vorwiderstand 5e, über einen
Arbeitskontakt 54 des Schützes 5, über eine walze 8e des Kontrollers, über
den mechanisch betätigten Notendschalter 12, über den Kontrollschalter 13 zur Minussteuerstromsicherung
4:e. Von der Plussteuerströmsicherung 4b fließt der Strom in einer Abzweigung weiter
über die Vorwiderstände 611 und 6e der Einschaltspule 611, über den Arbeitskontakt
69, über den Sparwiderstand 6f des Schützes 6, über den Kontrollschalter
13 und über den Notendschalter i2 gleichfalls zur Minussteuerstromsicherung 4e und
von dort in das Netz.
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Der Strom fließt weiterhin hinter dem Schütz .5 über den Arbeitskontakt
5f des Schützes 5 zum Hubbrems- ' magneten ii; der die mechanische Bremse des Hubwerkes
betätigt. Von hier aus fließt der Strom zur F-Klemme des Hubmotorfeldes
7" und gemeinsam mit dem Motorstrom über das Schütz 6 in das Netz zurück.
.Läuft nun bei der Aufwärtsfahrt die Kranflasche 15 gegen das Gestänge 14, so wird
hierdurch der Notendschalter =2 geöffnet und die Stromzufuhr zu den Einschaltspulen
der Schütze 5 und 6 unterbrochen. Gleichzeitig fallen die Schütze 5 und 6 ab und
unterbrechen die Stromzufuhr zum Hubmotor 7 und zum Hubbremsmagneten ii. Der Hubmotor
7 wird vom Netz getrennt, der Bremsmagnet fällt ab, und durch die in Tätigkeit tretende
mechanische Bremse bleibt das Hubwerk des Kranes stehen.
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Das Schütz 6 ist mit kräftigen Bremskontakten 6t und 6 e versehen,
die beim Abfallen desselben durch den Notendschalter 12 den Hubmotor 7 über den
Bremswiderstand io kurzschließen und gleichzeitig den Hubmotor umpolen. Infolge
der Remanenz des Motorfeldes entsteht im Motor eine Spannung. Der Motor arbeitet
im gleichen Augenblick als Hauptstromdynamo auf den Widerstand io. Die Größe
-des Stromflusses ist dabei von der Drehzahl der Maschine und von der Größe
des Widerstandes io abhängig. Eine Höchstgroße darf nicht überschritten werden,
da andernfalls Kurzschluß im Kollektor eintritt, der zur Gefährdung der Maschine
führt. Bei stets gleichmäßiger Drehzahl der Maschine kann der Widerstand io eine
ganz bestimmte Größe haben. Der als Dynamo arbeitende Hubmotor 7 wird im Augenblick
der Betätigung des Notendschalters 12 und im Augenblick des Abfallens der Schütze
5 und 6 gestoppt, wodurch der schädliche Nachlaufweg praktisch vermieden wird, d.
h. auf ein Mindestmaß von ungefähr 2o mm herabgedrückt wird.
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Läuft dagegen der Hubmotor 7 mit geringer Drehzahl, und dies ist dann
der Fall, wenn der Hubkontroller 8 anstatt in Fahrstellung VI (Höchstgeschwindigkeit)
in Fahrstellung II oder III steht; so wird die Strombremswirkung infolge der geringen
Drehzahl des als Dynamo arbeitenden Hubmotors 7 ebenfalls gering sein, wodurch sich
gleichfalls der Nachlaufweg des Kranhubes vergrößert.
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Um dies nun zu vermeiden, wird im Hubkontroller 8 die Hilfswalze
8,1 eingebaut, die den Zweck hat, eine Strombremswirkung trotz verschiedener
Drehzahlen i zu bewirken, die gleichfalls genügt, um den Nachlaufweg praktisch auszuschalten,
d. h. auf ein Mindestmaß von ungefähr 2o mm zu verkürzen. Die Größe des Bremswiderstandes
io ist dabei abhängig von der Schaltwalze, d.h. von der Stellung des Hubkontrollers
B. Steht die Hauptschaltwalze des Hubkontrollers 8 in der Fahrstellung I-II (geringe
Drehzahl des Hubznotors 7), so ist im Augenblick der Notendschaltung nur ein Drittel
des Bremswiderstandes in Tätigkeit. Bei mittlerer Drehzahl des Hubmotors 7 (Fahrstellung
III-IV des Hübkontrollers 8) sind im Augenblick der Notendschaltung zwei Drittel
des Bremswiderstandes in Tätigkeit. Dagegen ist bei Höchstdrehzahl des Hubmotors
7, d. h, bei Fahrstellung V-VI des Hubkontrollers 8, der ganze Bremswiderstand in
Tätigkeit. Diese Stufenänderung des Bremswiderstandes io, die awangsläufig von der
Fahrstellung des Hubkontrollers 8 abhängig ist, bewirkt also eine stets selbsttätige
gleichmäßige Strombremswirkung im Augenblick der Notmdschaltung und damit einen
gleichmäßigen kurzen Kachlaufweg.
Abb.2 zeigt schematisch eine Kranhubnotendschaltung
mit regelbarer Strombremse für Drehstrom. Auch hier wird der Nachlaufweg praktisch
vermieden, d. h. je nach Größe des gewählten Bremswiderstandes auf ein Mindestmaß
von 2o bis ioo mm herabgedrückt. Das Schaltbild zeigt auch hier den Stromumlaufwährend
der Aufwärtsfahrt in Höchstgeschwindigkeitsstellung des Kontrollers q., und zwar
im Augenblick der mechanischen Auslösung des Notendschalters io. Der Strom verläuft
hier vom Netz über die Stromabnehmer ja, über den Hauptschalter 2, über die Hauptsicherungen
3, über den Teil q. a und q. b des Hubkontrollers q., über das Hauptschütz 6 zum
Hubmotor 7. An den Klemmen u, v, w des Hubmotors 7 ist der Hubbremsmagnet
7a angeschlossen. Der Anlaßwiderstand 5 ist bis auf einen geringen Rest, d. h. den
Schlupf durch den Teil 40 des Kontrollers, kurzgeschlossen. Von der Phase R des
Netzes fließt der Strom über eine Steuerstromsicherung zur Einschaltspule 6a, über
den Arbeitskontakt 6b des Hauptschützes 6, über den Kontrollerteil q.d, über den
Notendschalter io, über eine zweite Steuerstromsicherung zur Klemme v des Hubmotors
7 bzw. zur Phase S des Stromnetzes.
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Wird beim Hochfahren der Kranflasche 12 der Notendschalter io durch
das Gestänge ii von der Stellung i in die Stellung 2 gebracht, dann ist der Stromfluß
zur Einschaltspule 6a unterbrochen. Das Schütz 6 fällt ab und unterbricht die Stromzufuhr
zum Hubmotor 7. Der am Schütz 6 angebrachte Ruhekontakt 6c hat sich geschlossen.
Über diesen Ruhekontakt 6° und über den jetzt in Stellung 2 befindlichen Notendschalter
io erhält die Einschaltspule 8a Spannung. Das Hilfsschütz 8 springt an und polt
den Hubmotor 7 über die Widerstände g und ga um. Durch diesen plötzlichen Stromrichtungswechsel
wird der Hubmotor 7 zunächst stark abgebremst und wechselt darauf seine Drehrichtung.
Infolgedessen erfolgt also zunächst ein kurzes Senken des Hubwerkes, und zwar in
der Zeit, bis der Notendschalter io, der mit einer Rückschnellfeder versehen ist,
von der Stellung 2 in die Stellung r schnellt. Jetzt wird die Einschaltspule des
Hilfsschützes 8 spannungslos, das Schütz 8 fällt ab, und der Hubmotor 7 bleibt mit
dem Hubwerk durch das Abfallen des Bremsmagneten 7a stehen.
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Um in allen Geschwindigkeitsstufen des Hubkontrollers q. ein gleichmäßig
starkes Abbremsen des Hubmotors 7 bei Betätigung des Notendschalters io zu gewährleisten,
sind die Bremswiderstände g und ga durch die Hilfswalze 4e des Hubkontrollers q.
stufenweise abschaltbar, d. h. bei kleinster Fahrgeschwindigkeit sind die Widerstände
g und 9a kurzgeschlossen. In Wirklichkeit ist bei dieser Fahrstellung des Hubkontrollers
q. nur ein Teil des Anlaßwiderstandes kurzgeschlossen. Dadurch kann ein zu starker
Stromstoß im Augenblick der Betätigung des Notendschalters auf den Hubmotor 7 nicht
mehr auftreten. Bei mittlerer Fahrgeschwindigkeit ist ein Teil der Widerstände g
und ga in Tätigkeit, da in dieser Fahrstellung der Anlaßwiderstand 5 weiter verringert
ist. Dagegen sind bei höchster Fahrgeschwindigkeit, also bei kurzgeschlossenem Anlaßwiderstand
5 im Augenblick der Betätigung des Endschalters die Bremswiderstände g und ga ganz
eingeschaltet. Die Strombremswirkung ist also auch hier trotz verschiedener Drehzahl
des Hubmotors 7 immer eine gleichmäßige, und damit ist ebenfalls ein gleichmäßiger
kurzer Nachlaufweg verbunden.
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Durch den Gegenstand der Erfindung, d. h. durch die praktische Ausschaltung
des Nachlaufweges wird einmal eine restlose Ausnutzung der Hubhöhe der Hebezeuge
bewirkt, und zum anderen fallen die anfangs beschriebenen Gefahrenmomente fort.
Außerdem ist der Einbau der Notendschaltung denkbar einfach und wirtschaftlich,
da die vorhandene Schaltung ohne besondere Veränderungen restlos benutzt werden
kann. Es genügen nur einige Abzweigklemmen zum Anbringen des erfindungsgemäßen Teiles,
so daß das Hebezeug nach Unterbrechung einiger Stunden bereits wieder in Betrieb
genommen werden kann.