DE934721C

DE934721C - Device for controlling variable speed gears or slip clutches for electric motor driven hoists, conveyor systems, etc.

Info

Publication number: DE934721C
Application number: DES29592A
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl-Ing Kellermann; Guenther Dipl-Ing Rube
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-08-01
Filing date: 1952-08-01
Publication date: 1955-11-03

Description

Einrichtung zur Steuerung von Regelgetrieben oder Schlupfkupplungen für elektromotorisch angetriebene Hebezeuge, Förderanlagen usw. ' Häufig ist bei elektromotorisch angetriebenen Hebezeugen, Förderanlagen od. dgl. zum Anfahren und Regeln der Fördergeschwindigkeit bei gleichbleibender Antriebsdrehzahl ein Regelgetriebe oder eine Schlupfkupglung vorgesehen. Ferner kann mit Hilfe dieses Regelgetriebes bzw. der Schlupfkupplung eine Änderung der Drehrichtung der austreibenden Welle des Regelgetriebes bei gleicher Motordre'hrichtung ermöglicht werden. Bei den üblichen mechanischen oder hydraulischen Regelgetrieben bzw. Kupplungen besteht bei einhängender Last die Möglichkeit, daß durch die auftretenden negativen Momente die Dre'hza'hl der austreibenden Welle bzw. eines mit ihr starr verbundenen Seilträgers (Fördergeschwindigkeit) größer als die der eintreibenden: Welle (Antriebsgesc'hwindigkeit) wird, so daß die austreibende Welle bzw. der Seilträger abgebremst werden muß, um die Nenndrehzahl beizubehalten. Übersteigt aber aus irgendeinem Grunde d.ie Drehzahl des Seilträgers die 2#Tenndrehzahl der Antriebsmaschine wesentlich, so muß die austreibende Welle bzw. der Seilträger durch eine Sidherheitshr emse festgesetzt und gleichzeitig die Antriebsmaschine abgeschaltet werden. Die bekannten Einrichtungen zeigen also Mängel, die sich auf den Betrieb solcher Anlagen nachteilig auswirken.Device for controlling variable speed gearboxes or slip clutches for electric motor-driven hoists, conveyor systems, etc. 'Often is with Electric motor-driven hoists, conveyors or the like for starting and Control of the conveyor speed with constant drive speed a control gear or a slip clutch is provided. Furthermore, with the help of this control gear or the slip clutch a change in the direction of rotation of the driving shaft of the control gear can be made possible with the same direction of rotation of the motor. With the usual mechanical or hydraulic variable speed gears or clutches exist with the attached Load the possibility that the rotational speed due to the negative moments that occur the driving shaft or a rigidly connected cable carrier (conveyor speed) greater than that of the driving shaft (drive speed), so that the driving shaft or the cable carrier must be braked to the nominal speed to maintain. But for some reason it exceeds the speed of the cable carrier the 2 # Tennd speed of the drive machine is essential, so must the driving shaft or the rope carrier fixed by a Sidherheitshremse and at the same time the The prime mover must be switched off. The known facilities thus show deficiencies, which have a detrimental effect on the operation of such systems.

Die Erfindung weist demgegenüber wesentliche Vorteile auf. Bei der neuen Einrichtung wird die Einhaltung bestimmter Fördergeschwind-igkeiten durch die Steuerung der Regelgetriebe bzw. der Schtupfkupplungendadurch erreicht, daß Mittel vorgesehen sind, die beim Überschreiten der Drehzahl der austreibenden Welle des Regelgetriebes bzw. der Kupplung über einen bestimmten, der Nenndrehzahl der Antriebsmaschine entsprechenden Wert eine kraftschlüssige schlup,flose Verbindung der ein- und austreibenden Welle durch ein von dieser abhängiges Schaltglied einleiten, so daß die Drehzahl beider Wellen bei der kraftschlüssigen Verbindung durch eine generatorische der Antriebsmaschine auf einen bestimmten Sollwert geregelt wird, und daß beim Überschreiten dieses Sollwertes die kraftschlüssige Verbindung beider Wellen durch ,ein drehzahlabhängiges Schaltglied vollständig aufgehoben und gleichzeitig bei weiterlaufender Antriebsmaschine die Festsetzung der austreibenden Welle durch eine unabhängig von der Betätigung eines Steuergerätes einfallende Sicherheitsbremse abgeleitet -ist. Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, bei der an einem Regelgetriebe bzw. einer Kupplung jeweils zwei Rohrleitungen für die Druckluft- oder Ölzuführung angeschlossen sind, von denen eine Rohrleitung ein vorzugsweise handbetätigtes Steuergerät zur Regelung der Durchlaßmenge und die andere Rohrleitung ein drehzahlabhängig betätigtes Absperrorgan enthält, und daß eine oder mehrere mit den Zuleitungsrohren in Verbindung stehende Leitungen vorgesehen sind, die beim Öffnen von in diesen Leitungen angeordneten drehzahlabhängigen Absperrorganen eine Wegnahme des Druckes in. den Zuleitungsrohren herbeiführen.In contrast, the invention has significant advantages. In the new facility will comply with certain conveyor speeds by the control of the variable speed gears or the slip clutches is achieved in that Means are provided when the speed of the driving shaft is exceeded of the control gear or the clutch over a certain, the nominal speed of the A force-fit, slip-free connection corresponding to the value of the drive machine initiate the input and output shaft through a switching element that is dependent on this, so that the speed of both shafts in the frictional connection by a the generator of the prime mover is regulated to a specific setpoint value, and that when this setpoint is exceeded, the positive connection between the two Waves through, a speed-dependent switching element completely canceled and at the same time with the drive engine running, the fixing of the driving shaft a safety brake that is applied independently of the actuation of a control device derived -is. A control device is provided in which on a variable speed gearbox or a coupling, two pipes each for the compressed air or oil supply are connected, one of which is a pipeline, preferably a hand-operated control device to regulate the flow rate and the other pipeline a speed-dependent actuated Contains shut-off device, and that one or more with the supply pipes in connection standing lines are provided, which are arranged in these lines when opening speed-dependent shut-off devices relieve the pressure in. The supply pipes bring about.

Je nach der Art der verwendeten Regelgetriebe bzw. Kupplungen ist die Anordnung der Rohrleitungen verschieden. Einige Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach .der Erfindung sind an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigst .Depending on the type of control gear or couplings used the arrangement of the pipelines is different. Some embodiments of the device According to the invention are described in more detail with reference to the drawing. It shows.

Fig. r eine Steuereinrichtung für eine Schlitzringkupplung, Fig. 2 Steuereinrichtung eines Planetengetriebes mit Drwckluftbremszylindern und Fig.3 eine Steuereinrichtung für ein. hydraulisches Turbo-Wendegetriebe.FIG. R a control device for a slot ring coupling, FIG. 2 Control device of a planetary gear with compressed air brake cylinders and Fig. 3 a control device for a. hydraulic turbo reversing gear.

Ein nicht näher gezeigter Antriebsmotor treibt über ein Regelgetriebe, von dem nur dde Kupplungen: K1 und K2 schematisch angedeutet sind, einen ebenfalls nicht igezeigten Seilträger eines Hebezeuges an. Je nachdem, ob die Kupplung K1 oder K2 in Tätigkeit trdtt, erfolgt der Antrieb des Seilträgers in der einen oder anderen Drehrichtung unter Beibehaltung der Drehrichtung der Antriebsmaschine. Durch Schlüpfen der einen oder der anderen Kupplung kann eine Drehzahlregelung für jede Drehrichtung erreicht werden.A drive motor, not shown in detail, drives via a control gear, Of which only dde couplings: K1 and K2 are indicated schematically, one also not shown cable carrier of a hoist. Depending on whether the clutch K1 or K2 in activity trdtt, the cable carrier is driven in one of the or other direction of rotation while maintaining the direction of rotation of the drive machine. By Slipping one or the other clutch can have a speed control for each Direction of rotation can be achieved.

Gemäß Fig. z sind an, die zwei Schlitzring'kupplungen K1 und K2 jeweils eine Druckölzuleitung z und 2 angeschlossen: und diese unter Zwischenschaltung eines vorzugsweise handbetätigten und miteinander gekuppelten Steuergerätes StG an, den Druckstutzen: einer Zahnradpumpe ZP angeschlossen. Ebenfalls sind mit dem Druckstutzen der Zahnradpumpe zwei weitere Rohrleitungen 4 und 3 verbunden, die über Absperrorgane, insbesondere Schnellschfußventile SV,. und SV, mit den Schlitzringkupplungen K1 bzw. K2 in. Verbindung stehen. Eine Ringleitung 5, in der sich das Absperrorgan SV, befindet, verbindet den Druckstutzen und. den Ansaugstutzen der Zahnradpumpe ZP miteinander. Im Normalbetrieb sind die Absperrorgane STli, SV, und SV, geschlossen, so daß die Zahnradpumpe je nach der Stellung des Handhebels des Steuergerätes mehr oder weniger Drucköl durch eine der Rohrleitungen r und 2 der Schl-itzringkupplung K1 oder K2 zuführt und somit die Drehzahl und die Drehrichtung beeinflußt- Bei einhängernder Last kann, die Fördergeschwindigkeit infolge des Schlupfes der Kupplung die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine überschreiten. In diesem Fall .ist ein von der austreibenden Welle des Regelgetriebes bzw. der Seilträger abhängiger Fliiehkrafts.ohalter vorgesehen, der einen Kon'ta'kt FlS1 beim Überschreiten der Nenndrehzahl schließt. Dadurch ist je nach der Sitellung eines auf der austreibenden Welle sitzenden, Fahrtrichtungsschalters (Schleppschalter) FrS und der Stellung eines mit dem Steuergerät StG gekoppelten Steuerschalters StS der Stromkreis für ein Hilfsschütz HiS1 oder HiS2, je nach der Drehrichtung, geschlossen. Eines der beiden Hilfsschütze betätigt sodann einen Kontakt, der den Stromkreis für einen Elektromagnet 1Y11 bzw. M2 schließt, iso daß einer dieser Magnete in Tätigkeit tritt und dabei das mit ihm verbundene Absperrorgan SV, bzw. Sh2 derart betätigt, daß die Leitung 3 bzw. 4 :geöffnet wird, so daß augenblicklich der volle Druck der Zahnradpumpe auf die Kupplung wirkt und durch die volleintretende Kupplungsivirkung eine kraftschlüssige, schlupflose Verbindung zw'isc'hen d er ein- und austreibenden Welle .des Regelgetriebes hergestellt wird. Dadurch erfolgt infolge der über der Nenndre!hzahl liegenden Drehzahl der Antriebsmaschine eine generatorische Bremsung und Begrenzung der Drehzahl auf einen einstellbaren Sollwert, so daß die mechanische Bremse für den: Seilträger od. dgl. geschont wird.According to FIG. Z, the two slotted ring couplings K1 and K2 each have a pressure oil supply line z and 2 connected: and these are connected to the pressure port: a gear pump ZP with the interposition of a preferably manually operated and interconnected control device StG. Two further pipes 4 and 3 are also connected to the pressure port of the gear pump, which are connected via shut-off devices, in particular high-speed foot valves SV. and SV, are connected to the split ring couplings K1 and K2, respectively. A ring line 5, in which the shut-off valve SV is located, connects the pressure port and. the suction port of the gear pump ZP with each other. In normal operation, the shut-off devices STli, SV, and SV, are closed, so that the gear pump, depending on the position of the hand lever of the control unit, supplies more or less pressure oil through one of the pipes r and 2 to the slip ring coupling K1 or K2 and thus the speed and influences the direction of rotation - When the load is suspended, the conveying speed can exceed the speed of the drive machine as a result of the clutch slipping. In this case, a centrifugal force holder is provided which is dependent on the driving shaft of the variable speed transmission or the cable carrier and closes a contact FlS1 when the nominal speed is exceeded. This closes the circuit for an auxiliary contactor HiS1 or HiS2, depending on the direction of rotation, depending on the position of a travel direction switch (drag switch) FrS sitting on the driving shaft and the position of a control switch StS coupled to the control unit StG. One of the two contactor relays then actuates a contact that closes the circuit for an electromagnet 1Y11 or M2, iso that one of these magnets comes into action and thereby actuates the shut-off device SV or Sh2 connected to it in such a way that the line 3 or 4: is opened, so that the full pressure of the gear pump immediately acts on the clutch and the full clutch action creates a non-positive, non-slip connection between the input and output shaft of the control gear. As a result of the speed of the drive machine being above the nominal speed, there is a regenerative braking and limitation of the speed to an adjustable setpoint value, so that the mechanical brake for the cable carrier or the like is protected.

Beim Überschreiten dieses durch die generatorische Bremsung eingehaltenen Sollwertes der Drehzahl um einen wesentlichen Betrag, etwa infolge auftretender Störungen, dient zur Sicherung der Anlage die Ringleitung 5. Beim Überschreiten z. B. von annähernd z z 5 % der Nenndrehzahl der austreibenden Welle öffnet ein: zweiter Kontakt FIS2 des Fkehkraftschalters, -gegebenenfalls auch ein getrennter eigener Fliehkraftsgha.lter, den Stromkreis eines. Hilfsschützes HiS3, wodurch dieses abfällt und den Stromkreis für einen das Absperrorgan SV, betätigenden Elektromagnet SM öffnet, so daß durch Federwirkung das Absperrorgan in Offenstellung gebracht wird und dadurch bei gleichzeitigem Einfallen einer Sicherheitsbremse die Zahnradpumpe nicht mehr auf die beiden Kupplungen K1 und K2 arbeitet, sondern ein Ölkreislauf über die Rohrleitung 5 geschlossen wird. Durch die Druckwegnahme in. den Kupplungen erfolgt also ein Entkuppeln des Seilträgers und Festsetzen desselben durch die einfallende Sicherheitsbremse bei weiterlaufender Antriebsmaschine.If this setpoint of the speed, which is maintained by the regenerative braking, is exceeded by a substantial amount, for example as a result of malfunctions, the ring line 5 serves to secure the system. B. from approx. Auxiliary contactor HiS3, whereby it drops out and opens the circuit for an electromagnet SM that actuates the shut-off element SV, so that the shut-off element is brought into the open position by spring action and, as a result, when a safety brake is applied at the same time, the gear pump no longer works on the two clutches K1 and K2, instead, an oil circuit is closed via the pipeline 5. By releasing the pressure in the clutches, the cable carrier is decoupled and locked by the applied safety brake while the drive machine continues to run.

Bei Verwendung von anderen Kupplungsarten geschieht die Steuerung der Regelgetriebe bzw. der Kupplungen auf ähnliche Weise. So erfolgt gemäß Fig.2 die Steuerung des nicht gezeigten Regelgetriebes durch Kupplungen, deren Bremskränze mit durch Druckluft betätigten Bremszylindern Z, bzw. Z2 abgebremst werden. Die Druckluft gelangt von einer nicht gezeigten Druckluftpumpe bzw. einem Druckluftbehälter über Rohrleitungen 21, 22 in die Bremszylinder Z1 und- Z2. Ein Steuergerät StG gemäß der in Fi.g. i beschriebenen Art dient zur Regelung der Durchlaßmenge b-zw. zur Druckregelung. Ebenfalls mit dem Druckluftbehälter in Verbindung stehen die Leitungen 23 und 24, in denen sich wieder Absperrorgane SV, und STl2 befinden. An jedem Zylinder ist 'hinter dem Kolben eine Entlüftungsleitung 25, 26, in denen sich je ein Rückschlagventil RV, und RV, befindet, angeschlossen und durch einen. gemeinsamen Stutzen 27, in dem sich ein weiteres Absperrorgan SV, befindet, verbunden. Durch entsprechende Zuführung von Druckluft zu einem der beiden Kolben, je nach der Stellung des Steuergerätes, tritt eine entsprechende Beeinflussung des Regelgetriebes und damit eine Regelung der Drehzahl und Drehzichtung ein. Die generatorische Bremsung und die Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung geschieht mit denselben Mitteln wie in dem unter Fig. i genannten Beispiel. Das Entkuppeln beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl erfolgt ebenfalls wieder mittels eines Fliehkr.aftschalterkontaktes zur Betätigung des Absperrorganes SV" das in diesem Fall die Entlüftungsleitung 25 bzw. 26 öffnet und durch Zurückgehen der Kolben bei Wegfahl des Druckes das Regelgetriebe entkuppelt. Damit bei geschlossenem Absperrorgan SV, keine gegenseitige Beeinflussung der beiden Bremszylinder eintritt, sind die Rückschlagventile vorgesehen, die bei Druckverhältnissen entgegen der Strömungsrichtung beim Entlüften die betreffende Leitung schließen. An Stelle der druckluftbetätigten Bremszylinder Z1 und Z2 kann bei der gleichen Anordnung der Rohrleitung, Entlüftungsleitung u.sw. ;gemäß Fig.3 auch ein ölgefülltes Turbo-Wendegetriebe verwendet werden. Das Entkuppeln erfolgt hier durch Entleeren der Turbo-Kupptung K 31, 32 über ein besonderes Schöpfrohr. Die generatorische Bremsung erfolgt durch volle Füllung der Kupplungen.If other types of coupling are used, the control of the variable speed gearboxes or the couplings is carried out in a similar manner. Thus, according to FIG. 2, the control of the variable speed transmission, not shown, takes place by clutches, the brake rims of which are braked with brake cylinders Z or Z2 actuated by compressed air. The compressed air comes from a compressed air pump (not shown) or a compressed air tank via pipes 21, 22 into the brake cylinders Z1 and Z2. A control unit StG according to the in Fi.g. i described type is used to regulate the flow rate b-zw. for pressure control. The lines 23 and 24, which again contain shut-off devices SV and STl2, are also connected to the compressed air tank. A vent line 25, 26, in each of which there is a check valve RV and RV, is connected to each cylinder behind the piston, and is connected by a. common nozzle 27, in which there is another shut-off valve SV, is connected. By appropriately supplying compressed air to one of the two pistons, depending on the position of the control unit, the control gear is influenced accordingly and the speed and direction of rotation are regulated. The regenerative braking and the establishment of the non-positive connection is done with the same means as in the example mentioned under FIG. The uncoupling when a certain speed is exceeded is also done again by means of a centrifugal force switch contact to actuate the shut-off element SV "which in this case opens the vent line 25 or 26 and decouples the control gear when the pressure drops out of the piston. So when the shut-off element SV cause no mutual interference of the two brake cylinder, the check valves in place of the pneumatically actuated brake cylinder are provided, which connect the line in question at pressure ratios against the flow direction during venting Z1 and Z2 can u.sw. at the same arrangement of the piping, venting line;. pursuant 3 an oil-filled turbo reversing gear can also be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for controlling variable speed gears or Slip clutches, in particular turbo, slot ring or planetary slip clutches, for electric motor-driven hoists, conveyors or the like with hanging Load, characterized in that means are provided which when exceeded the speed of the driving shaft of the control gear or the slip clutch above a certain value corresponding to the nominal speed of the prime mover non-positive slip connection of the input and output shaft through a from. produce speed-dependent switching element (FLSi) of the latter shaft, the speed of the force-fit coupled shafts through regenerative braking the driving electric motor can be regulated to a certain setpoint value, and that when this target value is exceeded, the force-fit connection of both shafts by a switching element (FLS2) that is dependent on the speed of the driving shaft lifted and at the same time, with the drive motor running, the driving motor Shaft through an independent of the actuation of the control unit (StG) for the control gear or the slip clutch engaging safety brake can be braked.

2. Device according to claim i, characterized. characterized in that two pipelines (i, 3 or 2, 4, 21, 23 or 22, 24) for the supply of compressed air or pressure oil are connected to a control gear or a slip clutch, of which one pipe (1 ,: 2, 21, 22) a preferably hand-operated control unit (StG) for regulating the flow rate and .the other pipeline (3, 4, 21, 24) contains a shut-off device (STh or SV2) that is actuated as a function of the speed, and d.aß one or several lines (5, 27) connected to the supply pipes are provided which, when the speed-dependent shut-off devices (SV.) are opened, relieve the pressure in the supply pipes or when using turbo couplings (KV , K32) cause the clutches to drain.

3. A device according to claim 2, characterized in that when using Schl, itzrirngkupplungen (K1, K2) with pressure oil actuation, the pressure and suction ports of a gear pump (ZP) generating the pressure oil or the like by a with a shut-off element (SV ") provided ring line (5) are connected.

4. Establishment according to claim 2, characterized in that when using turbo couplings with oil fillings or when using planetary slip clutches with compressed air actuated Brake cylinders in the supply pipes with drainage or ventilation lines speed-dependent shut-off devices are connected.

5. Device according to claim 4, characterized in that a plurality of emptying or venting lines (25, 26) through a. .common shut-off element (SV.) in a collecting connection (27) .are lockable, and .that a back pressure valve (RV "RV,") is provided in each discharge line or vent line.

6. Device according to one of the claims 2 to 5, characterized in that the shut-off device is operated electromagnetically Find quick-closing valves use.

7. Establishment according to the Claims 2 to 6, characterized in that with the driving shaft of the Control gear or the slip clutch is coupled to a centrifugal switch that one (FLSi) when the lower setpoint is exceeded and one when it is exceeded of the upper setpoint the other contact (FLS2) in the solenoid coil circuits or in auxiliary control (brom circuits actuated. B. device according to -.the. claims : 2 to 7, characterized in that at. Reversing gear in the electric cable run of the centrifugal switch (FLSi) a rotary switch (FrS), in particular a. Drag switch sitting on the driving shaft and one with the control unit (StG) coupled control switch (StS) is arranged. G. Device according to claim 7, characterized in that the centrifugal force switch (FLS2) for the shut-off device (SV,) in the venting, emptying or ring line (27, 5) with an adjustable Value, for example at r 15% of the rated speed of the electric motors, responds and the safety brake is triggered at the same time as the shut-off device (SVA). Dressed Publications: Austrian patent specification No. 123 047, German patent specification No. 165 338.