DE971900C - Einrichtung zur Drehzahlregelung untersynchron arbeitender Antriebe, insbesondere inKrananlagen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. APRIL 1959

ρ 3849 XII 35b B

Um bei Fahr- und Hubwerken für Krane untersynchrone Drehzahlen zu erhalten, verwendet man die an und für sich notwendige Haltebremse zugleich als Schleifbremse, wobei das Bremsband bzw. die Bremsbacken nicht völlig gelüftet sind, sondern mehr oder weniger unter Druck (Feder oder Gewicht) an der Bremsscheibe anliegen. Zur selbsttätigen Regelung dieses Bremsdruckes benutzt man das zum Lüften der Bremse erforderliche Bremslüftgerät. Solche Bremslüftgeräte läßt man auf der oder den untersynchronen Regelstellungen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Triebwerkmotors arbeiten. Unter anderem ist es bekannt, zu diesem Zweck das Bremslüftgerät an die Läuferspannung des Triebwerkmotors zu legen.

Die Ausbildung der Bremslüftgeräte ist verschiedenartig. Entweder ist das Bremslüftgerät als ein- oder mehrpoliges Solenoid ausgebildet oder als Motorbremslüfter, bei dem das Lüften der mechanischen Bremse mittels eines Motors bewerkstelligt wird. Die Motorbremslüfter wiederum werden in zwei verschiedenen Arten gebaut. Zu der ersten Bauart gehören die Motorbremslüfter, bei denen der Motor über ein Untersetzungsgetriebe der Feder oder dem Bremsgewicht entgegenwirkt und nach beendigtem Hub, der durch einen Anschlag begrenzt ist, mit der Drehzahl Null so lange an das Netz geschaltet wird, wie die Bremse gelüftet bleiben soll. Die Bremse fällt ein, sobald der Bremslüftmotor ausgeschaltet wird. Die zweite Bauart der Motorbremslüfter bedient sich eines durchlaufenden Motors während der Bremslüftung. Hierbei betreibt der Bremslüftmotor eine hydraulische oder pneumatische Bremse. Die Bremse bleibt so lange

809 765/56

gelüftet, wie der Motor läuft, allerdings bei seiner Nenndrehzahl. Das gleiche trifft bei Motorbremslüftern nach dem Fliehkraftprinzip zu....

Wird, wie ebenfalls bekannt; der Motorbremslüfter der ersten Bauart unmittelbar an die Läuferspannung des Triebwerkmotors angeschlossen, so zeigt sich, daß praktisch keine selbsttätige Regelung der Lüftkraft des Bremslüftgerätes in Abhängigkeit von der Drehzahl des Triebwerkmotors erhalten wird, da bei Dreh-Zahländerung des Triebwerkmotors Läuferspannung und Läuferfrequenz sich verhältnisgleich ändern und bei einer solchen Änderung dieser beiden Größen das Drehmoment des Antriebsmotors für das Bremslüftgerät praktisch gleichbleibt. Durch Einschaltung von unveränderlichen ohmschen Widerständen zwischen dem Motorbremslüfter und dem Läufer des Triebwerkmotors läßt sich zwar das Arbeiten des Motorbremslüfters in Abhängigkeit von der Drehzahl des Triebwerkmotors beeinflussen, jedoch ist diese Regelung recht unbefriedigend, so daß man bisher von der Verwendung des Motorbremslüfters dieser Bauart zur Selbstregelung des Bremsdruckes von Schleifbremsen Abstand genommen hat.
Aus diesem Grunde ist man bei der untersynchronen Regelsteuerung von den nach erfolgtem Hub stillstehenden Bremslüftgeräten zu der zweiten Bauart der Motorbremslüfter, nämlich zu den elektrohy draulischen oder elektropneumatischen Bremslüftgeräten übergegangen, bei denen der Asynchronmotor während der Bremslüftung durchläuft. Wenn auch bei diesen Bremslüftgeräten eine Regelung des Bremsdruckes in Abhängigkeit von der Drehzahl des Triebwerkmotors erfolgt, so hat doch die Praxis gezeigt, daß eine völlig befriedigende Drehzahlregelung des Triebwerkmotors nicht erreicht wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß sich an der Schleifbremse der Reibungsfaktor in einem Verhältnis 1: 3 und mehr ändern kann, je nachdem, wie die Schleifbremse in Ruhe oder Bewegung, kalt oder warm, trocken oder geschmiert usw. ist. Das bekannte Regelverfahren mit elektrohydraulischem oder elektropneumatischem Bremslüftgerät ist nicht imstande, bei Änderung der Reibungsverhältnisse an der Schleifbremse die Solldrehzahl des Triebwerkmotors genau einzuregeln.

+5 Die Einrichtung zur Drehzahlregelung untersynchron arbeitender Antriebe gemäß der Erfindung macht ebenfalls von einer auf den Antriebsmotor wirkenden Bremse zur Konstanthaltung der Drehzahl des Antriebsmotors Gebrauch, die von einem in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors arbeitenden Bremslüftmotor betätigt wird. Um die bei den bekannten Regeleinrichtungen auftretenden Mängel und Nachteile zu vermeiden, wird bei der Einrichtung gemäß der Erfindung zur Einstellung des für die Konstanthaltung der Drehzahl des Antriebes erforderlichen Drehmoments des Bremslüftmotors ein in dessen Läufer- oder Ständerkreis liegender, durch ein Solenoid regelbarer Kohledruckwiderstand verwendet, wobei die Steuerspannung des Solenoids von der Läuferspannung des Antriebsmotors bzw. von einer Tachomaschine abgeleitet wird.

. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung wird also nicht wie bei den oben beschriebenen Einrichtungen die_ Lauferspannung des Antriebsmotors dazu ausge-' nutzt, ein Drehmoment zum Anlegen oder Lüften der Bremse zu erzeugen, sondern das Drehmoment, das von dem Bremslüftmotor erzeugt wird, wird unter Zwischenschaltung eines in den Läuferkreis des Bremslüftmotors eingeschalteten Kohledruckreglers so geregelt, daß die Bremstrommel auf konstanter Drehzahl gehalten wird. Als Steuerspannung für den Kohledruckregler kann entweder die Läuferspannung des Antriebsmotors oder auch die Spannung einer Tachomaschine herangezogen werden.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine untersynchrone Regelsteuerung, bei der zur Regelung des Bremsdruckes ein nach erfolgtem Hub stillstehendes Bremslüftgerät verwendet ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist gewählt worden, um zu zeigen, daß durch die Erfindung zugleich wieder ein solches Bremslüftgerät Verwendung finden kann, von dessen Anwendung in den untersynchronen Regelsteuerungen man abgekommen war.

Mit R, S, T ist ein Drehstromnetz bezeichnet, das den Triebwerkmotor 1 speist. Auf der Antriebswelle 2 des Triebwerkmotors, die ein nicht gezeichnetes Triebwerk, z. B. Winde, antreibt, sitzt eine Bremsscheibe 3, auf der Bremsbacken 4 schleifen. Die Bremse 4 wird durch ein Bremslüftgerät 5 betätigt, das von einem Motorbremslüfter gebildet ist. Der Motorbremslüfter 5 enthält einen Asynchronmotor, der über ein Untersetzungsgetriebe auf die Bremsbacken der Schleifbremse 4 einwirkt. Ist der Antriebsmotor des Motorbremslüfters eingeschaltet, so läuft er so lange, bis zwischen dem Motordrehmoment und dem durch eine Feder oder ein Gewicht erzeugten Bremsdrehmoment Gleichgewicht entsteht, wodurch der Motor zum Stillstand kommt. Dabei legen sich die Bremsbacken 4 mit mehr oder weniger starkem Druck an die Bremsscheibe 3 an. 6 sind Widerstände im Läuferstromkreis des Triebwerkmotors 1, durch deren Einschaltung verschiedene Drehzahlen des Triebwerkmotors eingestellt werden können.

Um auf den untersynchronen Regelstufen die Lüftkraft des Bremslüftgerätes 5 genau zu regeln, wird erfindungsgemäß ein sich selbsttätig einstellendes Regelgerät 7 verwendet, das seinen Regelimpuls vom Triebwerkmotor 1 erhält und die Solldrehzahl des Triebwerkmotors einregelt. Dieses Regelgerät ist in dem Ausführungsbeispiel an die Läuferspannung des Triebwerkmotors 1 angeschlossen. Es kann auch seinen Regelimpuls von einem Drehzahldynamo erhalten, der an der Antriebswelle 2 des Triebwerkmotors ι sitzt. Das Regelgerät 7 besitzt einen Kohledruckregler 7', der mechanisch von einem Solenoid 7" betätigt wird, das an die Läuferspannung des Triebwerkmotors ι angeschlossen ist. Der Kohledruckregler 7' ist in dem Ausführungsbeispiel mit seinem Widerstand in den Läuferstromkreis des Antriebsmotors für das Bremslüftgerät 5 eingeschaltet. Er kann auch im Ständerstromkreis dieses Antriebsmotors liegen. Die Verwendung des Kohledruckreglers hat den Vorzug, daß eine stufenlose Regelung der Lüftkraft des Bremslüftgerätes durchgeführt werden kann. Der Widerstand des Kohledruckreglers 7' ist so bemessen, daß bei Stillstand des Triebwerkmotors 1 die

volle Lüftkraft des Motorbremslüfters erzeugt werden kann. Läuft der Triebwerkmotor an, so fällt seine Läuferspannung verhältnisgleich. Dies hat zur Folge, daß das Solenoid 7" seine Zugkraft vermindert, wodurch sich der Widerstand des Kohledruckreglers 7' vergrößert. Mit der Vergrößerung des Widerstandes des Kohledruckreglers vermindert sich das Drehmoment des Antriebsmotors des Bremslüftgerätes 5 und damit auch die Lüftkraft des Bremslüftgerätes.

Läuft dagegen der Triebwerkmotor 1 langsamer, so vergrößert sich seine Läuferspannung verhältnisgleich. Dies hat wiederum zur Folge, daß das Solenoid 7" eine größere Zugkraft entwickelt, wodurch sich der Widerstand des Kohledruckreglers 7' vermindert. Bei der Verminderung dieses Widerstandes wächst das Drehmoment des Antriebsmotors des Bremslüftgerätes 5 und damit auch die Lüftkraft des Bremslüftgerätes. Das Regelgerät 7 gemäß der Erfindung hat also die Eigenschaft, mit Hilfe des Bremslüftgerätes jeweils diejenige Lüftkraft zu erzeugen, die für eine eingestellte Solldrehzahl notwendig ist. Treten an der Schleifbremse Änderungen in den Reibungsverhältnissen auf, so werden diese durch die Eigenschaft des Regelgerätes völlig ausgeregelt. Abweichungen von der eingestellten Solldrehzahl des Triebwerkmotors sind nur abhängig von der Regelgenauigkeit des Regelgerätes, die bei Verwendung von Kohledruckreglern sehr groß ist. Bei Verwendung solcher Regelgeräte kann man mit einer Regelgenauigkeit von 1 bis 3% rechnen.

Um verschiedene Solldrehzahlen des Triebwerkmotors ι genau einstellen zu können, ist in der von dem Läufer des Triebwerkmotors 1 kommenden Leitung ein Regelwiderstand 8 angeordnet, durch dessen Verstellung sich verschiedene Solldrehzahlen ergeben. Wird bei dem Betrieb des Triebwerkes nicht mit kleinen, genau einzustellenden untersynchronen Drehzahlen, sondern mit großen Drehzahlen gearbeitet, so wird das Regelgerät 7 durch Schalter 9 und 10 abgeschaltet. Zum Betrieb des Triebwerkes in dem Bereich großer Drehzahlen wird der Läufer des Antriebsmotors des Bremslüftgerätes durch den Schalter 10, der zugleich als Umschalter ausgebildet ist, kurzgeschlossen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Drehzahlregelung untersynchron arbeitender Antriebe, insbesondere in Krananlagen, mit einer auf den Antriebsmotor wirkenden Bremse, die zur Konstanthaltung der Drehzahl des Antriebsmotors von einem Bremslüftmotor in Abhängigkeit von dieser Drehzahl betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des für die Konstanthaltung der Drehzahl des Antriebes erforderlichen Drehmomentes des Bremslüftmotors (5) ein in dessen Läufer- oder Ständerkreis liegender, durch ein Solenoid (7") regelbarer Kohledruckwiderstand (7') dient, wobei die Steuerspannung des Solenoids von der Läuferspannung des Antriebsmotors (1) bzw. von einer Tachomaschine abgeleitet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis des Solenoids (7") ein Regelwiderstand (8) angeordnet ist, durch dessen Verstellung verschiedene Solldrehzahlen eingestellt werden können.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis des Solenoids (7") ein Schalter (9) angeordnet ist, durch den das Solenoid abgeschaltet werden kann, und im Läuferkreis des Bremslüftmotors (5) ein Umschalter (10), durch den dessen Läufer kurzgeschlossen werden kann, so daß der Antriebsmotor (1) auch mit großen Drehzahlen betrieben werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 625 927, 662 300;
britische Patentschrift Nr. 403 618.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 809 760/56 4.59