DK170556B1 - Kædeblok med trinløs elektrisk hastighedsregulering - Google Patents

Description

DK 170556 B1

Opfindelsen angår en kædeblok med en trinløs elektrisk regulering til kontinuerlig ændring af på- og afviklingshastigheden .

Fra japansk patentansøgning nr. 55-156.194 kendes en kædeblok 5 med trinløs elektrisk regulering, og som er lille, let og økonomisk i brug, som følge af at hastighedsreguleringen af blokskiven udføres ved hjælp af en vekselstrømsmotor uden anvendelse af en jævnstrømskilde. Kædeblokken omfatter mekaniske bremseorganer af skrue-gevindtypen i en drivmekanisme 10 mellem vekselstrømsmodulet og blokskiven for automatisk at hindre, at denne skive drejer i udfiringsretningen ved en belastning af kædeblokken. Blokskiven er således forhindret i at dreje med udfiringsretningen eller afviklerretningen udover omløbstallet, som er bestemt af motorens rotation, uanset 15 hvilket drejningsmoment, der overføres på grund af belastningen. I overensstemmelse hermed kan den kendte kædeblok fire den opviklede kæde eller lignende ud under sikre og stabile hastigheder. Denne kendte kædeblok kræver imidlertid et tachometer for hastighedsdetektion og en spændingskomperator 20 til bestemmelse af hastigheden af blokskiven, og kædeblokkens styresystem bliver derfor forholdsvis kompliceret.

Endvidere kendes fra US patentskrift nr. 3.783.361 en opkobling for regulering af jævnstrømsmotorer, hvor der anvendes styrbare halvlederkomponenter, et potentiometer og en konden-25 sator.

Endvidere kendes fra US patentskrift nr. 3.675.097 et elektrisk styresystem til en kran, hvilket system indeholder kontakter, der er koblet således, at omløbsretningen for en jævnstrømsmotor kan ændres. Hastigheden reguleres ved hjælp 30 af to tyristorer, der klipper forsyningsspændingen i stykker.

Endvidere omtales i "Elektromaskiner" Teknologisk forlag 1971 s. 270-272, en modstandsbremsning, som er én ud af to måder, DK 170556 B1 2 hvorpå en jævnstrømsmotor kan bremses. Endvidere omtales en hastighedsregulering, ved hvilken der anvendes en tyristorbro. Til ind/udkobling af ballastmodstanden kan der anvendes en afbryder eller en anden form for relæstyring.

5 Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en forbedret kædeblok, som med en opkobling med i og for sig kendte komponenter også muliggør en momentsbegrænsning, og som er enkel og har samme karakteristikker som den indledningsvis nævnte kædeblok.

10 Dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved hjælp af en kædeblok med trinløs elektrisk regulering omfattende en jævnstrømsmotor til drift af en blokskive, en fasestyrekreds med en variabel modstand, en kondensator, en tovejs triggerdiode, en vekselstrømsafbryder for fasesty-15 ring af vekselstrømmen fra en ekstern vekselspændingskilde, og som selv er styret af denne, en dobbeltbølgeensretter for ensretning af vekselstrømmen fra fasestyrekredsen til drift af jævnstrømsmotoren og mekaniske bremseorganer i en overføring mellem jævnstrømsmo-20 toren og blokskiven for bremsning af blokskivens drejning i kædeblokkens udfiringsretning, hvilken kædeblok er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnende del angivne træk. Yderligere træk ved kædeblokken ifølge opfindelsen fremgår af krav 2.

25 I denne kædeblok sker hastighedskontrollen for hævning henholdsvis indtrækning eller udfiring henholdsvis sænkning af belastningen kun ved hjælp af fasestyrekredsen. Derved forenkles kædeblokken i forhold til den kendte teknik. Det an- ar vendte fasestyrekredsløb er billigt sammenlignet med kon-30 struktioner, som anvender styrede ensrettere, eftersom den nu anvendte kreds kun omfatter en variabel modstand, en konden- DK 170556 B1 3 sator, en triac og en thyrister eller lignende. Eftersom vekselstrømmen styres af fasestyrekredsen og derefter ensrettes i dobbeltbølgeensretteren, udnyttes al den tilførte effekt til drift af kædeblokken, og eftersom der endvidere er anord-5 net en mekanisk bremse i overføringen mellem jævnstrømsmotoren og blokskiven for at bremse rotationen af denne i udfi-ringsretningen, vil en belastning altid kunne sænkes eller fires ud med en bestemt sikker hastighed. Endelig holdes belastningen sikkert i standset position, når den elektriske 10 kædeblok ikke længere aktiveres.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et styrekredsløb til trinvis hastighedsændring af en elektrisk kædeblok ifølge opfindelsen, 15 fig. 2a indgangssignalet til et fasestyrekredsløb i kædeblokken ifølge opfindelsen, fig. 2b udgangssignalet af fasestyrekredsløbet, fig. 3a indgangssignalet, når jævnstrømsmotoren energiforsynes til drift i den normale rotationsretning, 20 fig. 3b indgangssignalet, når jævnstrømsmotoren energiforsynes til drift i den modsatte rotationsretning, fig. 4a og 4b udgangssignaler fra fasestyrekredsløbet, fig. 5 en mekanisk del af kædeblokken ifølge opfindelsen, omfattende et drivgear og en bremsekonstruktion, 25 fig. 6 nogle kugler og en kamunderstøtning i drivgearet af kædeblokken i fig. 5, DK 170556 B1 4 fig. 7 kuglerne og kamunderstøtningen set i snit efter linien VII-VII i fig. 6, og fig. 8 en pal, der kan gå i indgreb med et palhjul i brem-sekonstruktionen i fig. 5.

* 5 Fig. 1 illustrerer et styrekredsløb til trinvis hastighedsændring af en kædeblok ifølge opfindelsen. Styrekredsløbet omfatter et drivkredsløb 11, et fasestyrekredsløb 12, et dob-beltbølgeensretterkredsløb 13, et kredsløb 14 til normal og modsat rotation, en dynamisk bremsemodstand DBR og en jævn-10 strømsmotor 15. Drivkredsløbet 11 består af et opviklerkreds-løb 11a og et af vikler kredsløb 11b. Opviklerkredsløbet 11a udgøres af en serieforbindelse af en trykknapafbryder PB-U for opvikling, et normalt sluttet kontaktpar MD-1 af et relæ MD for afvikling og et relæ U for opvikling. Afviklerkreds-15 løbet 11b udgøres af en serieforbindelse af en trykknapafbryder PB-D for afvikling, et normalt sluttet kontaktpar MU-1 af et relæ MU for opvikling og et relæ MD for afvikling. Fasestyrekreds løbet 12 består af en variabel modstand VR for hastighedsindstilling, en kondensator C, en triac D og en trio-20 deafbryder T for vekselstrøm. Kredsløbet 14 for normal og modsat rotation omfatter et normalt brudt kontaktpar MU-2 og MU-3 af relæet MU for opvikling og normalt brudte kontaktpar MD-2 og MD-3 af relæet MD for afvikling. I serie med brem-semodstanden DBR er der koblet et normalt sluttet kontaktpar 25 MU-4 af relæet MU for opvikling og et normalt sluttet kontaktpar MD-4 af relæet MD for afvikling.

Med styrekredsløbet udformet som ovenfor beskrevet bliver relæet MU - når trykknapafbryderen PB-U for opvikling nedtrykkes - aktiveret af vekselstrømmen fra en vekselstrømski1-30 de via trykknapafbryderen PB-U og det normalt sluttede kontaktpar MD-1 for at slutte de normalt åbne kontaktpar MU-2 og MU-3 og åbne de normalt sluttede kontaktpar MU-1 og MU-4. Vekselstrømmen fra vekselstrømskilden bliver derved fasestyret i fasestyrekredsløbet 12 og ensrettet i ensretterkredslø- DK 170556 B1 5 bet 13. Den ensrettede strøm tilføres til jævnstrømsmotoren 15, der derved energiforsynes for rotation af en belastningsskive 35 i normal rotationsretning. Til dette tidspunkt løber der som følge af, at det normalt sluttede kontaktpar MU-4 af 5 relæet MU er holdt åben, ikke nogen jævnstrøm gennem bremse-modstanden DBR, hvorved der ikke sker nogen dynamisk opbremsning.

Når trykknapafbryderen PB-U for opviklingsoperationen frigøres, er relæet MU for opviklingsoperationen ikke længere i 10 stand til at holde de normalt åbne kontaktpar MU-2 og MU-3 åbne, og de normalt sluttede kontaktpar MU-1 og MU-4 sluttes.

Den direkte strøm til jævnstrømsmotoren 15 bliver derved afbrudt, og effekten generet i jævnstrømsmotoren 15 under rotationen af dennes rotor som følge af inerti afsættes i bremse-15 modstanden DBR, hvorved rotoren decelereres ved en moderat deceleration.

Ved nedtrykning af trykknapafbryderen PB-D for afviklingsoperationen bliver relæet MD for afviklingsoperationen aktiveret af vekselstrømmen fra vekselstrømskilden via trykknapafbryde-20 ren PB-D og det normalt sluttede kontaktpar MU-1 for derved at slutte de normalt åbne kontaktpar MD-3 og MD-3 og åbne de normalt sluttede kontaktpar MD-1 og MD-4. Vekselstrømmen fra vekselstrømskilden bliver derved fasestyret i fasestyrekredsløbet 12 og ensrettet i ensretterkredsløbet 13. Den ensrette-25 de strøm, der har en polaritet, der er modsat polariteten under den normale rotationsretning af jævnstrømsmotoren 15, tilføres til jævnstrømsmotoren 15 til rotation af denne i en retning modsat rotationsretningen af belastningskiven 35. Til dette tidspunkt løber der, når det normalt sluttede kontakt-30 par MD-4 af relæet MD holdes åbent, ikke nogen strøm gennem bremsemodstanden DBR svarende til, at der ikke sker en dynamisk opbremsning.

Når trykknapafbryderen PB-D for afviklingsoperationen frigøres, er relæet MD for afviklingsoperationen ikke længere i DK 170556 B1 6 stand til at holde kontaktparene MD-2 og MD-3 åbne, og det normalt sluttede kontaktpar MD-1 og MD-4 sluttes. Jævnstrømmen til jævnstrømsmotoren 15 bliver derved afbrudt, og effekten genereret i jævnstrømsmotoren 15 under rotationen af den- 4i 5 nes rotor som følge af dennes inerti afsættes i bremsemod-standen DBR, således at rotoren underkastes en moderat deceleration.

Fig. 2a og 2b illustrerer indgangs- og udgangsbølgeformerne ved fasestyrekredsløbet 12. Den sinusformede indgangsbølge-10 form, som er vist i fig. 2a, fasestyres i fasestyrekredsløbet 12 til dannelse af bølgeformen, som er vist i fig. 2b. Bølgeformen i fig. 2b ensrettes i ensretterkredsløbet 13 til en bølgeformet jævnstrøm, der er vist i fig. 3a og 3b, og som tilføres til jævnstrømsmotoren 15 i overensstemmelse med op-15 viklings- eller afviklingsoperationen, dvs. den normale eller den modsatte rotation af jævnstrømsmotoren 15.

Til hastighedsinstilling kan den energi, der tilføres til jævnstrømsmotoren 15, indstilles ved at justere den variable modstand VR. Når modstanden VR er lille, er den effekt, der 20 tilføres til jævnstrømsmotoren 15, forholdsvis stor, således som det er vist i fig. 4a. Hvis modstanden VR er stor, er den effekt, der tilføres til jævnstrømsmotoren 15, derimod lille - se fig. 4b.

Fig. 5 illustrerer den mekaniske del af kædeblokken. Den sva-25 rer i hovedsagen til den mekaniske del, der er omtalt i japansk patentansøgning nr. 36.500/85. En aksel 33 er formet ud i et med belastningsskiven 35, der ved lejer 38, 39 er lej ret i en gearkasse 40 parallelt med en drivaksel 21, som i den ene ende er formet med et drivgear 22. En understøtning 30 41 er i pasning på akselen 33 af belastningsskiven 35 for at kunne indgribe med den ene ende af denne og er desuden i pas- t ning med et midterhjul af en understøtningsdel 42 i form af en skiveformet fjeder af fjederstål. Derudover er en spænd-ring 43 af stål i pasning på den anden side af akselen 33 af DK 170556 B1 7 belastningsskiven 35 for at kunne gå i indgreb med lejet 38.

Den er desuden indpasset i et centralt hul af en klemdel 44 i form af en skiveformet fjeder, der ligeledes er af fjederstål.

5 En kamunderstøtning 24 af stål er roterbart og aksialt forskydeligt tilpasset på en midterdel af akselen 33 mellem understøtningsdelen 42 og klemdelen 44. En tilbageholdelsesskive 27 imellem kamunderstøtningen 24 og klemdelen 44 er tilpasset på akselen 33 til at kunne forskydes aksialt uden at 10 kunne rotere i forhold dertil. En bremseskive 29 imellem kamunderstøtningen 24 og understøtningsdelen 42 er også tilpasset på akselen 33, således at den kan forskydes aksialt uden at kunne rotere i forhold dertil. Et palhjul 28 til opbremsning er roterbart tilpasset et fremspring af skiven 29 gennem 15 en lejebøsning 45. En bremsepal 51 (fig. 8) er drejeligt monteret på gearkassen 40 og tvunget til indgreb med palhjulet 28 ved hjælp af en fjeder (ikke vist). Et mellemliggende drivgear 23 er tilpasset på en ydre periferi af kamunderstøtningen 24 og er aksialt forskydeligt uden at kunne rotere i 20 forhold dertil. Nogle friktionsplader 30 og 31 er fastgjort til sidefladerne af drivgearet 23 ved svejsning, klæbning eller lignende. En yderligere friktionsplade 32 imellem palhjulet 28 og en flange af skiven 29 er fastgjort til den ene sideflade af palhjulet 28 ved hjælp af klæbemiddel. Kamunder-25 støtningen 24 er på den ene side af skiven 29 formet med et antal bueformede kamriller 26, der ligger koncentrisk med akselen 33 og perifert adskilt som vist i fig. 6. Hver af kamrillerne 26 har en skrå bund og optager en bremsefrigørende kamdel 25 i form af en stålkugle. Derudover er kamunder-30 støtningen 24 på den ene side af tilbageholdelsesskiven 27 formet med et antal recesser 46, der er placeret indbyrdes adskilt og perifert langs en cirkel koncentrisk med akselen 33 og tjener til optagelse af stålkugler 47.

En ydre skrueformet del 48 på den anden ende af akselen 33 35 udstrækker sig fra gearkassen 40. En justeringsmøtrik 49 er i DK 170556 B1 8 gevindindgreb med den ydre skrueformede del 48 af akselen 33, og indgriber med en krave 50. Spændkraften af justeringsmøtrikken 49 tvinger gennem kraven 50, lejet 38 og klemringen 43 den centrale del af klemdelen 44 til at klemme tilbagehol- « 5 delsesskiven 27, det mellemliggende drivgear 23, palhjulet 28, flangen af skiven 29 og friktionspladerne 30, 31 og 32 derimellem ved hjælp af understøtningsdelen 42 og klemdelen 44.

I denne udførelsesform er der tilvejebragt en momentbegrænser 10 ved hjælp af klemdelen 44, understøtningsdelen 42, drivgearet 23, tilbageholdelsesskiven 27, bremseskiven 29, palhjulet 28 og friktionspladerne 30, 31 og 32. En mekanisk bremsekon- struktion til at forhindre, at belastningen aftager, er tilvejebragt ved hjælp af palen 51, der kan indbribe med palhju-15 let 28. Kamunderstøtningen 24 har de nævnte kamriller 26. De bremsefrigørende kamdele 25 og palhjulet 28, der holdes ved hjælp af tilbageholdelsesskiven 27, bremseskiven 29, drivgearet 23 og friktionspladerne ved hjælp af fjederkræfterne af understøtningsdelen 42 og klemdelen 44.

20 En justering af momentbegrænseren efter at den elektriske kædeblok er blevet samlet, sker ved at dreje justeringsmøtrikken 49 ud af gearkassen 40, efter fjernelse af et dæksel 51 til optagelse af elektrisk udstyr, uden at den elektriske kædeblok af den grund skal adskilles.

25 Når trykknapafbryderen PB-U for opviklingsoperationen i drivkredsløbet nedtrykkes for energiforsyning af jævnstrømsmotoren 15, således at denne roterer i opviklingsretning, bliver et drivgear 22 af drivakselen 21 drevet til at bevirke, at kamunderstøtningen 24 via drivgearet 23 roterer i en retning, 30 der er vist ved hjælp af en pil A i fig. 4. Kamdelene 25 anbringes derved i dybere positioner i kamrillerne 26 - se fig.

z 6 og 7 - således at drivgearet 23, tilbageholdelsesskiven 27, palhjulet 28, skiven 29 og friktionspladerne 30, 31 og 32 klemmes med den forudindstillede klemkraft. Rotationen af DK 170556 Bl 9 drivgearet 23 bliver derved transmitteret gennem tilbageholdelsesskiven 27 og bremseskiven 29 til akselen 33 og belastningsskiven 35, der derved udfører opviklingsoperationen inden for det af momentbegrænseren indstillede moment.

5 Når trykknapafbryderen PB-D for afviklingsoperationen i drivkredsløbet nedtrykkes, bliver jævnstrømsmotoren 15 energiforsynet i modsat retning, således at drivakselen 21 roterer i afviklerretning, hvorved kamunderstøtningen 24 drejes i modsat retning, dvs. i retningen vist ved hjælp af en pil B i 10 fig. 7 ved hjælp af drivgearet 22 gennem drivgearet 23. Kamdelene 25 føres derved til mindre dybe positioner i kamrillerne 26, således at de rager mere ud fra sidefladen af kamunderstøtningen 24, og kamunderstøtningen 24 og skiven 29 føres væk fra hinanden ved udvidelsen af kamdelene 25. Den 15 mekaniske bremsekonstruktion bliver derved frigjort, således at bremseskiven 35 som følge af vægten af belastningen roteres hurtigere end jævnstrømsmotoren 15. En sådan rotation af belastningsskiven 35 resulterer i en klemning af bremsekon-struktionen, således at afviklerrotationen sker ved en has-20 tighed, der i hovedsagen svarer til hastigheden hidrørende fra jævnstrømsmotoren 15 ved en gentagelse af frigørelsen af klemningen af bremsekonstruktionen.

Når jævnstrømsmotoren 15 ikke længere tilføres energi, efter at belastningen er øget eller reduceret til en ønsket værdi, 25 har transmissionsmekanismen af kædeblokken tendens til at rotere i modsat retning som følge af vægten af belastningen.

En sådan rotation vil imidlertid klemme bremsekonstruktionen .n til et legeme ud i et, og når dette er sket, vil en yderligere rotation af palen 28 og palhjulet 51 ikke være mulig.

30 Kædeblokken ifølge opfindelsen til trinløs hastighedsændring har følgende fordele.

(1) Hastighedsindstillingen for opvikling eller afvikling af en belastning udføres kun ved hjælp af fasestyrekredsløbet.

DK 170556 B1 10 Kædeblokken er forenklet, uden at der kræves et tachometer til at detektere viklingshastigheden, ligesom der heller ikke kræves en spændingskomparator eller lignende, hvilket var nødvendigt i forbindelse med de hidtidige hastighedsstyrean- ; 5 ordninger.

(2) Fasestyrekredsløbet i kædeblokken ifølge opfindelsen er billigt sammenlignet med styrede ensrettere for så vidt fasestyrekreds løbet kun omfatter den variable modstand, kondensatoren, tovejs-triggerdioden, triode-vekselstrømsafbryderen 10 eller lignende.

(3) Når vekselstrømme fasestyres i fasestyrekredsløbet og omsættes til jævnstrøm i ensretterkredsløbet, anvendes al den tilførte effekt til at drive kædeblokken.

(4) Når der er tilvejebragt en mekanisk afbrydelse i trans-15 missionen mellem jævnstrømsmotoren og belastningsskiven til afbrydelse af rotationen af belastningsskiven i afviklingsretningen, bliver en belastning altid afviklet ved en indstillet hastighed, uden at afviklingshastigheden øges ud over rotationshastigheden af jævnstrømsmotoren. Derudover er be-20 lastningen fastholdt i sin stopposition under standsning af den elektriske kædeblok.

Kædeblokken til trinløs hastighedsændring vil kunne varieres på mange måder, uden at der derved afviges fra opfindelsens ide.

*

Claims (2)

1. Kædeblok med trinløs elektrisk regulering omfattende en jævnstrømsmotor (15) til drift af en blokskive (35), 5 en fasestyrekreds (12) med en variabel modstand (VR), en kondensator (C), en tovejs triggerdiode (D), en vekselstrømsafbryder (T) for fasestyring af vekselstrømmen fra en ekstern vekselspændingskilde, og som selv er styret af denne, 10 en dobbeltbølgeensretter (13) for ensretning af veksel strømmen fra fasestyrekredsen (12) til drift af jævnstrømsmotoren (15), mekaniske bremseorganer (24 - 32, 51) anordnet i en transmission mellem jævnstrømsmotoren (15) og blokskiven 15 (35) for bremsning af blokskivens drejning i kædeblokkens udf iringsretning kendetegnet ved, at de mekaniske bremseorganer (24 - 32, 51) omfatter en kamholder (24) , som er drejeligt og aksialt forskydeligt fæstnet til blokskivens (35) spindel (33), en holdeskive (27) og 20 en bremseskive (29), hvilke er befæstet aksialt forskyde ligt men ikke drejeligt til blokskivens spindel (33), et spærrehjul (28) drejeligt fastgjort til bremseskiven (29) , en pal (51) svingbart monteret på en stationær del af kædeblokken og presset til indgreb med spærrehjulet 25 (28) af fjedrende organer, et mellemhjul (23), der er forskydeligt men ikke drejeligt fastgjort til kamholderen (24) , en fjederindretning (44), bremsefrigørende kamelementer (25) optaget i kamspor (26), i den ene side af kamholderen (24), og som har en skrå bund, således at 30 dybden varierer og bevirker, at kamelementerne (25) pla ceres dybere i kamsporene (26), når kamholderen (24) drejes i kædeblokkens indtrækningsretning, og højere når 12 DK 170556 B1 kamholderen (24) drejes i den modsatte retning, udfi-ringsretningen, og at fjederindretningen (44), friktionspladerne (30, 31), holdeskiven (27), bremseskiven (29) og mellemhjulet (23) tilsammen danner en momentbe-5 grænser, der tjener til at forhindre at kædeblokken over belastes. £

2. Kædeblok ifølge krav 1, kendetegnet ved drivkredse (11) omfattende en indtrækningskreds (11a) med en seriekobling af føl-10 gende tre elementer: a) en trykafbryder (PB-U) for ind trækning, b) et normalt sluttet kontaktsæt (MD-1) på et første relæ (MD) for udfiring og c) relæspolen i et andet relæ (MU) for indtrækning og en udfiringskreds (11b) parallelkoblet med indtrækker-15 kredsen (11a) og omfattende en seriekobling af de tre følgende elementer: a) en trykafbryder (PB-D) for udfiring, b) et normalt sluttet kontaktsæt (MU-1) på det andet relæ (MU) og c) relæspolen i det første relæ (MD) en koblingskreds (14) for omkobling mellem normal og mod-20 sat omløbsretning af jævnstrømsmotoren (15) og bloke ringsskiven (45) omfattende normalt åbne kontaktsæt (MD-2, MD-3, MU-2, MU-3) på det første (MD) henholdsvis det andet relæ (MU) og en seriekobling af følgende tre elementer: a) en dynamisk 25 ballastmodstand (DBR), b) et normalt sluttet kontaktsæt (MU-4) på det andet relæ (MU) og c) et normalt sluttet kontaktsæt (MD-4) på det første relæ (MD), idet seriekoblingen er koblet parallelt med jævnstrømsmotoren (15). 30