iblikowano dnia S wmssU l*f* r. i y™», POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITE] LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46019 KI. 35 a, *fr Aktiengesellschaft Eisenhiitte Prinz Budoplh Diilmen, Niemiecka Republika Federalna Elektromotoryczni* poruszono kolo napadowe Patent trwa od dnia 25 lutego 1958 r.Wynalazek dotyczy kola napedowego poru¬ szanego elektromotorycznie, stosowanego w wyciagarkach, kolowrotach, a zwlaszcza w wy¬ ciagarkach kopalnianych.Znane sa kola napedowe, w których w prze¬ ciwstawieniu do zwyklych urzadzen z oddziel¬ nie osadzonym silnikiem, wieniec kola wyko¬ nany jest jako wirnik silnika elektrycznego, a stojan umieszczany jest w srodku kola. Na skutek takiego wykonania osie kól napedo¬ wych, podobnie jak waly kól napedowych na¬ pedzanych oddzielnym silnikiem, znajdowaly sie ponadto pod obciazeniem momentu obrotu sily napedowej i wymagaly odpowiedniego wy¬ konania.Wedlug wynalazku kolo napedowe jest wy¬ konane w taki sposób, iz moment akcji silni¬ ka oddzialywuje bezposrednio na urzadzenie nosne liny, a jego moment reakcji na podsta¬ we stojana. Wedlug wynalazku szczególnie ko¬ rzystne jest osadzenie wirnika na scianie bocz¬ nej i/lub na piascie kola napedowego. Ponie¬ waz tak utworzony zespól kola napedowego i silnika wymaga tylko dwóch lozysk ze¬ wnetrznych, mozliwe jest osadzenie kola na niedzielonych lozyskach tocznych, podczas gdy znane. wykonanie z oddzielnym napedem wy¬ magalo, przy ulozyskowaniu na lozysku tocz¬ nym po stronie napedowej, stosowania dzie¬ lonego albo bardzo duzego lozyska tocznego.Calosc konstrukcji bez uszczerbku na wytrzy¬ malosc daje sie zmniejszyc i staje sie przez to lzejsza. W porównaniu z konstrukcja kól na¬ pedowych wyposazonych w silnik wbudowany w wiencu kola, kolo napedowe wedlug wyna¬ lazku odznacza sie tym, ze elementy napedo¬ we i lozyska sa latwo dostepne i mozna je wymieniac. Dzieki znacznemu zmniejszeniu ciezaru poruszanych mas osiaga sie oszczednos¬ ci na energii i zmniejsza sie tarcie.Zaleca sie stosowanie wkleslego kolektora silnika napedowego zamiast wypuklego jak do¬ tychczas. Dzieki temu mozna zmniejszyc sze¬ rokosc silnika, bowiem kolektor mozna umies-eic w wirniku. Ma to korzystny wplyw zwlasz¬ cza przy wyciagarkach wiezowych, gdzie oszczednosc miejsca ma duzy wplyw na wiel¬ kosc wiezy.Podpory dla lozysk kól napedowych, spo¬ czywajace na odpowiednio uksztaltowanych miskach w fundamencie, posiadaja ksztalt wycinka kolowego. Dzieki temu celem wymia¬ ny lub naprawy wirnika mozna podpore wysu¬ nac z fundamentu przez jej skrecenie, w prze¬ ciwnym razie nalezaloby dla wysuniecia lo¬ zysk przewidziec z boku odpowiednie wolne miejsce. Dzieki urzadzeniu wedlug wynalazku, koto napedowe mozna wykonac w wymiarach zredukowanych, tak ze bedzie moglo praco¬ wac w nieduzej przestrzeni.Urzadzenie moze miec zastosowanie do kól napedowych o wale przechodzacym, jak rów¬ niez do kól napedowych bez takiego walu.W tym ostatnim przypadku wykonanie kola napedowego staje sie jeszcze bardziej uprosz¬ czone. Powinno sie jednak wtedy zastosowac srodki umozliwiajace prowadzenie próbnego biegu silnika przed jego wmontowaniem.W urzadzeniu wedlug wynalazku korpus wirnika osadzony kolnierzowo na scianie bocz¬ nej kola napedowego bezosiowego posiada ksztalt nasunietych na siebie cylindrów, przy czym na zewnetrznym cylindrze umieszcza sie wirnik, a na cylindrze wewnetrznym lo¬ zysko. Do cylindra srodkowego wsuwa sie wal takze przy jalowym biegu silnika. Powyzszy wal moze byc osadzony na stale w cylindrze wewnetrznym. Wtedy wirnik posiada ksztalt kola, w którym wieniec kola sluzy do osadze¬ nia wirnika a piasta jako lozysko, podczas gdy polaczenie miedzy wiencem i piasta sta¬ nowia zebra usztywniajace jak szprychy.Korpus wirnika moze byc odlewam. Jesli wal podczas biegu próbnego zostanie wsuniety do cylindra wewnetrznego, to zgodnie z wy¬ nalazkiem konce walu moga wystawac z jed- nej lub z obu stron cylindra wewnetrznego i moga sluzyc jako czopy lozyskowe, a mia¬ nowicie koniec walu po stronie zewnetrznej wirnika sluzyc moze jako czop przez caly czas pracy urzadzenia, a koniec walu po stro¬ nie zabudowanej korpusu wirnika uzywany jest jedynie w czasie biegu próbnego.Z uwagi na to, ze wirnik przytwierdzony jest bezposrednio do korpusu, a ulozyskowanie polaczone jest na stale z tym korpusem, ilosc koniecznych polaczen kolnierzowych zostaje znacznie zmniejszona.Korzystne jest równiez to, iz czop lozyskowy po drugiej stronie kola napedowego jest scie¬ ty i osadzony na stale w wydrazeniu wsporni¬ ka kola napedowego. Ksztalt wspornika kola napedowego wedlug wnalazku jest bez zna¬ czenia, o ile tylko zapewni odpowiednia sta¬ tecznosc. O ile samo kolo napedowe jest wy¬ starczajaco mocne, to mozna w jego sciance bocznej osadzic z jednej jego strony kolnierz, a w drugiej scianie czesc piasty dla osadzenia scietego czopa, albo czopa lozyskowego i kol¬ nierza skladajacego sie z jednej czesci.W celu zabezpieczenia kola napedowego przed obciazeniami dzialajacymi przy czestych ha¬ mowaniach wskutek oddzialywania osiowo dzia¬ lajacych hamulców, przewidziano wedlug wy¬ nalazku, iz dzwignie hamulcowe naciskaja na przeciwlegle sobie miejsca tarczy, polaczonej na stale z przenosnia linowa. W ten sposób naciski hamulca dzialajace na tarcze hamul¬ cowa nie dzialaja na konstrukcje przenosni linowej. Tarcza moze stanowic sciane boczna napedu lub tez byc tarcza hamulcowa osa¬ dzona mniej wiecej w srodku mechanizmu napedowego. Mozna * równiez tarcze hamulco¬ wa ulozyskowac niezaleznie od napedu lub tez obie czesci polaczyc sztywno wspólnym walem.Dzialanie, zgodnie z opisem wynalazku osiaga sie równiez wtedy, jesli w tarczy znajduja sie kanaly lub otwory celem chlodzenia. Ka¬ naly te nie moga byc duze. Istnieje bowiem oba¬ wa, ze moga byc zduszone pod wplywem duzego nacisku wystepujacego przy hamowa¬ niu. Do takiego zduszenia nie mozna oczywis¬ cie dopuscic.Dzieki temu, ze hamulec osiowy dziala tyl¬ ko na tarcze hamulcowe, mozna nie tylko zbudowac lzejszy mechanizm napedowy, lecz równiez sam hamulec moze byc wykonany w prostszej postaci. A zatem dzwignie hamul¬ cowa mozna osadzic obrotowo na jednym koncu we wspólnym lozysku. Nacisk hamujacy osiaga sie przy tym w ten sposób, ze dzwig¬ nie hamulcowe w postaci prostych pretów przyciagane sa ku sobie wolnymi koncami.Moment przyciagajacy uzyskuje sie przy tym na drodze pneumatycznej lub hydraulicznej na skutek cisnienia cylindrów, albo bezpo¬ srednio za pomoca dzwigni, ewentualnie po¬ przez kulaki. Zaleca sie przy tym, aby przy sterowaniu za pomoca kulaków mozna bylo osiagnac zmienny stosunek miedzy skokiem drazka hamulcowego i droga dzwigni hamul¬ cowej, albo skokiem cylindra hamulcowego.Osiaga sie to dlatego,, ze hamulec mozna nie- -?-zaleznie od obciazenia napedu szybko nacia¬ gac i zwalniac.Celem wyrównania nierównomiernego zuzy¬ cia okladziny hamulca mozna je podzielic na równe segmenty o grubosci malejacej.Korzystne jest, jesli dzwignia hamulcowa bedzie umieszczona pod katem 90° do kierun¬ ku sily wypadkowej naciagu linowego. Jesli wypadkowa naciagu linowego dziala stale na to samo miejsce lozyska srodka napedowego, wówczas jest to niekorzystne dla lozyska. W urzadzeniu wedlug wynalazku kierunek dzia¬ lania drazka hamulcowego na tarcze hamulco¬ wa dobiera sie w taki sposób, ze przy hamo¬ waniu w obu kierunkach, które jak wiadomo przy wyciagach kopalnianych zajmuje znaczna czesc okresu roboczego, wypadkowa naciagu linowego waha sie w zakresie pewnego sek¬ tora obwodu lozyska, przez co lozysko nie jest lokalnie obciazone. Dzwignie hamulcowe trze¬ ba w tym celu tak umiescic, by kierunek sily przeciwdzialajacej sile hamowania przesuniety byl o okolo 90° w stosunku do wypadkowej ciagu linowego.Zamiast jednej pary dzwigni hamulcowych mo£na równiez przewidziec kilka par dzwigni, rozmieszczonych na obwodzie kola hamulco¬ wego.Zewnetrzna sile hamujaca mozna przeniesc przegubem do hamulca, który znajduje sie dokladnie na glównej osi ukladu hamulcowego, to znaczy na linii srodkowej miedzy punktami ciezkosci powierzchni hamowanej, to jest na liniach przepalawiajacych powierzchnie hamo¬ wana kazdej dzwigni. Przez to, ze sila hamo¬ wania dziala tylko w kierunku pionowym do osi glównej kola napedowego unika sie two¬ rzenia skladowych sil hamowania, dzialaja¬ cych w innych kierunkach i odksztalcajacych uklad hamulcowy.Aby caly uklad hamulcowy tworzyl soba pewien rodzaj drazka kolankowego, który dzieki przegubowemu zawieszeniu nie oddzia- lywuje szkodliwymi silami na kolo napedowe i tym samym chroni w znacznej mierze kon¬ strukcje napedowa, przewiduje sie, ze konce ulozyskowania kazdej pary drazków hamul¬ cowych umieszczone sa wspólnie w jednym przegubie, który znajduje sie dokladnie, jak tylko mozliwe, na glównej osi hamulcowej.Miedzy przegubem, którym przenoszona jest sila i drazkiem hamulcowym, przewidziana jest przekladnia drazkowa o takiej konstrukcji, ze juz przy bezposrednim dzialaniu na drazek hamulcowy nastepuje przeniesienie sily na dzwignie hamulcowa. Stosunek przekladni jest ponadto zwiekszony w zakresie ukladu hamul¬ cowego, co stanowi znaczny postep w porów¬ naniu ze znanymi urzadzeniami hamulcowymi, gdyz ramie dzwigni od punktów ulozyskowa¬ nia az do punktów przenoszenia sily, powodu¬ jacych sciaganie dzwigni, jest wieksze niz od¬ leglosc miejsc ulozyskowania od okladzin ha¬ mulca.Korzystne jest, jesli dzwignia przenoszaca sile hamowania na drazek hamulcowy, na przyklad dzwignia kolankowa, opierala sie w taki sposób na drazku hamulcowym, aby zaden czop nie byl narazony na skrecenie.Rozporka sprezynowa na jednej dzwigni ha¬ mulcowej lub na obu dzwigniach sluzy do zwalniania hamulca.Wspólny przegub lozyskowy kazdej pary drazków hamulcowych jest zgodnie z wyna¬ lazkiem regulowany. Mozna to osiagnac na przyklad w ten sposób, ze oba konce ulozysko- wan umieszcza sie obrotowo na trójkatnej ply¬ cie, na wierzcholku której znajduje sie wspól¬ ny punkt przegubowy pary drazków hamulco¬ wych, a z boku znajduja sie wystepy; które osadzone sa na przeciwnych plaszczyznach, na przyklad przy pomocy laczników, srub itp. lub tez osadzone sa z pewnym luzem miedzy wystepem i plaszczyznami oparcia, albo ela¬ stycznie za pomoca sprezyn, podkladek gumo¬ wych lub tym podobnych. W ten sposób moz¬ na wyrównac . osiowe przesuniecie maszyny i dopasowac do ukladu hamulcowego.Jesli ko¬ lo hamulcowe, na które dzialaja drazki ha¬ mulcowe wypadnie z polozenia normalnego wskutek przesuniec osiowych w kole napedo¬ wym mozna nieznaczny moment w miejscach laczacych plytke trójkatna z plaszczyzna przeciwna wyrównac elastycznoscia czesci pod¬ pierajacych. Przy zgodnym wedlug wynalazku polozeniu przegubu lozyskowego w osi glów¬ nego urzadzenia hamulcowego powstaje przez przesuniecie kola napedowego tylko male ramie dzwigni. Poniewaz kolo napedowe moze sie przesuwac, lepiej jest plyte lozyskowa oprzec przy pomocy sprezyn na plaszczyznie przeciw¬ nej. Zamiast jednej plyty lozyskowej, punkty lozyskowe kazdej dzwigni hamulcowej moga równiez byc polaczone przekladniami z wspól¬ nym przegubem w osi hamulca.Wedlug wynalazku mozna wreszcie umiescic uklad dzwigni pomiedzy przyciaganymi ku so¬ bie koncami drazka hamulcowego, a punktem zaczepienia zewnetrznej sily hamowania, le¬ zacym w plaszczyznie tarczy hamulcowej i jesli — 3-punkt ten nie znajduje sie na glównej osi ha¬ mulca. Dzieki temu sily hamowania obu dzwig¬ ni hamulcowych sa równe.Uloeyskowania dzwigni hamulcowych sa zgodni* z wynalazkiem nastawne, na przyklad w ton sposób, ze wsporniki dzwigni hamulco¬ wych znajduja sie w tulejkach roimosrodowych.W ten sposób mozna nastawic dzwignia ha* mulcowa dokladnie w stosunku do kola ha* mulcowego, przy postepujacym zas zuzyciu wykladziny osiagnac mozna wyrównanie i obie dzwignie hamulcowe dociskac stale z jednako¬ wa sila do kola hamulcowego.Temu samemu celowi sluzy jedno lub kilka urzadzen przewidzianych zgodnie z wynalaz¬ kiem do przestawienia miejsc przenoszenia zewnetrznej sily hamujacej.Zamiast drazka pociagowego na koncach drazków hamulcowych stosowac mozna rów¬ niez strzemie obejmujace drazki hamulcowe.W ten sposób mozna dowolnie dobierac miej¬ sce przenoszenia dla sily sciagajacej belki ha¬ mulcowe. Ponadto osiaga sie dla calego ukla¬ du hamulcowego zwarta budowe zajmujaca malo miejsca.Na rysunku przedstawiony jest przyklad wykonania urzadzenia. Fig. 1 przedstawia prze¬ krój podluzny kola napedowego wyciagu ko¬ palnianego z silnikiem osadzonym z boku/ fig. 3 — podobny przekrój podluzny przez kolo napedowe bez walu, fig. 3 — tarcze hamujaca z drazkiem hamulcowym dla kola napedowego w widokU z boku, fig. 4 — te tarcze w wido¬ ku z góry, fig. 5 — w skali powiekszonej kon¬ ce dzwigni hamulcowych wedlug fig. 4 z prze¬ gubem przenoszacym zewnetrzna sile hamo¬ wania, a fig. 6 i 7 przedstawiaja w widoku z boku i w widoku z góry uklad hamulcowy z miejscem przenoszenia sily znajdujacym sie w plaszczyznie tarczy hamulcowej i ukladem dzwigni przenoszacym sile hamowania na drazki hamulcowe.Kolo napedowe wedlug fig. 1 osadzone w lo¬ zyskach 4, 5 na osi 6 sklada sie zasadniczo ze scian bocznych 1, 2 i bebna na line 3, przy czym kolo to jest napedzane silnikiem elek¬ trycznym, przytwierdzonym srubami 7 do scia¬ ny 1. Silnik elektryczny sklada sie zasadniczo ze statora 8 i wirnika 9 obracajacego sie wraz z kolem napedowym, oraz kolektora 9a. Lo¬ zyska 49 5 kola napedowego spoczywaja na podporach 10 z pewnym luzem w miskach U osadzonych w fundamencie, przy czym pod¬ pórki 10 sa przytwierdzone srubami do misek fundamentowych U. Miski U i podpórki 10 maja na obwodzie zewnetrznym ksztalt kolisty.Na skutek tego podpórki 10 mozna latwo wy- montowywac. Fundament nie potrzebuje wiec miec dla wymontowania i wmontowania wirni¬ ka rozszerzonych wyciec celem wysuniecia podpórek z bocznej sciany.W podanym przykladzie wykonania na fig. 2, kolo napedowe nie jest osadzone na osi 6, lecz przymocowane do wspornika 6a. Wirnik 9 silnika elektrycznego, umieszczonego z boku, spoczywa bezposrednio na korpusie 12, który sklada sie z cylindra zewnetrznego 13 i cy¬ lindra wewnetrznego 14 oraz kolnierza 1.5 i ze¬ ber usztywniajacych 16. Zanim silnik elek¬ tryczny zostanie polaczony ze wspornikiem 6a mozna silnik ten poddac próbie dzialania. W tym celu wprowadza sie nie uwidoczniony na rysunku wal biegu próbnego do cylindra 14 i uruchamia sie silnik. Korpus 12 ulozyskówa- ny jest w lozyskach walkowych 4.Po drugiej stronie umieszczony jest sciety wal 11 na wsporniku 6a, sluzacy czesciowo jako czop dla lozyska 5.Celem hamowania kola napedowego przewi¬ dziano oddzielnie ulozyskowana tarcze hamul¬ cowa 18 (fig. 3 i 4), z która wspóldziala dra¬ zek hamulcowy 19 z wykladzina hamulca 20.Wykladzina 20 sklada sie z kilku segmentów o powierzchni jednakowej co do wielkosci, a róznej co do grubosci, przy czym grubosc wzrasta w miare oddalenia segmentów od cen¬ trum ulozyskowania dzwigni 21. Z wolnym koncem drazka 1& wspóldziala zagieta na kon¬ cu dzwignia 22, poprzez krazek 23 i wspornik 24. Przez przyciagniecie dzwigni 22 powoduje sie przesuniecie drazka 19' w mostku 25 az do polozenia, w którym oprze sie on o tar¬ cze. Nie uwidoczniona sprezyna sluzy do zwal¬ niania hamulca.Na fig. 5 przedstawiono inny przyklad wy¬ konania dzwigni hamulcowych .wedlug fig. 3 i 4. Drazek hamulcowy 199 posiada na koncu wystep 26 ze sworzniem 27, który laczy drazek 19' z dzwignia kolankowa 28. Dzwignia 28 po¬ laczona jest sworzniem 29 z drazkiem 30, któ¬ ry na drugim koncu za pomoca sworznia 31 polaczony jest z drazkiem hamulcowym 19".Na wolnym koncu dzwigni 28 znajduje sie wglebienie, w które zachodzi czesc kulista 32 drazka hamulcowego 33. Sprezyna 34 sluzy do rozstawiania drazków hamulcowych, gdy ma byc on zwolniony. Przegub 32 znajduje sie na glównej osi hamulcowej ukladu, która prze¬ chodzi przez srodki przepalawiajace okladzine hamulcowa. Wspólny przegub lozyskowy na ~f-drugim kontu drazków hamukftwych znajduje sie na glównej osi hamulca. Jest on umiesz¬ czony na elastycznej plycie trójkatnej, spo¬ czywajacej na sprezynie, na stale polaczonej za pomoca srub lub laczników z powierzchnia przeciwlegla.Wedlug fig. 6 i 7 tarcza 18 sciskana jest przez drazki 19 i 19' na skutek dzialania ukla¬ du dzwigniowo-przegubowego. Istotne dla tej konstrukcji jest to, by przegub kulowy ¦ 36 (fig. 6) lezal w plaszczyznie tarczy hamulcowej choc poza ta tarcza. Przy poruszaniu ku do¬ lowi dzwignia 36' ulozyskowana na nakladce 36" cieglo 31 przenosi sie na plytke katowa 38, powodujac jej wychylenie wokól kulaka 39, przytwierdzonego do drazka 19'. Dzieki temu cieglo 40 przytwierdzone do kulaka 41 przy¬ ciaga drazek 19". Dzieki takiej konstrukcji sily hamowania uzyskiwane przez oba drazki zo¬ staja lepiej wyrównane jak przy zastosowaniu jakiegokolwiek innego sztywnego ukladu. PL