DE1431129C - Elektrischer Motorbremslufter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Motor- bessern läßt. Aus. den genannten Gründen sind derbremslüfter mit Antrieb durch einen Elektromotor artige Kugelschraubenumlauftriebe auch bereits bei mit Widerstandsläufer, der bis zum Stillstand ab- Hubgeräten benutzt worden. Nicht erkannt wurde jebremsbar und mit einem zur Motorwelle gleichmittig doch bei früheren Vorschlägen dieser Art, daß die angeordneten, die Drehbewegung der Motorwelle in 5 Anwendung eines Kugelschraubenumlauftriebes zu eine lineare Bewegung des Stößels umwandelnden einer weiteren Problemstellung Anlaß gibt, die da-Kugelfchraubentrieb verschen ist. Motürbremslüf- durch entsteht, daß mit einer so zu erzielenden Verter dieser Art sind bekannt. Sie sind jedoch vom besserung des Wirkungsgrades des Gerätes eine stär-Standpunkt der Wirkungsweise, des Wirkungsgrades kere Beanspruchung der Geräteteile verbunden ist, und der Lebensdauer aus gesehen unbefriedigend. io die der Umwandlung der Drehbewegung des Motor-Eine mangelhafte Wirkungsweise ist schon rein läufers in die lineare Stößelbewegung und umgekehrt optisch an der Bildung sogenannter Rattermarken dienen. Diese starke Beanspruchung führt, wenn auf den Bremstrommeln oder -scheiben zu erkennen. keine Gegenmaßnahmen dagegen getroffen werden, Ursächlich für die Bildung der Rattermarken ist das zu einem raschen Verschleiß der höher beanspruch-Auftreten von starken Schwingungen in der gesamten 15 ten Teile einerseits und zu einer stärkeren Einwir-Bremsanordnung, eingeleitet durch stoßartige Bean- kung andererseits, die bei der Linearbewegung überspruchungen, dk: bei früheren Ausführungen infolge wunden werden muß. Denn in der gleichen Weise, des plötzlichen Anlaufes des Motors des Brenislüft- wie der Stößel dank der verbesserten Wirkung des gerätes einerseits, des ebenso plötzlichen Einfallens Kugelschraubenumlauftriebes größere Kräfte linear der Bremse unter Wirkung der Bremsfeder anderer- 20 überträgt als vorher, überträgt er auch die Stöße mit seits eintraten, ohne daß den nachteiligen Erschci- stärkerer Wirkung auf den Motor, die auf ihn wirknungen dieser Art durch eine entsprechende Bauart sam werden. Mit einer Verbesserung des Wirkungsdes Gerätes begegnet werden konnte, wenn man von grades allein durch Verwirklichung eines endlosen unzulänglichen Bemühungen dieser Art absieht, die Kugelumlaufes im Kugelschraubentrieb ohne gleichbeispielsweise darin bestanden, daß man Gleit- oder 25 zeitige Änderung der übrigen Verhältnisse würde die Rutschkupplungen zwischen der Motorwelle und dem Verbesserung des Wirkungsgrades nur durch eine Kugelschraubentri.'t vorsah (britische Patentschrift Verkürzung dei Lebensdauer des Gerätes, bedingt 503 096). Da aber das bei derartigen Kupplungen durch die erwähnte stärkere Abnutzung der bei der üf ertragene Drehmoment von der Reibungszahl, also Bewegungsumwandlung in Anspruch genommenen von der jeweiligen Beschaffenheit der Gleitflächen, 30 Teile, erkauft werden müssen, abgesehen von der der Gleitgeschwindigkeit, den auftretenden Tempera- größeren Härte, mit der sich die Kräfte auf die Hebeturen und von der Art und dem Verhalten des und Bremsvorgänge und damit auf die beförderte Schmiermittels abhängig ist, fehlt es an der Voraus- Last auswirken würden. Eine Verbesserung des Wirberechenbark ;it exakter Bremsandruckkraftwerte, kungsgrades ist daher nur sinnvoll im Zusammenmit denen beispielsweise im Kranbau gerechnet wer- 35 hang mit einer eine stärkere Beanspruchung der beden muß, um stoßfrei bestimmte Verzögerungen ver- wegten Teile ausgleichenden Veränderung, deren wirklichen zu können. Schwingungen sind dabei nicht Aufgabe es somit zu sein hat, eine zu rasche Abnutnur aus den dargelegten Gründen, sondern auch des- zung des Gerätes zu vermeiden und seine Gebrauchshalb höchst unerwünscht, weil erst ihr vollständiges fähigkeit möglichst lange zu erhalten. Zur Lösung Abklingen die Zeitspanne bestimmbar macht, inner- 4° der damit gekennzeichneten Gesamtaufgabe bedarf halb deren einerseits bis zum Stillstand der abzu- es daher eines weiteren, des zweiten Teilmerkmales bremsenden Teile gebremst und andererseits bis zu der Erfindung, das darin besteht, als Bewegungsüberderen völliger Freigabe durch die Bremse letztere ge- tragungselement der linearen Bewegung auf ein Anlöst werden muß. Außerdem verursachen die Schwin- schlußauge des Stößels mindestens eine Dämpfungsgungen unnötigen Verschleiß insbesondere in den 45 feder vorzusehen. Derartige Dämpfungsfedern lösen Gelenken des Bremsgestänges, weiterhin vermeid- die durch Verwirklichung des ersten Lösungsmerkbarcs Geräusch, so daß es also mit Gleit- und Rutsch- males bedingte zweite Aufgabenstellung deshalb, weil kupplungen nicht möglich war und ist, die auftreten- sie nicht nur die die Lebensdauer des Gerätes stark den Aufgaben zu lösen. herabsetzenden Stöße aufnehmen, so daß diese nicht

Dagegen gelingt das dadurch, daß, ausgehend von 50 wcitergeleitct werden, sondern sie reduzieren auch den bekannten elektrischen Motorbrcmslüfterii mit Schwingungen und Vibrationen mit dei optischen Antrieb durch einen Elektromotor mit Widerstands- Auswirkung der Beseitigung des Auftretens von Ratläufcr, der bis /um Stillstand abbremsbar und mit termarken. Außerdem zeigen oszillographische Becinem zur Motorwcllc gleichmittig angeordneten, die obachtungen, daß auf diese Weise überhaupt der Drehbewegung der Motorwcllc in eine lineare Bc- 55 Neigung des bewegten Systemes auf Annahme eines wcguMg des Stößels umwandelnden Kugclschraubcn- aperiodischen Sclnvingungszustandcs wirksam zu betrieb versehen ist, erfindungsgemäß dieser Kugel- gegnen ist. Weiterhin erweisen aufgenommene Oszilsdinuibentrieb ein Kugclschraubciiumlauflrieb und logramme, daß eine Verkürzung der Systcmeinals HewcguiigsühcrtragungselenKMit der linearen Be- schwingzeit auf mehr als ein Drittel der Zeitspanne wealing auf das Anschluliaugc des Stößels minde- 60 eintmi, die bei bekannten Ausführungen auftrat. In slens eine Diimpfungsfeder vorhanden ist. einem Bewegungsdiagramm, dessen Ordinaten der

Kiii'.clsehraubentriebe mit einem endlosen Kugel- Stiv'talbcweguiig beim Einfallen der Bremse in Milli-

unilaul haben den Vorteil, ein Klemmen der Kugeln meiern und dessen Abszissen der Zeit, gemessen in

und damit das Auftreten unnötiger Reibungsverluste Millisekunden, entsprechen, zeigen die oszillographi-

in der Endlage der Kugeln vermeiden zu können, so 65 sehen Aufzeichnungen bei den Bcwcgungsvoryängen

ii'-M sich durch Verwirklichung dieses ersten Teil- bekannter Bremslüfter eine bis zu vorliegender Er-

nicrkmalcs vorliegender Erfindung der Wirkungsgrad findung ungeklärt gebliebene Lüflungsbcwcgung der

des Gerätes in der erstrebten Weise wesentlich ver- Bremsbacken, nachdem diese bereits angelegt sind.

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Auf Grund der zur Erfindung führenden Erkennt- flucht zu dem als bekannt hingestellten Mittel genisse und der Auswertung der Oszillogramme konnte nommen, zwischen Bremsmotor und Gestänge eine festgestellt werden, daß es sich um die Auswirkung Feder anzuordnen, deren Abmessungen dahin beeiner beim Einfallen der Bremse auftretenden Über- stimmt werden, den Arbeitsinhalt der durch Auswirschwingung der Bremsandruckkraft handelt, die mit 5 kung des Drehmomentes des Induktionskaskadenden Mitteln des Standes der Technik deshalb nicht motorsatzes gespannten Feder in gleicher Höhe zu zu beseitigen war, weil diese Überschwingung von hallen wie die Massenwucht der umlaufenden Masunbeherrschbaren Faktoren, nämlich einerseits von sen des Motors (deutsche Patentschrift 323 440). Mit der Temperatur des Gerätes (Schmiermittelwider- anderen Worte λ, nach dem bekanntgewordenen Vorstand) und von dem jeweils eingestellten Stößelweg io schlag soll mittels Auswirkung des in der gespannten abhängt. Beide Einflußgrößen sind der unmittelbaren Feder gespeicherten Arbeitsvermögens dem Massen-Einwirkungsmöglichkeit deshalb entzogen, weil die stoß entgegengewirkt und letzterer auf diese Weise auftretenden Temperaturen in erster Linie durch die abgebaut werden. Das scheitert aber bereits an den Art des Betriebes (Hafenanlagen, Hüttenwerke, unbekannten Größen der jeweils auftretenden Mas-Kräue schlechthin) bestimmt sind, weiter von der 15 senwucht, da diese, wie oben angeführt, von unbeiclnüvcn F.msehaltdauer usw. abhängen, während herrschbaren, nach eigenen Gesetzen veränderlichen sich der Stößelweg mit dem Verschleiß der Brems- Einflußgrößen abhängt. Auch führt die Verwirkbatken und der verschleißbedingten Veränderung der lichung des Vorschlages i.a einem größeren P.aum-Bremstrommel- oder Schcibendurcl· /nesser laufend bedarf durch große Federkraftstärken und lange ändert. Die gleichen oszillographischen Untersuchun- 20 Federwege; der Aufwand an elektrischen und mechagen bestätigten schließlich, daß bei erfindungsgemäß nischcn Mitteln wie Parallelführungen, Gleitkulissen ausgebildeten Geräten weder die erwähnte Über- 'ind -traversen ist untragbar hoch. Schließlich ließen schwingung noch ein vorübergehendes Lüften der sich derart sperrige Teile innerhalb der baulich sehr Bremsbacken nach bereits erfolgter Anlegung der- gedrängt auszuführenden, teilweise unter Tage beselbcn an den Bremsteil feststellbar waren. Damit 25 nutzten Bremslüfter weder unterbringen noch als Beergab sich erstmalig eine exakte Vorausberechenbar- wegungsübertragungselcment der linearen Bewegung keit des Verlaufes der Brcmsandruckkraftwerte mit auf ein Anschlußauge des Stößels ausbilden. Die bei ihren vorteilhaften Auswirkungen auf die plan- der bekannten Motorbremse benutzte Feder weist gerechte Gestaltung des Arbeitsprogrammes der Ma- außerdem keine dämpfenden Eigenschaften auf.
schinen und Anlagen, in denen die hier behandelten 30 Einfache Möglichkeiten zur Verwirklichung des Motorbremslüfter und Stellzeuge zur Lösung be- zweiten Teilmerkmales des Erfindungsgedankens bestimmter technischer Aufgaben Anwendung finden. stehen beispielsweise darin, Gehäuse- und Stößel-Auf dem dem Gebiete der Motorbremslüfter ver- anschlußaugen mit Gummifederbuchsen auszufütwandten Gebiet der regelbaren Motorbremsen, ins- tern. Derartige Buchsen sind an sich bekannt und besondere für elektrische Förde: maschinen, ist aller- 35 aucii ir.i Hebezeugbau hat man von ihnen Gebrauch dings auch bisher nicht unbemerkt geblieben, daß die gemacht, um Gelenklager starker Abnutzung von schnell zu beschleunigenden und zu verzögernden, Erschütterungen freizuhalten oder Vibrationen zu bei der Größe der Fördermaschinen durchaus be- dämpfen.

achtlichen Massen im Bremsenantrieb zu stoßartigen Eine weitere Möglichkeit zur Unterbringung einer

Beanspruchungen und in der Folge zu erheblichen 40 Dämpfungsfeder ergib' sich, wenn gemäß einer Wei-

Störungen führen, die sich auf die Fördertrommel, terbildung der Erfindung der Stößel in Längserstrek-

c¹ -3 Förderseil und die Förderschalen fortpflanzen kung geteilt ist und die unverdrehbar zueinander ge-

und zu Brüchen und zu wegen der Personenbeförde- haUenen Teile in Längsrichtung aufeinander zu und

rung besonders gefährlichen Unfällen Anlaß geben voneinander weg entgegen der Gegenwirkung minde-

können. Es wurde zutreffend festgestellt, daß die be- 45 stcns einer Dämpfungsfeder axial beweglich sind,

reiis oben erwähnten Gleit- und Rutschkupplungen, Diese Ausbildung kann auch in Verbindung mit den

außeidem die ebenfalls bereits in Vorschlag gebrach- mit Gummifederbuchsen ausgefütterten Anschluß-

ten Luftkatarakte, Federn und ähnliche Maßnahmen augcn angewandt werden.

auch bei regelbaren Motorbremsen noch keine Mög- Als Dämpfungsfedern stehen Teller-, Ring-, Gummilichkeit gaben, die auftretenden Bremskräfte von den 50 federn odor andere Mittel ähnlich hohen Dämpfungs-Massenkräften der bewegten Teile in ausreichendem Vermögens dem Fachmann auf Grund des Standes Maße freihalten zu können, und daß es selbst mit der Technik wahlweise zur Verfugung,
einer elektrischen Regelung des Motordrehmomentes Ist die Federgegenkraft einer DämpfuiU'sfeder um nicht möglich ist, zu eindeutigen, genau einstellbaren 20 °/o großer als die Federkraft der Bremsfeder des Bremskräften zu kommen, weil sich nach der dem 55 Motorbremslüfters, so tritt eine ausreichende Sichebekannten Vorschlag gegebenen Begründung am Ab- rung der Wirkungsweise der erfindungsgemaß vorgelauf der StolJwirkung der bewegten Massen nichts schlagcncn Maßnahmen deshalb ein, weil die Fcclerändern läßt; es wurde daher auch nicht für möglich kraft der Bremsl'.-dcr des Motorbremsliil'ters den gehalten, den jeweils benötigten, richtigen Wert der Grenzwert bestimmt, den Stoßkräfte, köniilen sie Bremsandruckkräfte dem Motordrehmoment ent- 60 auftreten, äußerstenfalls beim Anlegen der Bremssprechend, einstellen zu können. In Verbindung mit backen an die Bremstrommel oder -scheibe annehdem Gedanken, auf der elektrischen Seite der Pro- men ν "irden. Iline gleichartige Sichel iing der Wirblemlösung durch Wahl eines asynchronen Induk- kungsweise der Erfindung ergibt sich dadurch, daß tionskaskadenmolcrsatzes befriedigende Verhältnisse der durch Umwandlung des Motordrehmomentes er-ZU verwirklichen, wurde, um den Einfluß der ver- 65 zeugte Axialschub um 20 'Vn größer ist als die l'cderbleibenden Massenwirkungen zu mildern und Stoß- gegenkraft der Bremsfeder des Motorbremsliil'lers. da Wirkungen auf das Gestänge wie Trommeln, Seil usw. dann in jedem Falle dafür gesorgt ist, d;iß die Bremszu vermeiden, auf der mechanischen Seite wieder Zu- lcder während der Durchführung der Lül'tungsbewe-

gung so gespannt wird, daß sie in der Lage ist, die von ihr verlangte Bremsleistung herzugeben.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter elektrischer Motorbremslüfter beispielsweise veranschaulicht.

Mit 1 ist ein außerhalb des Elektromotors 2 liegender Teil der Motorwelle bezeichnet. Der Elektromotor! weist einen Widerstandsläufer auf, der bis zum Stillstand abbremsbar ist, so daß ein sogenannter Stillstandsmotor als Antrieb dient, wobei der Läufer des Motors 2 über die Flanschkupplung 3 an den zweigängigen Mutterkörper 4 eines Kugelschraubenumlauftricbes 6 angeschlossen ist, dessen Spindel mit 5 bezeichnet ist. An die Stelle der veranschaulichten Kugeln könnten auch abweichend gestaltete Wälzkörper treten. Der an den Spindcltcil mit Kugclumlaufgewinde angesetzte Spindelabschnitt 7 weist einen polygonalen Querschnitt auf, so daß der Spindelabschnitt 7 trotz axialer Beweglichkeit drehfest mit dem von ihm durchsetzten Deckclstück 8 verbunden ist. Der Spindclabschnitt 7 geht schließlich in den Abschlußzapfen 9 über, wobei an eine am Spindelendc angeordnete Mutter und Gegenmutter 10 zur Festlegung eines oberen Tellerfederpaketes 12, einer Trennscheibe 11 und eines weiteren, unteren Tellerfederpaketes 12 dienen. Das Dcckclstück 8 ist an einem topfförmigen Widerlager .13 für die ais Schraubenfeder ausgebildete Brciiisfeder 14 des Motorbremslüfters festgelegt. Zwischen den Teilen 8 und 13 ist die Hülse 15 eingespannt, die gegen das Gehäuse 16 unverdrehbar, aber axial verschieblich ist. Die Hülse 15 weist das Innengewinde 17 auf. Im Eingriff mit diesem Gewinde steht das Außengewinde eines mit der Hülse 15 zum Stößel des Motorbremslüfters gehörigen Stößelteiles 18, dessen Lage gegen die Hülse durch die Gegenmutter 19 gesichert ist und der in ein Anschlußauge 20 übergeht. Weitere, gegenüberliegende Anschlußaugen des Motorgehäuses sind mit 21 bezeichnet. Sowohl die Augen 20 als auch 21 sind mit Gummifederbuchsen 22 ausgefüttert.

Der Motor 2 besitzt beispielsweise eine Drehzahl von 1000 UpM. Weist die Spindel 5 eine Steigung von 3 zu 1 auf, so entspricht das einer linearen Stößelgeschwindigkeit von 160 mm/sec; sie nimmt den Wert von 240 mm'see an, wenn die Umdrehungszahl des Motors 1400 UpM beträgt. Derartige Stößclgeschwindigkeiten sind unabhängig von der Stößclbclastung und damit konstant.

Bei der beschriebenen Auslegung des Kugelschraubenumlauftricbes wird ein Wirkungsgrad von etwa

0,9 erzielt. „ ...

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Molorbremslüflcr mit Antrieb durch einen Elektromotor mit Widerstandsläufer, der bis zum Stillstand abbremsbar und mit einem zur Motorwelle gleichmittig angeordneten, die Drehbewegung der Motorwcllc in eine lineare Bewegung des Stößels umwandelnden Kugeischraubentrieb versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelschraubcntrieb ein Kugelschraubcnumlauftrieb (6) und als Bcwcgungsübcrtragungsclcmcnt der linearen Bewegung auf das Anschlußaugc des Stößels mindestens eine Dämpfungsfeder (12; 22) vorhanden ist.

2. Elektrischer Motorbremslüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußaugen (20,21) des Gehäuses und des Stößels (ä, 7; 15, 18) mit Gummifederbuchsen (22) ausgefüttert sind.

3. Elektrischer Motorbremslüfter nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (S, 7; IS, 18) in Längscrstreckung geteilt ist und daß seine unverdrehbar zueinander gehaltene Teile (5, 7 und 15,18) in Längsrichtung aufeinander zu und voneinander weg entgegen der Gegenwirkung mindestens einer Dämpfungsfeder (12) axial beweglich sind.

4. Elektrischer Motorbremslüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsfedern (12,- 22) Tellerfedern, Gummifedern oder Teile ähnlich hohen Dämpfungsvermögeii sind.

5. Elektrischer Motorbremslüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federgegenkraft einei Dämpfungsfeder und/oder der durch Umwandlung des Motordrehmomentes erzeugte Axialschub um 20°/o größer sind als die Federkraft dei Bremsfeder (14) des Motorbremslüfters

Hierzu 1 Blau Zeichnungen