DE19645225C2 - Drehstrom-Motor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehstrom-Kurzschlußläufer-Motor, insbesondere als Antrieb einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen eines abbindenden Baustoffes mit Wasser.

Verbreitete Vorrichtungen dieser Art weisen unter einem Einfülltrichter für den Baustoff eine zylindrische Mischkammer mit seitlichem Wassereinlauf und unter dieser eine Förderpumpe auf, an die dann ein Förderschlauch angeschlossen wird. Über dem Einfülltrichter ist der Motor angeordnet. Er treibt das Mischwerkzeug und den an dieses angekuppelten Rotor der Förderpumpe.

Während der unvermeidlichen Betriebsunterbrechungen kommt es zu mehr oder weniger ausgeprägter Versteifung der Baustoff-Wasser-Mischung, zum Absetzen von Mischungsbe­ standteilen usw. in der Mischkammer, der Förderpumpe und dem Förderschlauch.

Der anschließende Anlauf des Motors erfolgt dementsprechend unter Last. Der Motor muß dafür ein ausreichendes Anlaufdrehmoment aufweisen. An den oben erwähnten Vorrich­ tungen werden Norm-Motoren mit 5,5 kW Leistung eingesetzt, deren Anfangsdrehmoment 42 Nm beträgt.

Die in Wohngebäuden zur Verfügung stehenden Drehstrom-Anschlüsse sind regelmäßig mit 16 A abgesichert. Werden die Vorrichtungen hier angeschlossen, so kommt es immer wieder dahin, daß die Leitungsschutzschalter unterbrechen. An sich besteht dann nur der Ausweg, auf andere, kleinere und unwirtschaftliche Vorrichtungen auszuweichen. Tatsächlich wird aber häufig unter Umgehung der Vorschriften die Vorrichtung irgendwie vor den 16 A-Lei­ tungsschutzschaltern angeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anschlußprobleme wie das oben dargestellte zu lösen.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck mit einem Drehstrom-Kurzschlußläufer-Motor erfüllt, dessen Motorleistung entsprechend einem maximal tolerierten Dauerstrom eines vorgeschal­ teten Leitungsschutzschalters gewählt ist und dessen Anlaufstrom durch die Dimensionierung des Motors so niedrig bemessen ist, daß der Leitungsschutzschalter bei diesem über einen Zeitraum von mehr als 12 Sekunden nicht anspricht.

Es ist bekannt, Motoren im Hinblick auf die durch ihre Anwendung gestellten speziellen Anforderungen zu konstruieren und sie mit einem auf ihre Leistung abgestimmten Motor­ schutzschalter zu versehen. Außerdem bestimmen die vorhandenen Leitungsschutzschalter die Motorauswahl hinsichtlich der Leistung.

Nach der Erfindung ist demgegenüber die Motorkonstruktion in einer speziellen Weise zusätzlich im Hinblick auf die Charakteristik der Leitungsschutzschalter vorgenommen.

Als Antrieb einer Baumaschine wird der Motor in der Regel für ein Anlaufdrehmoment über 35 Nm ausgelegt und in der vorgenannten Weise einem 16 A-Leitungsschutzschalter ange­ paßt sein.

Während die oben erwähnten 5,5 kW-Normmotoren beim Anlaufen unter der in Betracht stehenden Last einen Anlaufstrom von 62 A aufnehmen, auf den die Einrichtung des Lei­ tungsschutzschalters zur Sicherung gegen Kurzschlußstrom in Millisekunden anspricht, wirkt der verminderte Anlaufstrom des erfindungsgemäß ausgelegten Motors nur auf die Einrich­ tung des Leitungsschutzschalters zur Sicherung gegen Überstrom, die erst im Sekunden­ bereich anspricht.

Da auch die erwähnten Behinderungen des Anlaufs der Vorrichtung eine im Sekundenbe­ reich liegende Dauer haben - meistens sind sie etwa nach 12 bis 20 Sekunden überwunden, länger als 25 Sekunden dauern sie kaum - und dann die Stromaufnahme schnell absinkt, wird es höchstens noch selten zur Unterbrechung der Stromzufuhr durch den Leitungsschutz­ schalter kommen.

Als weiterer Vorteil des nach der Erfindung vorgesehenen Motors ergibt sich ein geringerer Stromverbrauch.

Die Erfindung zielt jedoch darauf ab, unter konsequenter Ausnutzung der Kennlinie des Lei­ tungsschutzschalters praktisch jegliche Stromunterbrechung zu vermeiden. Der Motor einer Baumaschine, insbesondere der der erwähnten Mischvorrichtung, ist vorzugsweise so ausge­ legt, daß sein Anlaufstrom etwa bei 35 A liegt. Bei 35 A beträgt die Ansprechzeit des Leitungs­ schutzschalters 40 Sekunden.

Das Anlaufdrehmoment des Motors kann dabei über 40 Nm liegen, beispielsweise auch bei 42 Nm wie dasjenige des Normmotors.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird im Zuge der speziellen Motorkonstruktion außerdem der Motor so ausgelegt, daß das Anlaufdrehmoment bis zu einer vorgegebenen Drehzahl, beispielsweise etwa 400 U/min. etwa konstant bleibt. Jeden­ falls gegenüber dem Normmotor, bei dem es abfällt, bedeutet es allerdings schon einen wesentlichen Vorteil, wenn das Anlaufdrehmoment bis zu 200 U/min. vorzugsweise bis über 300 U/min. etwa erhalten bleibt.

Damit kommt die Vorrichtung beim Anlaufen schneller frei als mit dem Normmotor, was die Dauer des erhöhten Anlaufstromes verkürzt und damit die Verhältnisse im obigen Sinne wei­ ter verbessert: Die Wahrscheinlichkeit wird verringert, daß die Ansprechzeit des Leitungs­ schutzschalters erreicht wird.

Die hinsichtlich der Motorkonstruktion zu treffenden Maßnahmen sind dem Fachmann be­ kannt. Die Ständerwicklung und die Läuferwiderstände müssen in der gewünschten Rich­ tung aufeinander abgestimmt werden.

Dabei ergibt sich von selbst insgesamt eine für den speziellen Anwendungsfall der Bau­ maschine günstige Drehmoment-Kennlinie. Sie bleibt bis zu höheren Drehzahlen ziemlich gleich und fällt im Arbeitsbereich des Motors weniger steif ab als bei dem Normmotor.

Die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Mischen eines Baustoffes mit Wasser in axialem Schnitt,

Fig. 2 zeigt die Kennlinien des Motors der Vorrichtung sowie eines Norm-Motors und

Fig. 3 zeigt die Kennlinien von Leitungsschutzschaltern.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist in bekannter Weise ein Gehäuse 1 mit einem Trichter 2 auf, an den sich eine Mischkammer 3 anschließt. Auf die Mischkammer 3 folgt eine Förderpumpe 4 mit einem Anschluß 5 für einen Förderschlauch. Ein Motor 6 treibt über eine Welle 7 eine Förderwendel 8 und ein Mischwerkzeug 9 sowie den an dieses angekuppelten Rotor 10 der Förderpumpe.

Die Vorrichtung wird in bekannter Weise bei 11 durch einen seitlichen Einlaß hindurch be­ schickt. In die Mischkammer 3 münden zwei Wassereinläufe 12.

Die Kennlinien des Drehmoments und der Stromaufnahme des Motors b sind in Fig. 2 mit M2 und I2 bezeichnet, die Kennlinien des Normmotors gleicher Nennleistung 5,5 kW mit M1 und I1.

Das Anfangsdrehmoment des Motors 6 liegt bei 42 Nm und hält sich bis fast 400 U/min. Erst anschließend sinkt es etwas ab, bleibt aber im ganzen erhalten bis über 2000 U/min. Am Ende fällt die Kurve vergleichsweise flach ab. Der mit S2 bezeichnete Schlupfbereich er­ streckt sich von 2860 bis 2540 U/min. Das Drehmoment des Normmotors fällt demgegenüber ausgehend von dem gleichen An­ fangswert 42 Nm deutlich ab, steigt dann hoch an und fällt am Ende steil ab; der mit S1 be­ zeichnete Schlupfbereich erstreckt sich von 2860 U/min nur bis 2760 U/min.

Die Stromaufnahme am Anfang beträgt bei dem Motor 6 35 A und bei dem Normmotor 62,5 A (vereinfacht gezeichnet b0 A).

Wie Fig. 3 erkennen läßt, trifft die zu 60 A gehörige und erst recht die zu 62,5 A gehörige Senkrechte auf den unteren Kurvenast der Kennlinie des 16 A-Leitungsschutzschalters, und dieser schaltet damit etwa innerhalb 20 Milli-Sekunden ab.

Die zu 35 A gehörige Senkrechte trifft auf den oberen Kurvenast des 16 A-Leitungsschutz­ schalters. Die Abschaltzeit liegt bei 40 Sekunden.

Dies liegt gänzlich außerhalb der zum Überwinden von Anlaufschwierigkeiten benötigten Zeitspanne. Auch dann noch, wenn die Ansprechzeit des Leitungsschutzschalters infolge Erwärmung sinkt, bleibt sie über der Anlaufzeit der Vorrichtung und des Motors. Man darf außerdem davon ausgehen, daß kürzere Betriebsunterbrechungen, während derer die Temperatur des Leitungsschutzschalters nicht merklich abkühlt, auch nur zu geringeren, schneller überwundenen Schwierigkeiten beim erneuten Anlauf der Vorrichtung führen und umgekehrt.

Andere Baumaschinen, an denen der Motor 6 eingesetzt werden könnte, wären beispiels­ weise Freifallmischer, Förderpumpen, Injektionspumpen, Bauaufzüge.

Claims (2)

1. Drehstrom-Kurzschlußläufer-Motor, insbesondere als Antrieb einer Vorrichtung (1-12) zum kontinuierlichen Mischen eines abbindenden Baustoffes mit Wasser, dessen Motorleistung entsprechend einem maximal tolerierten Dauerstrom eines vorgeschalteten Leitungs­ schutzschalters gewählt ist und dessen Anlaufstrom durch die Dimensionierung des Motors so niedrig bemessen ist, daß der Leitungsschutzschalter bei diesem über einen Zeitraum von mehr als 12 Sekunden nicht anspricht.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor so ausgelegt ist, daß das Anlaufdrehmoment bis zu einer vorgegebenen Drehzahl, beispielsweise etwa 400 U/min etwa konstant bleibt.