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Steuereinrichtung für Fahr- und Hubwerke Bei Fahr- und Hubwerken,
die entweder halbautomatisch oder vollautomatisch gesteuert werden und an einem
festgelegten Wegendpunkt mit großer Genauigkeit zum Stillstand kommen sollen, wirken
sich die verschiedenen Last- und Massengrößen und die dadurch hervorgerufenen Fahrgeschwindigkeitsunterschiede
auf die .genaue Einhaltung der Endpunkte ungünstig aus.
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Dies ist besonders bei Hebezeugen der Fall, wo es sich um Lasten handelt,
die entweder gehoben oder gesenkt werden sollen. Im ersteren Falle wirkt die Last
auf das Triebmittel verzögernd, im zweiten Falle treibend ein. Ganz besonders ungünstig
wird es bei Antrieben, bei denen zwischen der Stellung des Steuerorgans und der
Fahrgeschwindigkeit der Last keine Eindeutigkeit besteht, d. h. bei diesen Antrieben
ist die Fahrgeschwindigkeit bei gleicher Stellung .des Steuerorgans, z. B. Stellung
des Steuerhebels, je nach Sinn und Größe der Last immer verschieden. Um an jedem
Wegpunkt eine bestimmte, von der Last unabhängige Fahrgeschwindigkeit zu erreichen,
hat man Steuereinrichtungen, sogenannte Fahrtregler, vorgesehen, die entweder auf
die Energiezufuhr des Triebmittels oder auf die Bremse einwirken.
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Fahrtregler, die auf die Energiezufuhr regelnd einwirken, sind nur
bei Maschinen mit Antrieben möglich, bei denen jeder Stellung des Steuerorgans eine
ganz bestimmte Geschwindigkeit entspricht.
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Bei Maschinen mit Antrieben, bei denen keine Eindeutigkeit zwischen
der Stellung des Steuerorgans und der Geschwindigkeit besteht, z. B. wenn als Antrieb
Gleichstrommotoren mit Seriencharakteristik oder Wechselstrommotoren verwendet werden,
arbeitet der Fahrtregler fast ausschließlich auf die Bremse.
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Bei Fahrtreglern, die auf -dieBremse der Maschine einwirken, wird
:die Geschwindigkeit durch Regeln der Bremskraft auf die Bremse, die mehr oder
weniger
stark auf das Triebmittel zur Wirkung kommt, auf .däs bestimmte Maß begrenzt. Solche
Fahrtregler sind aber verwickelt und teuer, weshalb man versucht, bei kleineren
Anlagen mit geringerem Kostenaufwand annähernd das gleiche zu erreichen. Es kommt
im wesentlichen darauf an, die Fahrgeschwindigkeit der Maschine gegen das Wegende
so zu verzögern, daß die Last an dem bestimmten Wegendpunkt möglichst genau zum
Stillstand kommt.
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Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß bei Fahr- oder Hubwerken
mit halbselbsttätiger oder selbsttätiger Steuerung an einem vorbestimmten Wegpunkt
eine Vorbremsung mit .der für die Verzögerung zulässigen Bremskraft eingeleitet
wird, durch welche die Maschine allmählich verzögert wird. Am Wegendpunkt wird dann
die Maschine durch Einschalten der vollen Bremskraft stillgesetzt. Vorzugsweise
wird beim Einlegen der Vorbremse die Energiezufuhr ganz oder teilweise verringert.
Vorteilhaft wählt man die Größe der Vorbremskraft so, bzw. wenn die Energiezufuhr
nur teilweise verringert wird, wird das Zusammenwirken von Vorbremse und Energiezufuhr
so eingestellt, daß die Maschine mit der normalen Last bis zum Endpunkt mit geringer
Geschwindigkeit fährt.
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Eine möglichst genaue örtliche Stillsetzung wird fast immer erreicht,
wenn die Größe der Last die vorgenannte Normallast nicht viel über- oder unterschreitet.
Ist es jedoch der Fall, daß :die Last verhältnismäßig größer als die Normallast
ist, dann wird die Maschine durch die Vorbremse schon früher, also vor dem Endpunkt
zum Stillstand kommen. In diesem Falle wird dann erfindungsgemäß durch ein besonderes
Hilfsmittel das Fahr-und Hubwerk abermals angetrieben, um die Fahrt bis zum Endpunkt
zu vollenden.
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Dies kann man z. B. dadurch erreichen, daß die Energiezufuhr beim
Auflegen der Vorbremse nicht ganz abgeschaltet wird, sondern daß eine bestimmte
Triebkraft der Antriebsmasdhine bestehenbleibt. die nach Schwächung oder Aufhebung
der Vorbremskraft die Maschine abermals antreibt und bis zum Endpunkt fährt. An
:dem Endpunkt wird die Energiezufuhr dann ganz abgeschaltet und gleichzeitig die
volle Bremskraft eingeleitet.
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Man kann auch die Energiezufuhr bei v orzeitigem Stillstehen des Trieb-
oder Fahrwerkes so weit steigern oder die beim Auflegen- der Vorbremse abgeschaltete
Energiezufuhr mit einem solchen Wert einschalten, daß das Fahr- oder Hubwerk gegen
die Wirkung der Bremskraft bis zum Endpunkt läuft.
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Man kann auch sowohl eine Erhöhung bzw. ein Wiedereinschalten der
Energiezufuhr als auch eine gleichzeitige Schwächung oder völlige Aufhebung der
Vorbrernskraft anwenden.
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Als Meßorgane können strom- oder spannungsabhängige Geräte Verwendung
finden, die auf die Bremse lüftend einwirken und/oder die Triebkraft zur Wirkung
freigeben. Zum Beispiel kann bei einem Drehstrornmotorantrieb das Meßorgan ein von
:der Läuferstillstandsspannung abhängiges Relais sein, da-s bei stillstehendem oder
fast stillstehendem Antriebsmotor anspricht und, falls die Maschine nicht ihren
Endpunkt erreicht hat, die Vorbremse lüftet oder auch auf die Energiezufuhr einwirkt.
Man kann diese Meßorgane auch noch vom Wegpunkt in der Weise abhängig machen, daß,
falls das Meßorgan bei einer größeren Entfernung vom Endpunkt anspricht, die Energiezufuhr
mehr erhöht wird, als wenn das Ansprechen schon näher am Endpunkt erfolgt. In der
gleichen Weise könnte man auch bei gleichbleibender Energiezufuhr die Bremskraft
im ersteren Fall stärker schwächen als im zweiten Fall. Man kann auch beide Maßnahmen
gleichzeitig anwenden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine halbselbsttätige Steuerung
einer Förderanlage zeigt die Figur: Wie bereits früher erwähnt, kann die erfindungsgemäße
Einrichtung auch bei einer vollselbsttätigen Steuerung Anwendung finden.
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Die Fördermaschine wird von einem Drehstrommotor i angetrieben. Mit
2 ist das Fördergefäß, mit 3 das Gegengewicht bezeichnet. Das Gefäß 2 betätigt in
seiner oberen Stellung einen Stillsetzungsschalter 4, der normalerweise durch eine
Feder in seiner oberen Stellung .gehalten wird. Er ist als Umschalter ausgebildet.
Das Gewicht 3 hält in seiner oberen Stellung einen Stillsetzungsschalter 6 entgegen
der Wirkung einer Feder 7 offen. 8 ist ein Druckknopfschalter für die Aufwärts-,
9 ein Druckknopfschalter für .die Abwärtsfahrt. io ist das Stä:nderschütz für die
Aufwärts-, 16 das Ständersehütz für die Abwärtsfahrt. Mit 24 ist ein Umschalter
bezeichnet, der durch .die Verzögerungskurve 23, die von der Teufenzeigerwell.e
angetrieben wird, über Rollenhebel betätigt wird. Mit 33 bis 36 sind die Anlaßschütze,
welche den Widerstand 32 im Läuferkreis :des Motors allinählich kurzschließen, bezeichnet.
Die Anlaßschütze werden über Kontakte 39 nacheinander mit Hilfe eines Zeitwerkes
38 eingeschaltet. Mit 31 ist die Fahrbremse bezeichnet, die über einen Bremsdruckregler
29 gesteuert wird, dem durch die Leitung 3o Druckluft zugeführt wird. Auf den Steuerschieber
wirken über Langlöcher zwei Gewichte 27 und 28. Wenn die Magnete 25 und 26 nicht
erregt sind, so wirkt auf die Bremse die volle Haltekraft. Wird der Magnet 25 erregt,
so wird das Gewicht 27 bis zum Anschlag 27' mitgenommen, und dadurch bleibt nur
noch ein Teil der Bremskraft (Vorbrernskraft) bestehen. Diese wird aufgehoben, wenn
der Magnet 26 erregt und das Gewicht 28 bis zum Anschlag2!8' gehoben wird. Mit 4o
ist ein von der Spannung .des Läufers abhängiges Hilfsrelais bezeichnet, welches
bei vorzeitigem Stillstand der Maschine die Vor-bremse lüftet und die Energiezufuhr
des Motors erhöht.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Nach beendigtem Füllen
des Gefäßes am Füllort wird der Druckknopf 8 niedergedrückt. Da das Gefäß am Füllort
steht, ist der Schalter 4 in seiner oberen Stellung infolge der Wirkung der Felder
5. Der Schalter 6 dagegen ist durch das Gewicht 3
geöffnet. Durch
Niederdrückendes Druckknopfes 8 wird das Schütz io erregt, welches sich über .den
Kontakt i i einen Selbsthaltestromkreis herstellt und durch Schließen des Kontaktes
12 den Magnet 25 erregt. Infolgedessen wird die Bremskraft verringert, so daß nur
noch die Vorbreinskraft, die durch den Anschlag 27' bestimmt wird, auf die Bremse
einwirkt. Die Fördermaschine wird also durch die Verzögerungsbremse noch festgehalten.
Durch Schließen des Kontaktes 13 des Schützes io erhält der Schalter 24 Spannung.
Durch Schließen der Kontakte 14 und 15 wird der Motor in gewünschter Phasenfolge
an das Netz angeschlossen.
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Gleichzeitig wird, was im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist,
der Motor 38 erregt, so daß dieser nacheinander die Schütze 33 bis 36 einschaltet,
die den Läuferwiderstand 32 des Motors allmählich kurzschließen. Beim Ansprechen
des ersten Schützes 33 bzw. zweiten Schützes 34 wird über den Kontakt 37 auch der
Magnet 26 erregt, #;o daß auch die Vorbremse gelüftet wird. Ein Absinken der Last
ist hierbei vermieden, da das Motormoment bereits größer ist als das auftretende
Lastmoment. Wie bereits erwähnt, werden hierauf die Schütze 34, 35 und 36 nacheinander
eingeschaltet und schließen allmählich den Läufer kurz. Das Schütz hält sich über
nicht bezeichnete Selbstlialtekontakte selbst.
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Während das Gefäß 2 mit voller Geschwindigkeit den Schacht durchfährt,
läuft das Zeitschaltwerk 38 wieder in seine Endstellung, wo es sich selbsttätig
abschaltet, so daß es für den neuen Anlauf betriebsbereit ist.
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Beim Hochfahren der Last wird die Kur venschebe z3 entgegengesetzt
dem Umlaufsinn des Uhrzeigers bewegt. Ist die Last an einem bestimmten Schachtpunkt
angelangt, so wird durch die Kurve 3 die Verzögerung eingeleitet. Die Kurve bringt
den Schalter 24 zunächst in die Mittelstellung. Die Folge davon ist, daß .die Schütze
33 bis 36 abfallen. Es wird infolgedessen auch der Kontakt 37 geöffnet und damit
die Vorbremse wirksam. Unter deren Einwirkung verzögert sich die Maschine allmählich,
bis das Gefäß mit kleiner Geschwindigkeit in die Entleerungsstelle einfährt. In
diesem Augenblick wird durch das Gefäß :2 der Schalter 5 in seine untere Stellung
gebracht. Infolgedessen fällt das Schütz io ab, und der Motor ist abgeschaltet.
Gleichzeitig damit wurde auch die Erregung des Elektromagnets 25 unterbrochen, so
daß nunmehr die volle Bremskraft als Haltebremskraft eingeschaltet ist. Außerdem
wird .durch die erhöhte Kurve 23 der Schalter in seine linke Endstellung gebracht.
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Ist das Gefäß entleert, so wird der Druckknopf 9 betätigt, und über
das Schütz 16 mit seinen Kontakten 17 bis 21 vollzieht sich nun der gleiche
Schaltvorgang wie früher, nur wird der Motor mit umgekehrter Phasenlage an das Netz
angeschlossen. An einem bestimmten Schachtpunkt wird wiederum durch die Kurve 23
der Schalter 24 in die Mittelstellung gebracht. Hierdurch wird die Vorbremse eingeschaltet,
während am Wegendpunkt durch Üffnen des Schalters 6 durch das Gewicht der Motor
abgeschaltet und die Stillsetzung der Fördermaschine durch Einschalten der Haltebremskraft
erfolgt.
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Da -die Lasten bei der Aufwärtsfahrt stark schwanken, kann es vorkommen,
daß das Gefäß, nachdem der Schalter 24 in seine Mittelstellung. gebracht und damit
die Vorbremse eingeschaltet ist, nicht bis zu seiner Endstellung getrieben wird,
sondern schon früher zum Stillstand kommt. In diesem Falle spricht das Relais 4o
an, welches von der Läuferspannung des Motors erregt wird. Dieses spricht bei Stillstand
oder annähernd bei Stillstand des Motors an und erregt durch Schließen seiner Kontakte
41 und 42 das Schütz 33. Durch Ansprechen dieses Schützes wird ein Teil des Läuferwiderstandes
kurzgeschlossen und damit das Motorinoment erhöht. Gleichzeitig wird durch Schließen
des Kontaktes 37 und Erregung des Magnets 26 die Vorbremse wieder gelüftet, so daß
der noch unter Strom stehende Fördermotor nochmals mit kleiner Geschwindigkeit anfährt
und die Last bis zur Endstellung bringt, in welcher der Motor abgeschaltet und die
Haltebremskraft und die Vorbremskraft wirksam werden.
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In der Zuführung zum Schütz 4o kann noch, wie gestrichelt dargestellt,
ein Schalter 43 vorgesehen sein, der erst in einem bestimmten Punkt während der
Anfahrt oder erst nach dieser geschlossen wird, z. B. in Abhängigkeit vom Weg der
Förderniaschine oder von der Zeit vom Beginn des Einschaltens des Motors.