steuerungseinrichtung an Hebezeugen Die Antriebe der Fahr- und Hubwerke von Hebezeugen stellen in bezug auf stetierbare Bremsen eines der wichtigsten Probleme der Iiebeteehnik dar. Hierzu sind Fahr- und Bremssehaltungen für das Fahrwerk eilles Hebezeuges mit verhältnismässig einfachen Mitteln durehzuführen. Die Hubwerke stellen demgegenüber schwierigere Aufgaben, und zwar insbesondere mit Bezug auf das Senk bremsen.
Auf der Senkseite des Steuergerätes muss zum Senken durchziehender Lasten ein im Hubsinn wirkendes Moment (Brems moment) und bei nicht durchziehenden Lasten ein im Senksinn wirkendes Moment (Kraft moment) erzeugt werden.
Bei Montagekränen und Werkstück-Förder- kränen ist es erforderlich, bei den meisten andern Hebezeugen ist es erwünscht, die Senkgeschwindigkeit vor dem Absetzen der Last zu vermindern. Der übergang auf die erste Senkstellung des Steuergerätes muss möglichst kontinuierlich sein. Es müssen so wohl zu plötzliches Abbremsen und damit Ruk- ken als auch das Überschalten einer Freifall- stellung bei durchziehenden Lasten vermieden werden.
Leichte, das Hubwerk nicht durch ziehende Lasten und der leere Haken müssen im Senksinn angetrieben werden, Für alle Be lastungen ist es gleichermassen erforderlich oder erwünscht, dass die Senkgeschwindigkeit in weiten Grenzen kontinuierlich steuerbar ist. Die Handhebel-Steuerbremse ist die ideale Senkbremse. Indem man die Bremse mehr oder weniger lüftet, kann die Geschwindigkeit beim Senken aller Lasten in weiten Grenzen gesteuert werden. Bpim Hubbetrieb können durch Anziehen der Bremse empfindliche Güter sanft angehoben werden. Da der Füh rerstand ortsfest zur Bremse liegen muss, ist aber eine Handhebelsteuerung nur beschränkt anwendbar. Die mechanische Bremse unter.
liegt *der Abnutzung und bei schnellen Förder- geschwindigkeiten macht die rechtzeitige Wärmeabfulir Sellwierigkeiten. Eine ineeha- nische Bremse kann ausserdem rattern, was besonders bei schweren Lasten sehr gefährlich ist.
Die Erfindung betrifft eine Steuerungs einrichtung an Hebezeugen. Sie besteht darin, dass zur Steuerung der Bewegung zumindest einer Hebezeugwelle mindestens eine Magnet- pulverkupplung vorgesehen ist, deren Schlupf und Drehmoment mittels eines Steuergliedes durch Veränderung der Erregung der Kupp lung stetig zwischen Null und einem Höchst wert einstellbar ist.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungs- beispiele der Erfindung.
Fig. <B>1</B> zeigt eine Einrichtung an einem Hebezeug zur Steuerung des Hubwerkes, in ihrer einfachsten Ausführung. Es bezeichnen<B>10</B> den Käfigläufer-Antriebs- motor einer Hubwerk-Seiltrommel <B>13, 11</B> eine zwischen Motor und Seiltrommel geschaltete Magnetpulverk-upplang, deren Aussenläufer mit Kühlrippen versehen ist, und 12 den zu gehörigen Regulierwiderstand.
Mittels des Re gulierwiderstandes 12 kann die Erregung der Kupplung<B>11</B> kontinuierlich zwischen Null und dem Höchstwert verstellt werden, um das Drehmoment der Kupplung<B>11,</B> welches dem Erregerstrom proportional und von der Grösse des Kupplungsschlupfes praktisch unabhängig ist, entsprechend einzustellen. 14 sind feder belastete Bremsbacken, die an der Bremstrom- meil <B>15</B> angreifen. Diese Bremse kann ent weder von Hand oder motorisch, z.
B. durch eine elektrohydraulische Verstellvorrichtung oder gemäss Fig. <B>1</B> durch einen Bremslüft- magneten <B>16</B> gelüftet werden. Dieser ist so ge schaltet, dass die mechanische Bremse 14,<B>15</B> das Hubwerk<B>13</B> stillsetzt, wenn der Antrieb<B>10</B> oder die Kupplung<B>11</B> abgeschaltet wird oder plötzlich das Netz ausfällt, Die Wirkungsweise ist folgende: Der Motor<B>10</B> läuft im Hubsinne mit kon stanter Drehzahl, die Bremse 14,<B>15</B> ist gelüf tet. Am Regulierwiderstand 12 wird das Drehmoment der Kupplung<B>11</B> langsam ge steigert.
Nach Massgabe der Belastung wird das Gut bei bestimmter Stellung des Regulier widerstandes 12 ausgesprochen weich ange hoben und mit mässiger Geschwindigkeit be fördert. Durch-weitere Steigerung des Dreh momentes der Kupplung<B>11</B> kann die Hubge- sehwindigkeit bis zur Höchstgeschwindigkeit gesteigert werden. Wird vom Beschleunigungs moment abgesehen und hat die Vorrichtung im Hubsinne einen Wirkungsgrad<B>%,</B> so hat die Kupplung bei einem Lastmoment OIL ein Hubmoment
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aufzubringen.
Hat die Vorrichtung im Senksinn einen Wirkungsgrad 17., so muss das Kupplungs moment auf <B><I>-14</I> =</B> j14 erniedrigt werden, um ein Absenken der Last zu erreichen. Auf allen Zwischenstellungen zwischen 111,r und 31s schwebt die Last.
Wird das Kupplungsmoment auf Ills er niedrigt, so beginnt die Last mit konstanter Geschwindigkeit durchzusinken. Der Über gang von Heben oder Stillstand zum Senken vollzieht sich ohne Freifallstellung. Die Senk geschwindigkeit lässt sich kontinuierlich von der höchsten Geschwindigkeit bis zum Still stand steuern. Soll die Last längere Zeit in einer bestimmten Lage gehalten werden, ist die Bremse 14,<B>15</B> anzulegen. Die Kupplung <B>11</B> kann nun abgeschaltet werden. Beim er neuten Übergang züm Heben oder Senken ist das Kupplungsmoment auf seinen ursprüng lichen Wert einzustellen, um ein Durchsacken der Last zu vermeiden.
Da durch Unachtsam keit des Kranführers ein solches Durchsacken gegen ein zu geringes Kupplungsmoment auf treten kann, wird die einfache Schaltung nach Fig. <B>1</B> vorzugsweise bei kleineren Hebezeugen angewendet. Muss ein im Senksinn treibendes Moment aufgebracht werden, ist die Motor- drehrichtung urnzLipolen.
Bei der Ausführung naell Fig. 2 ist zu- sätzlieh zu den Teilen der Ausführung nach Fig. <B>1</B> eine zweite Magnetpulverkupplung <B>17</B> vorgesehen, deren Innenläufer mit der Hub- werkswelle uinläuft und deren Aassenläufer festgehalten ist, so dass sie als Bremse wirkt.
Über den Reg-Ldierwiderstand <B>18</B> kann das Drehmoliient der als Bremse wirkenden Kupp lung<B>17</B> kontinuierlich von Null bis zum Höchstwert verstellt werden. Diese Ausfüh rung bietet gegenüber der nach Fig. <B>1</B> den Vorteil, dass durchziehende Lasten bei abge schaltetem Hubmotor allein durch Steuern des Bremsmomentes sehr weich und langsam ge senkt werden können. Hierdurch ist das über- schalten einer Freifallstellung der Last ver mieden.
Ebenso kann die Last ohne Rucken von der als Bremse wirkenden Kupplung<B>17</B> an die Kupplung<B>11</B> übergeben werden, wenn ans einer beliebigen Haltestellung zum erneuten Heben übergegangen werden soll. Die als Bremse wirkende Magnetpulverkupplung wird zur Sicherheitsbremse, wenn sie bei Netzausfall über das dabei auf Ruhekontakte zurüekial- lende Schütz<B>19</B> an eine konstante Stromquelle 20 (Batterie) gelegt wird. Die federbelastete Bremse 14,<B>15</B> dient ausschliesslich als Stop- oder Sicherheitsbrernse.
Fig. <B>3</B> zeigt als Antrieb der Hubwerk-Seil- trommel <B>13</B> eines Hebezeuges den Schleifring- läufermotor 21 mit verstellbarem Läuferwider- stand 22 sowie die als Bremse wirkende Ma- gnetpulverk-uipplung <B>23</B> zur Steuerung der Drehbewegung des Hubwerkes.
Das Hubwerk 113 ist fest mit der Motorwelle verbunden, ebenso der Innenteil der als Bremse wirkenden Magnetpulverkupplung <B>23,</B> deren Schlupf- und Drehmoment über den Regalierwiderstand 24 kontinuierlich von Null bis zum Höchst wert verstellt werden kann.
Auf der ersten 1-1.iibstell-Ling wird durch einen gross eingestellten Läuferwiderstand 22 eine stark fallende Drehmoment-Drehzahlkenn- linie bewirkt, so dass durch entsprechend ein gestelltes Brenismoment der als Bremse wir kenden Afagnetpulverkupplang <B>23</B> jede Last beliebig sanft angehoben werden kann.
Durch Verringern oder Vergrössern des Bremsmomen tes ist die Hubgesehwindigkeit in dieser ersten Hubstellung in weiten Grenzen kontinuierlich züi steuern. Auf den weiteren Hubstellungen gibt der Motor 21 sein volles Moment an die Last ab.
Auf der ersten Senkstellung wird wieder um durch den Läuferwiderstand 22 eine stark fallende Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie des Motors 21 bewirkt. Die als Bremse wirkende Magnetpulverkupplung <B>23</B> wird auf ein so grosses Moment eingestellt, dass sie die Last im Gleichgewicht halten kann und darüber hinaus noch mit einem Teil des Momentes den Motor 21 in der Drehzahl herabmindern kann. Je nach Momentüberschuss an der als Breinse wirkenden Magnetpulverkupplung <B>23</B> über das Lastmoment wird sieh am Motor 21 ent sprechend seiner Kennlinie eine bestimmte Drehzahl einstellen.
Durch Verändern des i Bremsmomentes mittels des Regulierwider standes 24 kann die Senkdrehzahl in weiten Grenzen kontinuierlich gesteuert werden. Wird der Motor 21 stillgesetzt, bleibt die Last momentan stehen. Ein Durchsacken der Last ist unmöglich, da nach Abschaltung des Mo tors 21 das volle Bremsmoment zum Last halten zur Verfügung steht. Da der Motor 21 in dieser Senkstellung nur die Differenz aus Last- und Bremsmoment zu überwinden hat, können die schwerste Last sowie der leere Haken mit in weiten Grenzen steuerbarer Ge schwindigkeit gesenkt werden. Auf den wei teren Senkstellungen ist die Bremse, (Magnet- pulverkupplung <B>23)</B> abgeschaltet, und der Motor 21 gibt sein volles Moment an die, Last ab.
Wird hierbei durch ein Überwiegen des Lastmomentes die Synchrondrehzahl über schritten, erfolgen im Motor 21 eine Strom- uinkehr und damit ein übersynchrones<B>Ab-</B> bremsen der Last. Durchziehende Lasten kön nen nach Absehalten des Motors 21 allein durch Steuern der als Bremse wirkenden Ma- gnetpulverkupplung <B>23</B> auf entsprechenden Schlu,pf mit beliebiger Senkgeschwindigkeit gesenkt werden.
Die Steuerung nach Fig. <B>3</B> wird zur Rege lung, wenn nach Fig. 4 die schlupfabhängige Läuferspannung<B>25</B> des Motors 21 gleich gerichtet einer konstanten Spannung<B>26</B> ent- gegengeschaltet und die Spannungsdifferenz auf die als Bremse wirkende Magnetpulver- kupplung <B>23</B> gegeben wird. Je nach Höhe der konstanten Spannung stellt sieh eine be stimmte Regeldrehzahl der Seiltrommel<B>13</B> ein, die weitgehend von der Belastung unab hängig ist. Die Spannung<B>26</B> kann mittels des Regulierwiderstandes 24 verändert und damit ein Sollwert für die geregelte Dreh zahl eingestellt werden.
Diese Regelung hat gegenüber der Steuerung nach Fig. <B>3</B> den Vor teil, dass zu einer bestimmten Stellung des Regulierwiderstandes 24 eine bestimmte Drehzahl unabhängig von der Belastung<B>ge-</B> hört.
Bei den Einrichtungen der Fig. <B>3</B> und 4 kann im übrigen wie bei den Einrichtungen der Fig. <B>1</B> und 2 eine mechanische Stop- bremse vorgesehen werden, die dann einfällt, wenn der Antrieb abgeschaltet wird oder das Netz ausfällt. Weiter kann bei allen Aus führungen die Schaltung so getroffen wer- den, dass die Stopbremse selbsttätig einfällt, wenn das Netz ausfällt, das Steuerglied auf <B>Null</B> steht oder aus irgendwelchen Gründen die Magnetpulverkupplang stromlos wird. Durch Einbau von Relais oder Schützen ist die erforderliche Schaltung leicht auszu führen.
Allen bisher behandelten Steuereinrich tungen ist gemeinsam, dass zum Senken nicht durchziehender Lasten die Motordrehrich- tung umgesteuert werden muss. Fig. <B>5</B> gibt eine Einrichtung mit zwei Magnetpulver- kupplungen <B>27</B> und<B>28</B> zur Steuerung der Bewegungen der Hubwerk-Seilt rommel wie der, die von dem mit konstanter Drehzahl laufenden KäfigläLifermotor <B>10</B> gegensinnig angetrieben werden und über ein Getriebe<B>29</B> gemeinsam auf die Welle<B>30</B> arbeiten,
an die das Hubwerk<B>13</B> fest angekappelt ist. Je nachdem die eine oder die andere Kupplung <B>27</B> bzw. <B>28</B> für eine Drehmomentübertragung erregt ist, dreht sich das Hubwerk <B>13</B> im Hub- oder Senksinne.
Mit dem Handhebel<B>31</B> werden über den Widerstand<B>32</B> die Hubkupplung<B>27</B> und über den Widerstand<B>33</B> die Senkkupplung<B>28</B> kontinuierlich ausgesteuert. Z-Lun Senken durchzieliender Lasten wird die Habkupplung <B>27</B> so ausgesteuert, dass sie als Senkbremso wirkt. Völlig analog zur Schaltung der Fig. <B>1</B> erfolgt eine kontinuierliche Steuerung der Senkgeschwindigkeit.
Nicht das Triebwerk durchziehende Lasten und leere Haken werden über die Kupplung<B>28</B> im Senksinn mit ge steuerter Senkgeschwindigkeit angetrieben, ohne dass der Antriebsmotor <B>10</B> umgesteuert werden muss. Die Senkkupplung<B>28</B> kann ent sprechend den kleineren Senkmomenten klei ner ausgelegt werden.
Steht der Antriebsmotor<B>10</B> still Lind wer den beide Kupplungen<B>27</B> und<B>28</B> gleichzeitig, z. B. über das bei Netzausfall abfallende Schütz 34, an eine konstante Batteriespan nung gelegt, so wird die Welle<B>30</B> festgebremst. Diese Schaltung dient z. B. als Stopbreinse durchzieliender Lasten bei Netzausfall.
Fig. <B>6</B> zeigt eine konstruktive Ausfüh rung einer Ste-Lierliugseinrichtiing, bei der der Aussenlätifer der Magnetpulverkupplung gleichzeitig als Bremsseheibe der mechanischen Bremse ausgebildet ist.
Mit<B>35</B> ist der Antriebsmotor der Hubwerk- Seiltrommel bezeichnet, auf dessen Welle<B>36</B> der Innenläufer<B>37</B> Aer Magnetpulverkupp- lung befestigt ist.<B>38</B> ist der Aussenläufer der Magnetpulverkupplung, der gleichzeitig als Bremsseheibe ausgebildet ist.
Die Welle<B>39</B> verbindet den Aussenläufer<B>38</B> mit der Seil trommel 40. 41 und 42 sind die Bremsbacken der mechanischen Bremse, die durch die Zug feder 43 an die Breinsfläche des Aussenläufers <B>38</B> der Magnetpulverkupplung gedrückt und durch ein elektrohydraulisches Lüftgerät 44 gelüftet werden können.
Fig. <B>7</B> zeigt in weiterer Ausgestaltung der ALisführung nach Fig. <B>6</B> den Zusammenbau der MagnetpulverkupplLing und der meehani- sehen Bremse mit dem Antriebsmotor. Zur besseren Übersicht sind dabei das Brems gestänge und das Lüftgerät sowie die Zug- 1.eder der Brenise fortgelassen.
Mit 45 ist der Antriebsmotor bezeichnet, mit dessen Welle unmittelbar am Lager schild 46 der Innenläufer 47 der Magnet- pulverkupplung verbunden ist.. 49 ist die am Kupplungsaussenläufer 48 sitzende Ausgangs welle der Magnetpulverkupplung, während <B>50</B> und<B>51</B> die beiden auf die Aussenfläche des Aussenläufers, 48 mit der Welle 49 wirken den Bremsbacken bezeichnen.
Die Magnet- pulverkupplung 47, 48 sowie die Bremsbacken <B>50, 51,</B> gegebenenfalls einschliesslich des nicht gezeichneten Bremslüftgerätes, können von einer laternenartigen Verlängerung des Lager schildes 46 umschlossen werden, in welchem Falle man eine geschlossene Baueinheit erhält.
Bei allen vorbesehriebenen Ausführl--ingen kann zusätzlich zur Steuerung der Kupplungs erregung eine Drehzahlsteuerung des Antriebs motors, z. B. durch Polumschaltung, vorge sehen werden. In diesem Falle ist es möglich, die Drehzahl der EingangskupplLingsteile so einzusteuern, dass die anfallende Schlupf- wärme ein Minimum wird.
Die angegebenen Steuereinriehtungen mit Magnetpulverkupplungen schliessen in bezug auf die Steuerfähigkeit alle Vorteile der hand betätigten Reibungsbremse ein, wobei sie<B>je-</B> doch in wesentlichen Eigenschaften diese über treffen. Der Betätigangsstand für die Steuer geräte ist nicht ortsgebunden. Die Steuer geräte erleiden praktisch keine Abnutzung, so dass eine besondere Wartung des Magnet pulvers und der mit ihm in Berührang kom menden Flächen der Kupplungsteile entfällt. Die anfallende Wärme ist bei grosser Wärme kapazität leicht abzuführen.
Die Förder- geschwindigkeit der Hubwerke kann gestei gert werden, was gleichzeitig eine Produktions steigerung bedeutet. Die Magnetpulverkupp- lungen lind -bremsen arbeiten völlig ratter- frei, womit sie auch zur Senkbremsung schwerster Lasten geeignet sind. Im übrigen sind die angegebenen Schaltungen mit Vorteil nicht nur für Hubwerke, sondern ganz all gemein für die Steuerung bzw. Regelung der Bewegung der Wellen von Hebezeugen, z. B. auch für die Steuerung bzw. Regelung der Fahrwerke von Hebezeugen anwendbar.