Einrichtung zum Anlassen und Bremsen von Elektromotoren, insbesondere von Bahn- und Kranmotoren Bei vielen elektromotorischen Antrieben wird ne ben der häufig vorhandenen elektrischen Bremse regelmässig auch eine mechanische Bremse, ins besondere als Haltebremse, vorgesehen. So z. B. ist es bei Kranen üblich, gleichzeitig mit dem Hub motor einen elektromagnetischen oder elektrohydrau lischen Bremslüfter einzuschalten, der die mecha nische Haltebremse anhebt und dadurch die Hub bewegung durch den Hubmotor freigibt. Bei Abschal tung des Hubmotors wird auch der Bremslüfter span nungslos, fällt unter der Einwirkung eines Gewichtes oder einer Feder ab und bringt dadurch die mecha nische Bremse zur Wirkung.
Auch bei elektrischen Triebfahrzeugen wird neben einer elektrischen Bremsung in der Form der Wider stands-Kurzschluss- oder Nutzbremsung eine mecha nische Bremse angewandt. Diese mechanische Bremse dient hier als Bremse für die unteren Geschwindig keitsbereiche, wenn die elektrische Bremsung an Wirksamkeit verliert, und ferner als Haltebremse. Die mechanische Bremse ist aber ausserdem so be messen, d'ass sie allein bei etwaigem Ausfall der elektrischen Bremse das Fahrzeug aus voller Ge schwindigkeit zum Stehen bringen kann. Aus Sicher heitsgründen wird daher oft für diese mechanische Bremse ein anderes Betätigungsmittel, z. B. Druck luft, verwendet.
Es ist schon eine Schaltmaschine mit einer Mehr zahl von Starkstromkontakten zur Herstellung ver schiedener Schaltungen, beispielsweise beim Anlassen und elektrischen Bremsen von Bahnmotoren, Kran motoren und dergleichen, vorgeschlagen worden. Zur Betätigung jedes einzelnen Starkstromkontaktes bzw. jeder Kontaktgruppe ist ein besonderer kleiner hydrau lischer Kolben vorgesehen, dessen Zylinderblock mit dem dazugehörenden Steuerkolben und einem Steuer- elektromagneten eine gleichbleibende Baueinheit bil det.
Aus solchen Baueinheiten kann eine Schalt maschine zur Durchführung der jeweils gewünschten Schaltungen (Anfahr- und Bremsschaltungen, Reihen- und Parallelschaltungen usw:) zusammengesetzt wer den. Die Steuerelektromagnete der einzelnen hydrau lischen Kolben werden durch eine Steuerwalze in der jeweils notwendigen Reihenfolge erregt. Bei Erregung jedes Steuerelektromagneten wird das Druck mittel unter den zugehörigen hydraulischen Kolben geleitet, der seinerseits den oder die zugehörigen Starkstromkontakte entgegen der Wirkung einer star ken Gegenfeder schliesst.
Zur Druckmittelversorgung ist eine für alle Baueinheiten gemeinsame Druck mittelpumpe, vorzugsweise eine Zahnradpumpe, vor gesehen. Als Druckmittel dient vor allem Öl mit einem einstellbaren Druck von 10 bis 35 atü je nach Grösse der Kontaktkraft bei gleichbleibendem Bau element.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum An lassen und Bremsen von Elektromotoren, insbeson dere von Bahn- und Kranmotoren, mit in einem Ge häuse vereinigten elektrohydraulischen einheitlichen Betätigungselementen für die einzelnen Starkstrom kontakte. Erfindungsgemäss ist die elektrohydrau lische Vorrichtung gekennzeichnet durch die Vereini gung dieser elektrohydraulischen Vorrichtung mit einer mechanischen, durch ein Druckmittel betätigten Bremse.
Zweckmässig wird eine Bremse verwendet, deren Bremsbeläge von einem durch das Druckmittel betätigten Kolben auf die Bremstrommel gedrückt und bei Wegfall des Druckes durch eine Lüftfeder von der Bremstrommel weggezogen werden. Auf diese einfache Weise wird eine zweckmässige Anlass- und Bremsvorrichtung geschaffen, und es entsteht eine vollwertige Steuereinrichtung, die durch geeignete Zusammensetzung der erwähnten Bauelemente in der Lage ist, alle vorkommenden Steueraufgaben zu bewältigen, und die ferner mit einer zuverlässig wir kenden Bremse versehen ist. Als mechanische Bremse kann der Einfachheit halber, ähnlich wie beim Auto, eine Backenbremse vorgesehen sein.
Durch Einwir kung des Druckmittels werden deren Bremsbeläge durch den Kolben eines Bremszylinders gespreizt und damit gegen die Bremstrommel gedrückt, wenn durch Erregung des Steuerelektromagneten die hydraulische Steuereinrichtung, z. B. ein durch den Magnetanker betätigter Steuerschieber, das Druckmittel in den Bremszylinder leitet. Bei Wegfall des Druckes durch Entleeren des Druckschlauches bei Entregung des Steuerelektromagneten werden die Bremsbeläge durch eine Feder von der Bremstrommel abgezogen. Statt der Backenbremse kann jedoch auch jede andere Art von Bremsen verwendet werden, wie z. B. Scheiben bremsen, Bandbremsen usw.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform, bei der zur Brems betätigung das in der elektrohydraulischen Vorrich tung ohnehin vorhandene Drucköl dient. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der Luft zur Be tätigung der Bremse verwendet wird.
Bei der Ausführungsform Fig. 1 besteht die elek trohydraulische Vorrichtung aus einem Elektromotor 1, der von ihm angetriebenen Zahnradölpumpe 2 in dem Gehäuse 3, ferner aus der notwendigen Zahl von Starkstromkontakten 4. In dem Gehäuse 3 sind die einzelnen, zur Betätigung der Starkstromkontakte dienenden, oben erwähnten, aber nicht gezeichneten Baueinheiten aneinand'ergereiht eingebaut. Die nur angedeuteten Starkstromkontakte 4 selbst befinden sich ausserhalb des Gehäuses 3 und sind meist mit Funkenkammern versehen.
Zu der mit der elektro hydraulischen Vorrichtung vereinigten Bremseinrich tung gehören ein Bremsdruckschl'auch 5, ein üblicher Bremszylinder 6 mit zwei Kolben und die beiden Bremsbacken 7, die durch eine Lüftfeder 8 gelüftet werden. Die Bremsbacken 7 befinden sich innerhalb einer nicht dargestellten Bremstrommel an deren Antrieb.
Wird im Verlauf der Betätigung eines nicht dar gestellten Antriebsmotors durch die elektrohydrau lische Vorrichtung eines Bremsung vorgenommen, das heisst die zur Betätigung der Steuerelektromagnete dienende Steuerwalze in die Bremsstellung gedreht, so wird der Druckmitteleinlass zu dem Bremsschlauch 5 freigegeben. Das Druckmittel spreizt die beiden Kolben in dem Bremszylinder 6 und drückt dadurch die Bremsbacken 7 gegen die Innenseite der nicht dargestellten Bremstrommel.
Eine Ausführung dieser Art ist deshalb beson ders einfach, weil das Drucköl zur Betätigung der Bremse in der elektrohydraulischen Vorrichtung ohne hin bereits vorhanden ist. Sollten gelegentlich Beden ken dagegen bestehen, das Öl der elektrohydraulischen Vorrichtung auch der mechanischen Bremseinrich- tung zuzuführen, so kann für den Bremsteil eine be sondere Bremsflüssigkeit oder auch Druckluft ver wendet werden. Im ersten Falle schliesst der Kol ben des Einheitselementes, der jetzt eingebaut bleibt, das Öl der elektrohydraulischen Vorrichtung ge gen die besondere Bremsflüssigkeit ab, die, z. B.
wie bei der hydraulischen Autobremse, mit Rück sicht auf die eventuell auftretenden tiefen Tem peraturen ausserhalb der elektrohydraulischen Vor richtung einen tieferen Stockpunkt als das<B>öl</B> der elektrohydraulischen Vorrichtung haben muss. Im zweiten Falle, der in Fig. 2 dargestellt ist, muss ein hydraulischer Zylinder besonderer Bauart 9, das heisst mit grossem Hub, einen Luftzylinder 10 be tätigen, der die Druckluft für die Bremsbetätigung bei jedem Bremshub erzeugt. Die letztere Anordnung hat den Vorteil, dass nur eine sehr dünne Luftleitung 5' benötigt wird, wobei ein Kunststoffschlauch ver wendet werden kann, der leicht zu verlegen ist.
In folge des grossen Hubes des Luftzylinders 10 kann bei jeder Bremsbetätigung Luft von Atmosphären druck durch die Öffnung 12 eintreten. Nach dem Gesetz P - V = Const wird erst im letzten Teil des Hubes der nötige Luftdruck erzeugt, der die Bremse gegen die Lüftfeder 8 betätigt. Damit der Luft kolben 16, der mittels der Stange 17 mit dem Öl- kolben 18 fest verbunden ist, immer in die Null stellung, das heisst bis hinter die Einlassöffnung 12 zurückgeht, ist eine Feder 11 eingebaut.
Der Ölkolben 18 wird über das Steuerventil 14 mit dem Steuer magneten 13 beaufschlagt. 15 ist die gemeinsame Öl druckleitung der Schaltmaschine, an die auch alle anderen Kontaktbetätigungen angeschlossen sind.
Die in Fig. 1 und 2 gezeichneten Bremsen sind beim Bremsen mit dem Druckmittel beaufschlagt, während die Feder 8 die Bremsbacken 7 lüftet, sobald das Druckmittel (Öl oder Luft) aus dem Bremszylinder 6 zurückfliessen kann. Diese Brems art entspricht der, wie sie bei der hydraulischen Autobremse üblich ist. Deshalb wird sie hauptsächlich bei elektromotorischen Fahrzeugantrieben Verwen dung finden. Bei Hebezeugen ist aus Sicherheits gründen der umgekehrte Weg üblich: eine Feder oder ein Gewicht bremst und der Bremslüfter, das heisst im vorliegenden Fall der Bremszylinder, lüftet die Bremse, wenn der Antrieb eingeschaltet wird. Damit wird erreicht, dass z. B. bei Wegfall der Span nung die Bremse immer einfällt.
Eine solche Brems anordnung entsteht durch Abwandlung der Fig. 1 oder 2, wenn man die Anordnung so trifft, dass die beiden Bremsbacken 7 nicht von innen her an einer aussen liegenden Bremstrommel, sondern von aussen her an einer innen liegenden Bremstrommel angreifen, wie es seit langem bei Kranbremsen üblich ist.
Im übrigen kann eine Bremsregelung angewandt werden mittels einer von der Läuferspannung des Antriebsmotors abhängigen, die Regelbremse be- tätigenden elektrohydraulischen Verstellvorrichtung. Dabei wird im Druckölkreis der elektrohydraulischen Verstellvorrichtung eine Regeldrossel vorgesehen, die von der Läuferspannung des Hauptantriebsmotors betätigt wird und die den auf den Stehkolben der Regelbremse wirkenden Öldruck regelt. Die der Regeldrossel zugeführte Läuferspannung ist betriebs mässig z. B. mittels eines veränderlichen Widerstandes einstellbar.
Ausserhalb der Regelbremsung wird die Regeldrossel von der Läuferspannung abgeschaltet und an das Hauptnetz angeschlossen. Die Kennlinie der Regeldrossel bestimmt das Verhalten der Regel drehzahl, und es ist ein Vorteil dieser Anordnung, dass man sie mit bekannten Mitteln so beeinflussen kann, dass eine astatische oder eine statische Dreh zahlregelung mit einstellbarer Lastabhängigkeit mög lich ist. Ferner kann jeder beliebige Sollwert der Regeldrehzahl im Betrieb mit Hilfe eines Sollwert einstellers eingestellt werden.