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Elektrisch betriebenes Hubwerk für gewichtsbelastete Preßwasserakkumulatoren.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch betriebene Hubwerke für Preßwas-serakkuinulatoren
zum Betrieb von Aufzügen, Pressen verschiedener Art, Nietmaschinen u. dgl., bei
denen der Akkumulator samt daran befindlichem Belastungsgewicht mittels, eines elektrisch
betriebenen Hubwerkes hochgezogen und so ohne Zuhilfenahme von Druckpumpen der erforderliche
Wasserdruck im Akkurnulatorzylinder und in den Rohrleitungen erzeugt -wird. Die
Erfindung besteht in der besonderen Ausbildung .der selbsttätigen Anlaß- und Aus:srhaltvorrichtung
für das Hubwerk sowie in einer in diese eingeschalteten, selbsttätigen elektromagnetischen
Kupplung, welche außer ihrer Aufgabe als Kupplung beim Hochziehen des Akkumulators
auch als selbsttätige Schleuderbremse in Fällen unbeabsichtigten Senkens des letzteren
in Wirksamkeit tritt.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der
Anwendung bei einem einzelnen Tauchkolben des Alckumulatorzylinders veranschaulicht.
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Abb. i zeigt eine Vorderansicht des Hubwerkes mit Akkumulator, , Abb.
:2 eine Draufsicht auf das Hub-verk. Abb. 3 zeigt die auf der Kettenradwelle sitzend',
elektromagnetische IL.upphing a in gekuppeltem Zustande im Längsschnitt.
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Abb. d. ist ein Schnitt quer zur Welle nach A-B in Abb.3 von rechts
in der Pfeilrichtung gesehen.
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Abib, 5 ist eine Ansicht von links in Abb. 3 gesehen.
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Abb. 6 und 7 zeizen die selbsttätize Einschaltvorrichtung b für den
Motor des Hubwerkes in Vorder- bzw. in Seitenansicht, kurz vor dem Einschalten des:
Schalthebels.
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Abb.8 zeigt den An@schlagghebel der Einschaltvorrichtung mit Doppelklinke
von links in A.bb. 7 gesehen.
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Abb.9 ist eine Seitenansicht der selbsttätigen Ausschaltvorrichtung
in ihrer Stelhing, kurz vor der Unterbrechung des Stromes.
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Abb.io zeigt beispielsweise ein Schaltschema des mit Gleichstrom-Verbundwickhing
versehenen Motors des Hubwerkes und der Ein- und Ausschaltvorrichtung.
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Nach der Abb. i ruht im Schacht i der Akkum#ul.atorzylinder a mit
seinem Fuß. Vorn Zylinder führt die Saugleitung 3 durch ein Ventilgefäß :I hindurch,
von dem auch die Druckleitung 5 für die Arbeitsmaschinen abzweigt. Ein Gerüst 6
aus Eisenträgern ist über den Schacht i aufgebaut und .trägt oben eine Hebevorrichtung
für den Akkumulatorkolben 7 und sein Belastungsgewicht B. Die Hebevorrichtung besteht
aus dem Elektromotor 9, dessen Schneckenwelle io, dem Schneckenrad i i auf der Vorgelegewelle
12. Durch den Stirnradtrieb 13, 14 wird die init einer selbsttätigen elektromagnetischen
'Kupplung a und dem Kettenrad 15 versehene Welle 16 angetrieben. Der Akkumulatorzylinder
2 nebst Belastungsgewicht bleibt am Haken 17 des Hebewerkes eingehängt und ist in
Abb. i in hochgezogener Stellung gezeichnet. Die Lastkette 18 ist mit ihrem losen
Teil über Rollen i9 geführt und mit einem Laufgewicht 2o versehen, das mit einem
Mitnehmer
oder Anschlag 21 bei der Tieflage des Akkumulators die
Einschaltvorrichtung b für (las Hubwerk betätigt, bei der in Abb, i gezeichneten
Höchstlag° des Akkumulators dagegen die Ausschaltung rlessel:ben durch Einwirkung
auf den Unterbrecher 2.1- (Abb. 6) mittels einer Ausschaltvorrichtung c, die am
Fuße des Gerüstes 6 hinter .dem Träger angebracht, in Abb. i - nicht sichtbar und
nicht dargestellt ist. In dieser Abbildung ist nur die Stelle, wo die Ausschaltvorrichtung
sich befindet, mit c bezeichnet. Beide Vorrichtungen sind am Traggerüst 6 in der
entsprechenden Höhe angebracht, wo das Laufgewicht 2o bei Höchstlage bzw. Tieflage
des Akkumulators ankommt. Der Einschalthebel 44 der Vorrichtung b und der Unterbrecher
2.4 der Vorrichtung c befinden sich beide an der in Abb.6 und 7 in größerem Maßstabe
gezeichneten Schalttafel 22. -Als Motor für (las Hubwerk wird im Ausführungsbeispiel
ein Gleichstrommotor mit Verbundwicklung verwendet, da diese zu Anfang sofort eine
hohe Zugkraft auszuüben vermögen. In denselben Stromkreis wie der Motor 9 sind die
Magnete 23 (Abb.3)ider noch näher zu beschreibenden elektromagnetischen Kupplung
u. angeschlossen. Im Stromkreis -der Feldwicklung des Motors 9 befindet sich der
Unterbrecher 24 und der Haltemagnet 38 für die ebenfalls noch näher zu beschreibende
Einschaltvorrichtung b.
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Ist infolge Entnahme von Druckwasser aus der Arbeitsleitung 5 der
Kolben 7 mit seinem Gewicht 8 in seine tiefste Stellung gesunken, so ist das Laufgewicht
2o ganz oben angelangt und schaltet, wie später,beschrieben wird, durch Betätigung
der Einschaltvorrichtung b den :Motor 9 und die elektromagnetische Kupplung a ein;
Akkumulatorkolben 7 und Gewicht 8 werden dann am hochgehenden Haken 17 in .die in
Abb. i gezeichnete Höchstlage geführt; beim Hochziehen hat der Kolben 7 aus der
geöffneten Saugleitung 3 Wasser in .dien Zylinder 2 nachgesaugt. Dass Hochziehen
des Kolbens 7 geht vollkommen gleichmäßig und ohne Stoß vor sich, Ida keinerlei
Einwirkung auf die nachströmende Wassermasse stattfindet, wie es beim Betrieb mit
Pumpen der Fall ist. Außerdem kann .das Füllen des Akkumulatorzylinders durch einfaches
Hochziehen seines Kolbens wesentlich rascher geschehen als dies bisher bei Verwendung
von Druckpiunpen möglich war, ohne ,daß dabei irgendwelche Nachteile für den Betrieb
auftreten. Infolgedessen ist gegenüber dem Pumpenbetrieb eine bedeutend raschere
Inbetriebsetzung der Anlage möglich.
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Sobald der Akkumulatorkolben 7 in seiner Höchstlage angekommen ist,
rückt .dias Laufgewicht 2o, mittels der Ausrückvorrichtung e Motor 9 und Kupplung
a. aus, so daß die Kettenradweile 16 vom Hubwerk abgeschaltet ist. Nach Ausrücken
der Kupplung a. ruht nun (las Belastungsgewicht 8 samt Kolben 7 auf der 'angesaugten
und gegen die Saugleitung 3 wieder abgeschlossenen Wassersäule im Zylinder 2 und
liefert den für den Betrieb der angeschlossenen Arbeitszylinder (von Pressen, Hebezeugen
o. dgl.) erforderlichen Druck in die Leitung 5. Beim allmählichen Herabsinken des
Kolbens 7 und seines Gewichtes 8 während des Betriebes der Arbeitsmaschinen bietet
die lose Kettenradwelle i6. an der beide hängen, kein Hin'derni's, sondern dreht
sich langsam rückwärts im Sinne des Abwindens. der Kette. Sollte durch unvorgesehenes
Eindringen von Luft in den Zvlind'er 2 und Abreißen der angesaugten Wassersäule
oder infolge Rohrbruches der Kolben 7 nebst Gewicht 8 der Gefahr plötzlichen Herabstürzens
ausgesetzt sein, so wirkt die Kupplung a als Sicherheitsbremnse, indem sie bei beschleunigtem
Rücklauf der Kettenrad= welle unter Einwirkung der Fliebkraft das ganze Triebwerk
kuppelt, wobei das Schnekkengetriebe io, i i durch seinen Widerstand. die Weiterbewegung
des Kolbens 7 und Gewichtes 8 verhindert. Akkumulatoren der dargestellten Art kann
man in größerer An. zahl nebeneinander auf einem gemeinsamen Gerüst anbringen, dessen
Pfeiler und Querträger teilweise in .die Mauerung des betreffenden Gebäudes .sich
einbauen lassen und so zugleich als Konstruktionsteile für das Gebäude dienen können.
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Von den Einzelheiten des Hubwerkes zeigen Abb.3 bis 5 die auf der
Kettenradwelle 16 befindliche elektromagnetische Kupplung cz, bestehend aus- dem-
lose auf dieser Welle drehbaren Zahnrad i-. und einer auf dieser Welle aufgekeilten
Scheibe 26, an deren Umfang auf Bolzen 27 SciiIeudergewichte 28 befestigt sind.
Die inneren Enden der Schleudergewichte 28 sind mit Gelenken 29 an Augen
30 einer auf der Nabe dieser Schreibe lose drehbaren Büchse 31 angelenkt,
deren abgebogene Ansätze 32 durch passende Ausschnitte 33 der Scheibe 26 hindurch
über die @lnit dieser Scheibe fest v erbunden:en Elektromagneten 23 ragen. An der
Innenwandung der Büchse 31 und' auf der Nabe der innerhalb. dieser Büchse gelagerten
Elektromagnetenscheibe 26 ist eine Spiralfeder 34 mit ihren Enden befestigt, die
in gespanntem Zustande die Büchse 31 in der Stellung festhält, wo die Schleudergewichte
28 am Innenuimfang des Zahnrades 14 angedrückt sind, dieses also mit der Elektromagnetscheibe
26 gekuppelt ist (Abb. q. bis 6). Die Elektroinagnete 23 werden von derselben Stromquelle
wie der Antriebsmotor 9 mittels der Zuleitun
-35 undi, der Schleifringe
36 auf ' ihrer 1?abe gespeist. Bei eingeschaltetem: Motor sied auch die Elektromagnete
23 von Strom durchflossen und - ziehen die Ansätze 32 :der Büchse 3 r in diejenige
Lage, bei der die an ihr angelenkten Schleudergewichte 28 an die Innenwandung des
Zahnrades 1.4 angedrückt werden, wobei die Spiralfeder 3.4 zusammengedrückt wird.
Damit ist die Kettenradwelle 16 mit ,der Vorgelegewelle 12 und dem Antri,bs:motor
gekuppelt und bleibt in diesem Zustande bis der Akkumulator samt Belastungsgewicht
in der Höchstlage angekommen ist. Dann schaltet sein Laufgewicht 2o Motor und Kupplung
a aus, wobei .die Elektromagnete 23 stromlos werden; dadurch sind die Ansätze 32
der Büchse 31 freigegeben, so daß Spiralfeder 3.4 sich entspannt und letztere aus
der in Abb. 5 gezeichneten Lage entgegen dem Uhrzeigersinn zurückdreht und die Kupplung
löst. Beim darauffolgenden allmählichen Sinken des Akkumulatorkolbens finit seinem
Gewicht infolge der Entnahme von Druckwasser .durch die Arbeitsmaschinen dreht sich
die vom Vorgelege abgekuppelte Kettenradwelle durch .die mitablaufende Kette iui
umgekehrten Sinne und wirkt als Schleuderbremse, falls eine unvorhergesehene, plötzliche
Beschleunigung des ablaufenden Akkuinulatorkol:bens und seines Gewichtes, z. B.
infolge Rohrbruches, oder bei Abreißen der angesaugten Wassersäule, eintreten sollte.
In einem solchen Falle werden die Schleudergewichte 28 der Fliehkraft folgen tim
d an die Innenwandung des Zalinrad'es 1.4 abgedrückt werdet' und somit die Kupplung
der Kettenradwelle 1-6 mit V ärgelegewelle 12 und stroinlo.sem Motor bewirken, wobei
zugleich durch den Widerstand des Schneckengetriebes io, i i an. letzterem die Bremsung
der ablaufenden Last erfolgt. Die Kupplungsvorrichtung ca kann, statt wie im Ausführungsbeispiel,
auch in beliebig anderer Weise in den Stromkreis geschaltet werden, auch kann eine
andere Stromart Verwen:-lung finden.
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Die in .den Abb. 6 Abis 8 .dargestesllte Einschaltvorrichtung b besteht
aus der Schalttafel 22 mitHaltemagnet 38, der in den Nehenschlußstromkreis des Motors
geschaltet ist (Abb. to), ferner aus der Schaltwelle 39, auf der ein Gewichtshebel
4o mit Gewicht und Dämpfun,gsvorrichtung 41 sowie ein Schaltradl 42 starr befestigt
sind, während ein mit einem Schaltrad43 starr verbundener Einschaltbebel.. und ein
Anschlagliebel.l9 lose drehbar auf der Welle 39 gelagert sind. Am Anschlaghebel
49 (Abb. 8) ist eine in das fest auf der Welle 39 sitzende Schaltrad 42 eingreifende
Federklinke 62 in einem Absatz 37 geführt und oben an einem An'n. 45 aasgelenkt.
Letzterer bildet ein Stück mit einem Nocken-Nebel 46 auf der anderen Seite, der
.auf einer fest am Gerüst oder am Wellenlager 4.7 angebrachten Lockenscheibe 48
schleift. Der Winkelliebel 45, .46 ist am Anschlaghebel 49 drehbar angeordnet. Bei
der Aufwärtsbewegung greift der Anschlaghebel 49 mit einer Klinke C>_> in das Schaltrad
..1.2 ein und ,dreht die Schaltwelle 39, bis .bei seiner Höchstlage (kurz nach der
in Abb. 6 gezeichneten Stelhing) der Nockenhebel .46 auf die Nocke 5o (Abb.8) aufläuft.
Dabei erfolgt ein Ausschlagen des Winkelhebels 45, 46 und Auslieben der Klinke 62
aus dem Schaltrad 42.
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Bei Tieflage des Akkumulators ist das Laufgewicht 2o nach oben gekommen
und hat durch seinen ;Mitnehmer 21 den losen Anschlagliebel 49 aus seiner (in Abb.6
gestrichelt gezeichneten) Tieflage in die ausgezogen gezeichnete Höchstlage geführt,
dabei hat der Anschlaghebel durch Eingriff seiner Schaltklinke 62 am festen Schaltrad
42 (vgl. Abb. 7 und 8) die Schaltwelle 39 und mit ihr den starr an ihr befestigten
Gewichtshebel 4o aus seiner Tieflage in die Höchstlage gedreht, wobei seine federnde
Schaltklinke 55 über das mit dein Einschaltliebel4.f starr verbundene Schaltrad
43 hinweggestreift ist. Bei der Höchstlage des Anschlaghebels .49 läuft seit' Nockenhebel
.46 auf die Nocke 5o der festen N ockenscheibe und liebt durch den dabei erfolgenden
Ausschlag den Hebel 45 tinrl damit die Schaltklinke 62 aus dem Schaltrad 42, so
daß der Anschlaghebel 49 in seiner Höchststellung entkuppelt wird und die Schaltwelle
39 nunmehr unter Einwirkung des Gewichts an dein mit seiner Klinke 55 in .das Schaltrad
43 des Schalthebels d.4. eingreifenden Gewichtshebels 4o aus der oberen in .die
in Abb.6 gestrichelt angedeutete Tieflage gedreht wird, wobei der Schalthebel 44
infolge der .dämpfenden Wirkung einer Flüssigkeitsbremse langsam über -die einzelnen
Einschaltkontakte bis vor den Haltemagneten 38 geführt wird. In seiner untersten
Lage wird rler Gewichtshebel 4o durch Auftreffen :des mit seiner Federklinke 55
verbundenen Doppelhebels 53 auf den festen Anschlag 54 vom Schaltrad .f3 gelöst,
indem seine Klinke 55 aus diesem ausgehoben wird. Beim Einschalten des Einschalthebels..
ist die Spannung seiner Spiralfeder 56, deren eines Ende am Wellenlager tni;-l deren
anderes Ende am Hebel 44 anliegt, überwunden worden, <1a minniehr nach Entkuppelndes
Gewichtsh°bels 4o vom Einschalthebel .dieser auf der Schaltwelle 39 freigegeben
«-orden ist, muß der Haltemagnet 38 diejenige Kraft überwinden, .mit der die Spiralfeder
56 den Einschalthebel 44 in seine (untere) Ausschaltstellung zurückzubewegen sucht.
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Bei d'e'n nun, erfolgenden Hochziehen des
Akkumulatorkolbens
und seines Gewichtes läuft das Anscblaggewicht 2o aus der in Abb. 6 gezeichneten
Höchststellung allmählich nach unten, wobei der ausgeklinkte Anschlaghebel 49, .der
sich auf den Mitnehnier 21 stützt, allmählich nach.sinkt, bis er nach Auftreffen
auf den Anschlag 57 in seiner tiefsten Stellung verbleibt (in Abb.6 gestrichelt
angedeutet). Bei Beendigung des Hochziehens ist das Anschlaggewicht 2o in die in
Abb. 9 veranschaulichte Tiefstellung gekommen, drückt mittels des Mitnehmers 2 i
auf den Doppelhebel 58, der mit dem Gestänge 59 gelenkig- verbunden ist, welches
den Unterbrecher 24 an der Schalttafel 22 betätigt. Die Stange ist in Führungen
an der Schalttafel beweglich und löst durch nach oben gerichteten Druck auf den
Doppelhebel 6o den an diesen befestigten Unterbrecher 24 und Zusammendrücken der
Unterbrecherfeder 5 1 von seinen Kontaktstellen. Diese Kontaktstellen sind
beim Ausführungsbeispiel in .den. Nebenschlußstromkreis des Motors geschaltet, ebenso
wie der Haltemagnet 38, können aber auch in beliebiger anderer Weise unter Verwendung
eines geeigneten Widerstandes in den Hauptstromkreis verlegt werden. Im Augenblick
der Lösung des Unterbrechers 2d. durch das Laufgewicht wird der Nebenschlußstroinkreis
und damit der Haltemagnet 38 stromlos, dieser gibt den Schalthebel .4d. frei und
die nunmehr zur Wirkung kommende, gespannte Spiralfeder 56 reißt den Schalthebel
in die (untere) Ausschaltstellung zurück, wobei dann auch Antriebsmotor und die
im gleichen Stromkreis befindliche elektromagnetische Kupplung a ausgeschaltet werden.
Es kommt dann das vom Antrieb entkuppelte Gewicht des Akkumulatorkolbens und seiner
Belastung auf die angesaaigte Wassersäule, wie bereits beschrieben, zur Wirkung.
Bei dem dann wieder erfolgenden Hochgehen des Gewichtes 2o schließt sich der Unterbrecher
wieder im stromlosen Kreis. Die zur Einschaltvorrichtung gehörenden Hebel bleiben
in ihrer Tieflage bis der zu Anfang beschriebene Vorgang des Einschattens des Hubwerkes
sich wiederholt.