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Mechanische Absicherung von elektrischen Maschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische
Absicherung von elektrischen Maschinen, u. zw. in erster Linie von Drehstrommotoren. Wird bei solchen Drehstrommotoren eine Phase unter- brochen, so tritt ein starker Leistungsabfall der
Maschine bei gleichzeitiger Überlastung und
Erwärmung der restlichen, unter Strom ge- bliebenen Wicklungen ein, so dass die Wicklungen des Motors meistens durchbrennen. Die Elektroindustrie hat in Kenntnis dieser Gefahren Motorschutzschalter entwickelt, die entweder auf thermischem Wege durch Thermoelemente oder auf magnetischem Wege oder auch kombiniert einen federvorgespannten Schalter auslösen, durch den die Stromzufuhr unterbrochen wird.
In der Praxis sind nun derartige Motorschutzschalter, sofern sie knapp eingestellt sind, wenig beliebt, weil sie allzu leicht und meistens im unrichtigen Moment auslösen. Sie werden daher meistens so hoch eingestellt, dass sie zu spät auslösen, also nachdem die Wicklungen bereits durchgebrannt sind.
Man hat daher Mittel und Wege gesucht, Elektromotoren nicht elektrisch, sondern mechanisch so zu sichern, dass sie bei Versagen einer Phase mechanisch vollkommen entlastet werden.
Der Zusammenhang zwischen der elektrischen Störung und der mechanischen Entlastung war aber überaus schwer herzustellen, abgesehen davon, dass Kupplungen, die bei teilweiser Unterbrechung der Stromzufuhr eine Entlastung von der Antriebsverbindung ermöglichten, grosse Schwierigkeiten boten.
Die Erfindung besteht nun darin, dass die Lage der Schwenkachse einer zwecks Ausnützung des Gegendrehmomentes des Stators für die Einstellung der Riemenspannung schwenkbar gelagerten elektrischen Maschine derart gewählt ist, dass bei einer das Drehmoment herabsetzenden Betriebsstörung, wie insbesondere beim Ausfall einer Phase eines Drehstrommotors, durch den Abfall des die Riemenspannung erzeugenden Gegendrehmomentes der Riemen zu gleiten beginnt. Die Erfindung nützt hiebei den bei einer solchen Störung auftretenden plötzlichen Abfall des Drehmomentes zur Auslösung der Sicherung aus und ermöglicht es, durch eine einfache Massnahme, nämlich durch entsprechende
Wahl der Schwenkachsenlage, eine mechanische
Sicherung zu schaffen, deren Funkdonssicherheit nicht durch das Erfordernis empfindlicher Regel- organe beeinträchtigt ist.
Hiezu kommt noch der
Vorteil, dass die Sicherung keine zusätzlichen Konstruktionsteile erfordert, sondern die für die Einstellung der Riemenspannung vorgesehene
Wippenanordnung durch die erfindungsgsmasse
Ausmittlung eine doppelte Aufgabe erfüllt.
Gemäss der Erfindung ist die Lage der Schwenk- achse bzw. der Schwenkbereich so gewählt, dass zumindest in den der Belastung oder Vollast entsprechenden Schwenklagen eine statische, riemenspannende Wirkung des Eigengewichtes der Maschine vermieden ist. Wenn bei einer solchen Anordnung der Riemen einmal durch den plötzlichen Ausfall bzw. durch die Verringerung des Gegendrehmomentes entspannt wird und dadurch zu gleiten beginnt, so kann, auch wenn der Riemen nicht sofort abfällt, mangels einer statischen Vorspannung des Riemens nicht mehr das für eine abermalige schädliche Leistungssteigerung erforderliche Gegendrehmoment aufgebracht werden, so dass der Motor nun unbelastet weiterläuft.
Eine solche Anordnung unterstützt daher den Abfall des Riemens und kann sogar bei solchen Trieben Verwendung finden, bei denen ein Abfallen des Treiborganes auch bei Eintritt des Gleitens nicht ohneweiters möglich ist, wie z. B. bei Keilriemen-und Seiltrieben. Diese Wirkung wird noch verbessert, wenn gemäss der Erfindung, zumindest in dem der Belastung bzw. Vollast entsprechenden Bereich, die Verschwenkung der Maschine vom statischen Gleichgewicht ausgehend erfolgt. Bei einer solchen Anordnung hat die schwenkbar gelagerte und bei Belastung nur durch die Wirkung des Gegendrehmomentes in der Spannlage gehaltene Maschine die Tendenz, bei einem Ausfall des Gegendrehmomentes in eine den Riemen entspannende Lage zurückzuschwenken.
Durch entsprechende Ausbildung wenigstens einer der miteinander zusammenwirkenden Riemenscheiben, z. B. durch Bombierung, kann ein Abfallen des Riemens beim Eintritt des Gleitens begünstigt werden.
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Bei Drehstrommotoren kann somit bei Ausfall einer Stromphase durch die Ausnützung des in solchen Fällen auftretenden plötzlichen Abfalles des Drehmomentes die Antriebsverbindung unter- brochen werden, so dass der Motor unbelastet und daher ungefährdet weiterläuft. Die Er- findung ist aber auch auf andere Maschinen, sei es Motoren oder auf Generatoren oder andere getriebene Maschinen, anwendbar, bei denen einen Abfall des Drehmomentes bewirkende
Störungen auftreten können, wobei gegebenen- falls auch durch schwenkbare Anordnung des
Motors eine Sicherung der getriebenen Maschine erreicht werden kann.
Die Zeichnung zeigt schematisch einige Aus- führungsbeispiele der Erfindung. Fig. 1 stellt einen Trieb dar, bei welchem der Motor auf einer Unterzugwippe angeordnet ist, während Fig. 2 einen Trieb mit Oberzugwippe zeigt. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Unterzugwippe nach Fig. 1, bei welcher die Schwenklagerung zwischen Riemenscheibe und Motorgehäuse angeordnet ist, während Fig. 4 eine Ausführungsform zeigt, bei welcher die Wippe Motor und Riemenscheibe umgreift.
In der Zeichnung ist mit 1 der Motor, mit 2 die den Motor tragende Wippenschaukel und mit 3 die Riemenscheibe des Motors bezeichnet. 4 stellt die getriebene Riemenscheibe und 5 den Riemen dar. Die Wippenschaukel ist um eine Achse 6 schwenkbar im Wippenständer gelagert.
Wenn die Schwenklagerung 6 mit dem Wippenständer, wie in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, zwischen Motor und Riemenscheibe angeordnet ist und daher die Riemenscheibe nach aussen frei liegt, wird ein Abfallen des Riemens ohneweiters ermöglicht. Ist aber die Anordnung so getroffen, dass die Wippe den Motor samt Riemenscheibe umgreift, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, so muss entweder zwischen Wippe und Riemenscheibe oder zwischen Riemenscheibe und Motorgehäuse ein entsprechend freier Raum für das ungefährdete
Abfallen des Riemens vorgesehen werden. Das
Abfallen des Riemens wird durch bombierte
Ausbildung der Riemenscheibe 3 begünstigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mechanische Absicherung von elektrischen
Maschinen, die zwecks Ausnützung des Gegen- drehmomentes des Stators für die Einstellung der Riemenspannung schwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der
Schwenkachse derart gewählt ist, dass bei einer das Drehmoment herabsetzenden Betriebsstörung, wie insbesondere beim Ausfall einer Phase eines Drehstrommotors, durch den Abfall des die Riemenspannung erzeugenden Gegendrehmomentes der Riemen zu gleiten beginnt.
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Mechanical protection of electrical machines
The invention relates to a mechanical
Protection of electrical machines, etc. between primarily three-phase motors. If a phase is interrupted in such three-phase motors, there is a sharp drop in performance
Machine with simultaneous overload and
The remaining windings that have remained energized are heated, so that the motor windings usually burn out. In the knowledge of these dangers, the electrical industry has developed motor protection switches, which trigger a spring-loaded switch either thermally by means of thermocouples or magnetically, or in combination, by which the power supply is interrupted.
In practice, such motor protection switches, if they are set tightly, are not very popular because they trigger all too easily and usually at the wrong moment. They are therefore usually set so high that they trigger too late, i.e. after the windings have already burned out.
Therefore, ways and means have been sought to secure electric motors mechanically rather than electrically in such a way that they are completely relieved of mechanical load in the event of a phase failure.
The connection between the electrical disturbance and the mechanical relief was extremely difficult to establish, apart from the fact that clutches, which made it possible to relieve the drive connection when the power supply was partially interrupted, presented great difficulties.
The invention consists in the fact that the position of the pivot axis of an electrical machine which is pivotably mounted for the purpose of utilizing the counter torque of the stator for adjusting the belt tension is selected such that in the event of a malfunction that reduces the torque, such as in particular when a phase of a three-phase motor fails Drop in the counter torque generating the belt tension, the belt begins to slide. The invention makes use of the sudden drop in torque that occurs in the event of such a malfunction to trigger the fuse and makes it possible by a simple measure, namely by appropriate means
Choice of swivel axis position, a mechanical one
To create safeguards whose radio donation security is not impaired by the requirement of sensitive control organs.
To this comes the
The advantage is that the securing does not require any additional structural parts, but the ones provided for adjusting the belt tension
Rocker arrangement by the erfindungsgsmasse
Mediation does a double job.
According to the invention, the position of the swivel axis or the swivel range is selected so that at least in the swivel positions corresponding to the load or full load, a static, belt-tensioning effect of the machine's own weight is avoided. If, with such an arrangement, the belt is slackened once due to the sudden failure or the reduction in the counter-torque and thus begins to slide, then, even if the belt does not fall off immediately, the lack of static pretensioning of the belt means that it can no longer be used again harmful performance increase required counter-torque are applied so that the engine now continues to run unloaded.
Such an arrangement therefore supports the fall of the belt and can even be used in those drives in which a fall of the drive element is not readily possible even when sliding occurs, such as. B. with V-belt and cable drives. This effect is further improved if, according to the invention, at least in the range corresponding to the load or full load, the machine is pivoted starting from static equilibrium. With such an arrangement, the machine, which is pivotably mounted and held in the tensioned position only by the action of the counter-torque when the load is applied, has the tendency to pivot back into a belt-relieving position if the counter-torque fails.
By appropriate training at least one of the cooperating pulleys, for. B. by crowning, the fall of the belt can be promoted when sliding occurs.
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In the case of three-phase motors, if a current phase fails, the drive connection can be interrupted by utilizing the sudden drop in torque that occurs in such cases, so that the motor continues to run unloaded and therefore safe. The invention can, however, also be applied to other machines, be it motors or generators or other driven machines, in which the torque causes a drop
Malfunctions can occur, possibly also due to the pivoting arrangement of the
Motor a backup of the driven machine can be achieved.
The drawing shows schematically some exemplary embodiments of the invention. Fig. 1 shows a drive in which the motor is arranged on a lower boom, while Fig. 2 shows a drive with upper pull. FIG. 3 shows an embodiment of a support rocker according to FIG. 1, in which the pivot bearing is arranged between the belt pulley and the motor housing, while FIG. 4 shows an embodiment in which the rocker engages around the motor and belt pulley.
In the drawing, 1 denotes the motor, 2 denotes the rocker swing carrying the motor and 3 denotes the motor pulley. 4 shows the driven pulley and 5 the belt. The seesaw swing is mounted in the seesaw stand so that it can pivot about an axis 6.
If the pivot bearing 6 with the rocker stand, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, is arranged between the motor and pulley and therefore the pulley is exposed to the outside, the belt will fall off without further ado. If, however, the arrangement is such that the rocker encompasses the motor including the pulley, as shown in FIG. 4, there must be a correspondingly free space either between the rocker and the pulley or between the pulley and the motor housing for the safe
Fall of the belt can be provided. The
Falling off of the belt is caused by cambered
Formation of the pulley 3 favors.
PATENT CLAIMS:
1. Mechanical protection of electrical
Machines that are pivotably mounted for the purpose of utilizing the counter-torque of the stator to adjust the belt tension, characterized in that the position of
Pivot axis is chosen such that in the event of a malfunction that reduces the torque, such as in particular when a phase of a three-phase motor fails, the belt begins to slide due to the drop in the counter-torque generating the belt tension.