Schalteinrichtung für in Leonard-Sehaltung gesteuerte Umkehrantriebe. Die Umkehrantriebe, insbesondere von Werkzeugmaschinen, zum Beispiel Hobel maschinen, werden heute vielfach in Leonard- Schaltung gesteuert wegen der dieser Schal tung anhaftenden günstigen Eigenschaften hinsichtlich der Drehzahlregelung, Umsteue rung und Bremsung. Bei derartigen in Leo- nard-Schaltung gesteuerten Umkehrantrieben kommt es im wesentlichen darauf an, dass die Umkehrung des Antriebes von jeder belie bigen Stelle und in jedem beliebigen Zeit punkt der Bewegung eingeleitet und durch geführt werden kann.
Auch muss eine be stimmte eingeleitete Bewegung jederzeit wie der rückgängig gemacht werden können. Bis her konnten diese Forderungen nur mittels einer Vielzahl von Schaltern mit einem ent sprechenden grossen Leitungsaufwand oder aber mittels Schützensteuerungen erfüllt wer den. Die Anwendung von Schützensteuerun gen hat aber auch heute noch den beson deren Nachteil, dass sich ein grosser Ver schleiss des mechanischen und elektrischen Teils der Schaltelemente ergibt, wodurch ein grosser Aufwand an Material und Zeit für den Austausch der Kontakte notwendig wird.
Die Anwendung von Schützensteuerungen bei derartigen Antrieben bedingt demnach in allen Fällen eine sorgfältige Überwachung. Besonders sinnfällig werden diese Verhält nisse, wenn man bedenkt, dass bei neu zeitlichen Werkzeugmaschinenantrieben die Schalthäufigkeit dieser Schütze bis zu<B>3000</B> und mehr in der Stunde getrieben wird.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit der Aufgabe, diese Schwierigkeiten bei Leonärd-Umkehrantrieben zu beheben und eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Umkehrung des Antriebes ohne Zu hilfenahme von Schützen oder sonstigen fern gesteuerten Geräten lediglich durch Tast- schalter, zum Beispiel einfache Druckknopf schalter, Anstosssteuerschalter, Schwenktaster und dergleichen, erzielt werden kann.
Nach vorliegender Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die für die Um kehrung des Antriebes erforderliche Um- polung des Feldes des Leonard-Generators ohne Zuhilfenahme eines ferngesteuerten Schaltgerätes im Erregerkreis des Leonard- Generators durch L' mpolung einer sein Feld speisenden Hilfserregermaschine vorgenom men wird, welche Umpolung lediglich durch Betätigung einpoliger Tastschalter erzielt wird.
Die im Stromkreis der @i@fsfe@d@vick- lung der Hilfserregermaschine zu schaltende Leistung beträgt naturgemäss nur einen Bruchteil der Erregerleistung des Leonard- Generatorfeldes, so dass die Schaltung im Hilfsstromkreis ohne Zuhilfenahme von mehr- poligen Schützen oder Fernsteuergeräten er folgen kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel der Schalteinrichtung nach der Erfin dung dargestellt, wobei der Einfachheit hal ber alle im vorliegenden Falle nicht interes sierenden Einzelheiten bezüglich Notabschal tung, Einhaltung der gewünschten Drehzahl, Bremsschaltung usw. weggelassen sind. In der Figur sind zusätzlich alle 3Iotoren mit<B>31,</B> alle Generatoren mit G bezeichnet. -Mit dem Leonard-Generator b ist sein Antriebsmotor a durch die Welle c unmittelbar gekuppelt. Vom Ankerstrom des Leonard-Generators b wird der Arbeitsmotor d gespeist.
Letzterer besitzt ein Feld, das vom Ankerstrom einer auf der Generatorwelle c sitzenden Erreger maschine e erregt wird. Diese ist mit einer Nebenschlusswicklung f und einer Haupt stromwicklung g versehen. Das Feld h des Leonard-Generators wird von einer beson deren Hilfserregermaschine i fremd erregt, die ebenfalls auf der gemeinsamen Welle c angeordnet ist und ein Nebenschlussfeld k: be sitzt.
Im Erregerkreis des Leonard-Genera- tors ist ein Schalter rta vorgesehen, der wäh rend des normalen Betriebes der Anlage stän dig geschlossen ist, sowie ein a15 Drehzahl regler wirkender Einstellwiderstand rr <I>;</I> über ihn wird der Erregerstrom mittels zweier be weglicher Kontakte geführt, von denen der eine der im allgemeinen geringeren Schnitt geschwindigkeit der Werkzeugmaschine und der andere ihrer im allgemeinen grösseren Rücklaufgeschwindigkeit zugeordnet ist.
Um den Erregerstrom jeweils über einen der bei den beweglichen Einstellkontakte zu sperren, sind zwei elektrische Ventile o und p vor- gesehen. Zur Umpolung des Feldes h des Leo- nard-Generators b, die für die Umkehrung der Drehrichtung des Leoliard-Motors d mass geblich ist, dient eine finit dem Nebenschluss- feld k der Hilfserregermaschine zusammen wirkende, deren Feldrichtung erzwingende Hilfsfeld-,vicklung r,
die vom Ankerstrom der Erregermaschine c über einen Spannungs- teilerwiderstand s gespeist wird. Zum Zv-ecke der Umkehrung des Antriebes wird lediglich diese Hilfsfeldwicklung r umgepolt, deren einer Pol an der Mitte des Spannungsteiler- widerstandes s und deren anderer Pol je nach der.
einer bestimmten Drehrichtung des Ar beitsmotors zugeordneten Feldrichtung an dem einen oder andern Ende des Spannungs- teilerwiderstandes liegt. Die L mpoltmg der Hilfsfeld -iclilung r erfolgt durch wechsel weises Schliessen eines der beiden Druck knöpfe<I>t</I> und 1c.
Im folgenden wird die Z@ irhungsweise der Schalteinrichtung nach der Erfindung näher erläutert: Beim Ingangsetzen des Antriebes wird zunächst der den Leonard-Generator b sowie die beiden Erregermaschinen i. und e antreibende Motor a angelassen. Damit wird :=leichzeitig das Feld des Leonard-Motors d von der Erregermaschine e konstant erregt.
Nach Schliessen rle-@ Schalters raz wird auch das Feld 1z des Leonard-Generators erregt, worauf der Ankerstrom des Leonard-Genera- tors fliesst und damit den Leonard-Motor an laufen lässt. Beim Schliessen des Schalteis 7n soll die Nebensehluss-,vieklung k der 1-Tilfs- erreg ermaschine i im Sinne der eingezeich neten Pfeilrichtung erregt werden.
Diese Richtung des Stromes in der Feldwicklung der Hilfserregermaschine i bedingt eine be stimmte Richtung des Generatorfeldes 1a, dem dadurch ebenfalls eine bestimmte Drehrich tung des Arbeitsmotors d zugeordnet ist. Zur U mkehrung der Drehrichtung des Arbeits motors dient das vom Ankerstrom der Er regermaschine e über den Spannungsteiler S erregte Hilfsfeld r.
Bei Betätigung des Druckknopfes<I>t</I> wird das Feld r in der ein ,gezeichneten. dein Nebensehlussfeld k der Hilfserreermaschine entgegengesetzten Pfeil <B>er</B> richtung erregt.
Unter der Voraussetzung, dass die Erregung des Feldes r um einen ge wissen Betrag grösser ist als die Erregung des Nebenschlussfeldes k, wird bei Betätigung des Druckknopfes t zunächst das Neben schlussfeld k verdrängt, so dass nur der Rest des diesem entgegengesetzten Feldes r wirk sam ist, die Polarität des Ankerstromes der Erregermaschine i und damit auch die Feld richtung des Leonard-Generatorfeldes h sich umdreht.
In dem Augenblick, in dem sich aber die Richtung des Ankerstromes der Hilfserregermaschine i ändert, wird auch die Richtung des Feldes k vertauscht, so dass sich die beiden Felder k und r addieren. Wenn sich nun in diesem Augenblick der Druck knopf t wieder löst, wird die Erregung des Feldes r zu Null, wobei aber trotzdem die der Feldwicklung<I>k</I> von der Feldwicklung<I>r</I> auf gezwungene Feldrichtung erhalten bleibt.
Soll nunmehr diese neue Drehrichtung des Arbeitsmotors d wieder umgekehrt werden, so wird der Druckknopf u betätigt, wodurch zunächst wiederum eine dem Feld k ent- gegengerichtete Erregung der Feldwicklung r erzielt wird, die, wie zuvor beschrieben, wiederum zunächst das Feld k unwirksam macht und daraufhin das Feld k in der ent gegengesetzten Richtung erregt, welche dann auch bei Lösung des Druckknopfes u noch erhalten bleibt.
Zusammenfassend ist also zu sagen, däss beim Drücken eines der beiden Druckknöpfe t, und u, die der gewünschten Drehrichtung des Arbeitsmotors zugeordnet sind, die Polarität des Hilfserregers so bestimmt wird, dass sieh die gewünschte Drehrichtung tatsächlich er gibt und auch nach Loslassen des Druck knopfes erhalten bleibt.
Es bedarf keiner näheren Erläuterung, dass beim selbsttätigen Betrieb der Werkzeug maschine, diese die Umsteuerung abhängig vom zurückgelegten Weg selbst vornimmt, indem die an sich bekannten Umsteuerlineale einen Anstossschalter betätigen, der die beiden erforderlichen einpoligen Tastschalter ent hält. Zu erwähnen ist noch, dass die Hilfs maschine i in der Mehrzahl der Fälle, wo rasches Umsteuern verlangt wird, in ähn licher Ausführung sowieso vorhanden ist, und demnach nur entsprechend der Erfindung be einflusst werden muss.
Switching device for reversing drives controlled in Leonard position. The reverse drives, especially of machine tools, for example planing machines, are now often controlled in Leonard circuit because of the favorable properties inherent in this scarf device in terms of speed control, Umsteue and braking. With such reversing drives controlled in a Leonard circuit, it is essential that the reversal of the drive can be initiated and carried out from any point and at any point in time of the movement.
It must also be possible to reverse a certain initiated movement at any time. So far, these requirements could only be met by means of a large number of switches with a correspondingly large amount of wiring or by means of contactor controls. However, the use of Schützensteuerun conditions still has the particular disadvantage that there is a great deal of wear on the mechanical and electrical part of the switching elements, which means that a great deal of material and time is required to replace the contacts.
The use of contactor controls with drives of this type therefore requires careful monitoring in all cases. These relationships become particularly evident when you consider that with modern machine tool drives, the switching frequency of these contactors is driven up to <B> 3000 </B> and more per hour.
The present invention is now concerned with the task of eliminating these difficulties in Leonärd reversing drives and creating a device with the help of which the reversal of the drive without the aid of contactors or other remotely controlled devices simply by means of pushbutton switches, for example simple ones Push-button switch, trigger control switch, rotary switch and the like can be achieved.
According to the present invention, this object is achieved by reversing the polarity of the field of the Leonard generator required for reversing the drive without the aid of a remote-controlled switching device in the excitation circuit of the Leonard generator by reversing the polarity of an auxiliary exciter machine feeding its field , which polarity reversal is only achieved by operating single-pole pushbutton switches.
The power to be switched in the circuit of the @ i @ fsfe @ d @ development of the auxiliary exciter is naturally only a fraction of the exciter power of the Leonard generator field, so that switching in the auxiliary circuit can take place without the aid of multi-pole contactors or remote control devices.
In the drawing, a Ausführungsbei is playing the switching device according to the inven tion shown, for the sake of simplicity, all in the present case not interesting details regarding emergency shutdown, compliance with the desired speed, braking circuit, etc. are omitted. In the figure, all 3Iotors are also designated with <B> 31 </B>, </B> all generators with G. -With the Leonard generator b, its drive motor a is directly coupled through the shaft c. The working motor d is fed by the armature current of the Leonard generator b.
The latter has a field that is excited by the armature current of an exciter machine e sitting on the generator shaft c. This is provided with a shunt winding f and a main current winding g. The field h of the Leonard generator is externally excited by a special auxiliary exciter i, which is also arranged on the common shaft c and a shunt field k: be sits.
A switch rta is provided in the excitation circuit of the Leonard generator, which is constantly closed during normal operation of the system, as well as a setting resistor rr <I>; </I> acting on it, the excitation current is controlled by means of two be movable contacts out of which one of the generally lower cutting speed of the machine tool and the other is associated with their generally greater return speed.
Two electrical valves o and p are provided to block the excitation current via one of the movable setting contacts. To reverse the polarity of the field h of the Leonard generator b, which is decisive for the reversal of the direction of rotation of the Leoliard motor d, an auxiliary field winding r, which co-operates finitely with the secondary field k of the auxiliary exciter,
which is fed by the armature current of the exciter c via a voltage divider resistor s. For the purpose of reversing the drive only this auxiliary field winding r is reversed, one pole of which is at the center of the voltage divider resistor s and the other pole depending on the.
a specific direction of rotation of the working motor is assigned to the field direction at one or the other end of the voltage divider resistor. The poling of the auxiliary field is done by alternately closing one of the two pushbuttons <I> t </I> and 1c.
The timing of the switching device according to the invention is explained in more detail below: When the drive is started up, the Leonard generator b and the two excitation machines i. and e driving motor a started. This means that: = the field of the Leonard motor d is constantly excited by the exciter e at the same time.
After closing the rle- @ switch raz, the field 1z of the Leonard generator is also excited, whereupon the armature current of the Leonard generator flows and thus starts the Leonard motor. When the switching ice 7n is closed, the secondary fault signal k of the 1-Tilfs- exciter machine i is to be excited in the sense of the arrow direction indicated.
This direction of the current in the field winding of the auxiliary exciter i requires a certain direction of the generator field 1 a, which is also assigned a certain direction of rotation of the working motor d. The auxiliary field r excited by the armature current of the excitation machine e via the voltage divider S is used to reverse the direction of rotation of the working motor.
When pressing the <I> t </I> button, the field r is drawn in the. your secondary failure field k the auxiliary exciter machine opposite arrow <B> er </B> excited direction.
Assuming that the excitation of the field r is a certain amount greater than the excitation of the shunt field k, when the push button t is pressed, the shunt field k is initially displaced so that only the remainder of the opposite field r is effective , the polarity of the armature current of the exciter i and thus also the field direction of the Leonard generator field h reverses.
At the moment when the direction of the armature current of the auxiliary exciter i changes, the direction of the field k is also reversed, so that the two fields k and r add up. If the push button t is released again at this moment, the excitation of the field r becomes zero, but that of the field winding <I> k </I> from the field winding <I> r </I> to the forced field direction preserved.
If this new direction of rotation of the working motor d is to be reversed again, the push button u is actuated, which initially again excites the field winding r in the opposite direction to the field k, which, as described above, first makes the field k ineffective and then the field k is excited in the opposite direction, which is then retained even when the push button u is released.
In summary, it can be said that when you press one of the two push buttons t and u, which are assigned to the desired direction of rotation of the working motor, the polarity of the auxiliary exciter is determined in such a way that the desired direction of rotation is actually there and also after releasing the push button preserved.
There is no need to explain in more detail that when the machine tool is operating automatically, it performs the reversal itself, depending on the distance covered, in that the reversing rulers, which are known per se, actuate a push switch that holds the two required single-pole pushbuttons. It should also be mentioned that the auxiliary machine i in the majority of cases where a quick change of direction is required is already available in a similar design, and therefore only needs to be influenced in accordance with the invention.