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Schnellentregungsanordnung für elektromagnetisch betätigte und/oder
wirkende Kupplungen und Bremsen Bei elektromagnetisch betätigten und/oder wirkenden
Kupplungen und Bremsen besteht der Nachteil, daß beim Abschalten des Erregerstromes
sich das Magnetfeld für viele Verwendungszwecke, bei denen es insbesondere auf eine
genaue Festlegung und das Einhalten des Zeitpunktes des Außerkrafttretens eines
Antriebes ankommt, zu langsam abbaut und dadurch ein sofortiges Lösen der Kupplung
bzw. Bremse im Augenblick der Unterbrechung des Erregerstromes unmöglich macht.
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Es sind Versuche unternommen worden, bei Reibungskupplungen bzw. -bremsen
durch Anbringung von Lüftfedern an und zwischen den einzelnen Reibflächen eine schnelle
Lüftung zu erzielen. Diese Lüftfedern stellen aber eine zusätzliche mechanische
Ausrüstung der Kupplung bzw. Bremse dar, die nicht oder nur unter Veränderung der
Kupplungs- bzw. Bremsenkonstruktion nachträglich vorgesehen werden kann.
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Außerdem ist es bekannt, bei zweipolig von der Erregerstromquelle
abschaltbaren elektromagnetischen Kupplungen und Bremsen die Schalter durch über
Kreuz geführte, je einen Widerstand enthaltende Leitungen derart. zu überbrücken,
daß bei geöffneten Schaltern der Kupplungs- bzw. Bremsenspule dauernd ein dem Erregungsstrom
entgegengesetzt gerichteter Entregungsstrom zugeführt wird. Wenn dieser durch die
Widerstände geschwächte Entregungsstrom jedoch lange genug einwirkt, baut er in
der Kupplungs- bzw. Bremsenspule wieder ein elektromagnetisches Feld auf, das zum
ungewollten Ansprechen der Kupplung bzw. Bremse führen kann. Die angegebene Maßnahme
ist ferner auch dadurch besonders nachteilig, daß nach dem Schließen der Schalter
zunächst das durch den Entregungsstrom aufgebaute Magnetfeld durch den normalen
Erregerstrom abgebaut werden muß und dann erst das Betriebsmagnetfeld aufgebaut
werden kann. Hierdurch ergibt sich eine Verzögerung des Ansprechens der Kupplung
bzw. Bremse nach dem Einschalten des Erregerstromes. Ferner müssen die Widerstände,
um einen Verluststrom bei geschlossenen Schaltern möglichst gering zu halten, sehr
hochohmig sein, wodurch aber der bei geöffneten Schaltern fließende Entregungsstrom
sehr klein bleibt und damit die Entregungszeit stark verlängert wird.
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Der Ausweg, den Verluststrom durch die Verwendung von Umschaltern
zu vermeiden, enthält insofern Schwierigkeiten, als die zur Verfügung stehenden
genormten Schütze ausnahmslos sogenannte Schließer sind und daher für die einfache
Umschaltung mindestens zwei doppelpolig schaltende Schütze erforderlich sind. Damit
ist aber ein solches Schaltgerät zu teuer und zu umständlich. Es ist auch eine Anordnung
zur Schnellentregung von elektromagnetischen Kupplungen bekannt, bei der parallel-
zur Erregerspule der Kupplung ein Kondensator, ein Widerstand und ein zwischen beiden
in Reihe liegender Gleichrichter vorgesehen sind. Der Gleichrichter ist dabei so
geschaltet, daß eine Entladung des Kondensators über die Erregerwicklung unmöglich
ist.
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Diese bekannte Anordnung ist jedoch, da bei ihr ein der Erregerstromrichtung
entgegengesetzt laufender Entregungsstrom nicht verwendet wird, in ihrer Wirkung
zu träge und unvollkommen. Insbesondere wirkt es sich sehr nachteilig aus, daß der
zwangsläufig in den Eisenteilen verbleibende Restmagnetismus nicht beseitigt wird.
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Durch die Erfindung ist eine die geschilderten Nachteile vermeidende
Schnellentregungsanordnung geschaffen, die einen einfachen Aufbau aus handelsüblichen
Bauteilen besitzt und in vorhandene Anlagen nachträglich ohne konstruktive Veränderung
derselben eingebaut werden kann.
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Erfindungsgemäß weist die neue Schnellentregungsanordnung für elektromagnetisch
betätigte und/oder wirkende Kupplungen und Bremsen folgende Hauptbestandteile auf
ein fremdgespeistes (z. B. mit 220 V Wechselstrom) Gerät, das nach dem Ausschalten
des Erregerstromes das Fließen eines entgegengesetzt gerichteten Entregungsstromes
steuert; ein in diesem Gerät enthaltenes, den Entregungsstromkreis für eine vorbestimmte
kurze Zeitdauer nach dem Abschalten des Fremdstromes (220 V Wechselstrom) schließendes
Kleinschütz;
einen oder mehrere zu dem Kleinschütz parallel geschaltete
Verzögerungskondensatoren, deren Kapazität die Schließdauer des Kleinschützes vom
Zeitpunkt der Abschaltung des Erregerstromes der Kupplung bzw. Bremse und des Fremdstromes
(220V Wechselstrom) an bestimmt; einen Sperrgleichrichter, der jeweils mit den Arbeitskontakten
des Kleinschützes und den Erregungs- und/oder Entregungsstromquellen in Reihe liegt
und ein von Hand oder von der zu kuppelnden Arbeits-oder Kraftmaschine betätigtes,
das Ein-, Aus-und Umschalten des Erregerstromes und das Ein-und Ausschalten des
Fremdstromes (220 V Wechselstrom) bewirkendes Schaltschütz. Zwecks Veränderung der
Schließdauer des Kleinschützes können die Verzögerungskondensatoren einzeln abschaltbar
sein.
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Um das Schnellentregungsgerät unmittelbar an eine Wechselspannung
anlegen zu können, ist zweckmäßigerweise in den Speisestromkreis vor den Verzögerungskondensatoren
ein Vollweggleichrichter eingeschaltet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in der Anwendung
bei einer elektromagnetisch betätigten Reibungskupplung bzw. -bremse dargestellt,
und zwar in Abb. 1 mit einpoliger Unterbrechung des Erregerstromkreises und getrennten
Gleichrichtern für den Erregungs- und Entregungsstrom und in Abb. 2 mit zweipoliger
Unterbrechung des Erregerstromkreises und einem für die Erregung und die Entregung
gemeinsamen Gleichrichter.
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In beiden Abbildungen sind die Erregung und die Entregung der Kupplung
im ausgeschalteten Zustand gezeichnet.
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Das Schnellentregungsgerät SEG enthält einen an die Geräteanschlußklemmen
5 und 6 gelegten Vollweggleichrichter G, ein über einen Vorwiderstand R an diesen
angeschlossenes Kleinschütz KS und zwei durch Brücken 7 und 8 wahlweise zu- und
abschaltbare, parallel zum Kleinschütz KS liegende Verzögerungskondensatoren C1
und C2.
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Das Schnellentregungsgerät SEG ist mit den Geräteanschlußklemmen 1,
2, 3 und 4 in den Erregerstromkreis der Kupplung K eingeschaltet. Die Arbeitskontakte
9 und 10 des Kleinschützes KS sind mit den Geräteanschlußklemmen 1 und 2 verbunden.
Parallel zu den Arbeitskontakten 9, 10 ist ein Löschkondensator C3 vorgesehen. In
Reihe mit den Arbeitskontakten 9, 10 liegt ein Sperrgleichrichter SG, der
ausgangsseitig an die Geräteanschlußklemmen 3 und 4 geführt ist.
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Bei der Verwendung des Schnellentregungsgerätes SEG bei einer einpolig
von der Erregerstromquelle PN und der gesonderten Entregungsstromquelle P'N' trennbaren
Kupplung K nach Abb. 1 ist ein Schaltschütz SS vorgesehen, dessen Arbeitskontakte
11 und 12 in dem Erregerstromkreis der Kupplung K liegen. Die Hilfskontakte 13,
14 des Schaltschützes SS liegen in der 220-V-Wechselstrom-Speiseleitung des Gerätes
und öffnen und schließen gleichsinnig mit den Arbeitskontakten 11, 12.
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Die Hilfskontakte 15, 16 des Schaltschützes SS sind mit den Geräteanschlußklemmen
2 und 3 verbunden. Das zu den Arbeitskontakten 11, 12 führende Ende der Kupplungsspule
ist außerdem an die Geräteanschlußklemme1 gelegt. Der N'-Pol der Entregungsstromquelle
ist an den P-Pol der Erregerstromquelle und der P'-Pol der Entregungsstromquelle
über einen Regelwiderstand Re an die Geräteanschlußklemme 4 angeschlossen.
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Der Betriebsablauf ist folgender: Durch Erregung des Schaltschützes
SS werden die Arbeitskontakte 11, 12 und die Hilfskontakte 13, 14 geschlossen, während
die Hilfskontakte 15, 16 geöffnet werden. Damit sind die Kupplung K an die Erregerstromquelle
PN und das Schnellentregungsgerät SEG an die 220-V-Wechselspannung angeschlossen.
Die Kupplung K spricht an und arbeitet.
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Die durch den Vollweggleichrichter G gleichgerichtete Spannung lädt
die Verzögerungskondensatoren C1 und C2 auf und bringt das Kleinschütz KS über den
Vorwiderstand R zum Anziehen, so daß als Vorbereitung für die spätere Entregung
dessen Arbeitskontakte 9, 10 geschlossen sind. Ein Strom von P' über die Kupplung
K. nach N' wird hierbei durch den Sperrgleichrichter SG verhindert.
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Nach dem Ausschalten der Kupplung K sind die Arbeistkontakte 11, 12
und die Hilfskontakte 13, 14 geöffnet und die Hilfskontakte 15, 16 geschlossen.
Da jetzt über die Hilfskontakte 15, 16 der Sperrgleichrichter SG überbrückt ist,
fließt ein durch den Regelwiderstand Re bestimmter Entregungsstrom von P' über die
noch geschlossenen Arbeitskontakte 9; 10 des Kleinschützes KS zur Kupplung K und
weiter nach N'. Hierdurch wird das in der Kupplung noch vorhandene Restmagnetfeld
abgebaut.
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Wenn sich die Verzögerungskondensatoren C1 und C2 entladen haben,
fällt das Kleinschütz KS ab, die Arbeitskontakte 9, 10 werden geöffnet und unterbrechen
den Entregungsstromkreis. Jetzt kann das Arbeitsspiel erneut beginnen.
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Bei der Anordnung nach Abb.2 werden sowohl der Erregerstrom als auch
der Entregungsstrom aus der gleichen Stromquelle P, N entnommen, während zur Speisung
des Schnellentregungsgerätes SEG wie oben eine an die Geräteanschlußklemmen 5 und
6 angeschlossene 220-V-Wechselstromquelle dient.
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Das Schaltschütz SS' liegt mit seinen Arbeitskontakten 11', 12' und
11", 12" in dem Erregerstromkreis der Kupplung K und schaltet diese zweipolig an
und ab. Die Hilfskontakte 13', 14' schalten im gleichen Sinne den 220-V-Wechselstromkreis
des Schnellentregungsgerätes SEG. Je zwei weitere Hilfskontakte 17, 18 und 19, 20
des Schaltschützes SS' schalten in entgegengesetztem Sinne.
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Von P ist unter Umgehung der Arbeitskontakte 11" und 12" über die
Hilfskontakte 17, 18 und einen Regelwiderstand Re eine Leitung an das mit N verbundene
Ende der Kupplungsspule geführt. Eine weitere Leitung ist von dem Kontaktpunkt 11"
über die Hilfskontakte 19, 20 an die Geräteanschlußklemme 1 angeschlossen. Die Geräteanschlußklemmen
2 und 3 sind nicht belegt. Die Geräteanschlußklemme 4 ist unmittelbar mit N verbunden.
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Die Vorgänge im Betrieb sind folgende: Wird das Schaltschütz SS' erregt,
so schließen sich die Arbeitskontakte 11', 12' und 11", 12" und die
Hilfskontakte 13', 14', die Hilfskontakte 17, 18 und 19, 20 dagegen öffnen. Jetzt
liegt die Kupplung an PN und wird erregt. Auch der 220-V-Wechselstromkreis ist geschlossen,
die Verzögerungskondensatoren C 1 und C 2 laden sich auf, und das Kleinschütz KS
wird über den Vorwiderstand R erregt und schließt seine Arbeitskontakte 9, 10. Dadurch
ist der Weg für den Entregungsstrom vorbereitet.
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Beim Ausschalten der Kupplung durch Stromlosmachen des Schaltschützes
SS' öffnen dessen Arbeitskontakte
11', 12' und 11", 12" und seine
Hilfskontakte 13', 14', während gleichzeitig die Hilfskontakte 17, 18 und 19, 20
geschlossen werden. Da das Kleinschütz KS die Arbeitskontakte 9, 10 noch geschlossen
hält, fließt jetzt ein Entregungsstrom von P über die Hilfskontakte 17, 18 und den
Regelwiderstand Re in der dem Erregerstrom entgegengesetzten Richtung zur Spule
der Kupplung K und von dieser weiter über die Hilfskontakte 19, 20, die Arbeitskontakte
9, 10 des Kleinschützes KS und den Sperrgleichrichter SG nach N.
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Dieser Entregungsstrom, der mittels des Regelwiderstandes Re geringer
als der Erregerstrom eingestellt ist, baut das Restmagnetfeld der Kupplung K schnell
ab. Sobald sich die Verzögerungskondensatoren C1 und C2 entladen haben, fällt das
Kleinschütz KS ab, wodurch an den Arbeitskontakten 9, 10 der Entregungsstrom unterbrochen
wird. Die Anlage befindet sich jetzt wieder in dem gezeichneten Zustand, und das
Arbeitsspiel kann wieder beginnen.
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Der Sperrgleichrichter SG, der hier mit dem Kupplungsgleichrichter
(PN) in Reihe geschaltet ist, verhindert, daß dieser mit der vollen Ausschaltspannung
belastet wird.