DE131777C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Soll ein Schiffssteuer oder auch andere Vorrichtungen, z. B. Schleusenthore, Drehbrücken u. s. w., aus der Ferne auf elektrischem Wege verstellt werden, so bedient man sich hierzu bekanntlich eines von einem Hülfsmotor angetriebenen Anlassers und steuert den Hülfsmotor durch eine an der Commandostelle zu bedienende Stromschlufsvorrichtung. Zum Antrieb des Schiffssteuers bezw. der anderen genannten Vorrichtungen sind Elektromotoren erforderlich, die nur belastet, nicht aber auch in den oft langen Arbeitspausen leer umlaufen sollen. Hierbei entsteht die Schwierigkeit, dafs die Elektromotoren ein beträchtliches Trägheitsmoment besitzen, das ihre Ingangsetzung verzögert, und ebenso ein schnelles Anhalten und das Einstellen auf eine bestimmte Stellung infolge Nachlaufens des Motors erschwert. Beim Einschalten muis daher sofort ein bedeutendes Drehmoment vorhanden sein; das Anhalten dagegen muis durch eine ener- . gische Bremsvorrichtung unterstützt werden, was am besten dadurch erreicht wird, dafs man den Motor in bekannter Weise selbst als elektrische Bremse benutzt. Die Bremsung hat jedoch so zu erfolgen, dais nicht an den Contacten der Schaltvorrichtungen beträchtliches Feuer auftritt, da hierdurch die Contacte beschädigt und die Zuverlässigkeit des ganzen Apparates in Frage gestellt würde.

Als weitere Eigenschaften eines Elektromotors für Schiffssteuer sind zu fordern, dafs der Stromverbrauch bei jeder Art des Betriebes in mäfsigen Grenzen bleibt, und endlich, dafs das Drehmoment, wie bei der Dampfmaschine, eine Grenze habe, da sonst bei genügender Gröfse der stromliefernden Anlage leicht ein Bruch erfolgen könnte, wenn man nicht Reibungskupplungen anwendet, die ihrer Unsicherheit wegen für solchen Betrieb vermieden werden sollten.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine besondere Schaltung, die die Erfüllung der eingangs aufgestellten Bedingungen ermöglicht.

Als Motor ist nach vorliegender Erfindung ein Hauptstrommotor gewählt, dessen Schenkelwicklung in zwei Theile getheilt ist, in Verbindung mit einer eigenthümlichen Schaltvorrichtung. Die Schaltvorrichtung besteht aus einem Stufenschalter 1 und einem Umschalter 2. Wie weiter unten näher beschrieben, ist dieser Umschalter ' so eingerichtet, dafs er in seiner Mittellage den Anker kurz schliefst. Die Schaltung des Motors ist schematisch durch Fig. I dargestellt. Der Strom flieist durch die Bürste 3 in den Vorschaltwiderstand 4, theilt sich bei der Klemme 5, indem ein Theil die Schenkelwicklung 6 durchfliefst, ein anderer Theil den Widerstand 7, worauf der Gesammtstrom den Theil -8 der Schenkelwicklung und je nach der Stellung des Umschalters 2 den Anker 9 in der einen oder der anderen Richtung durchflieist. Steht die Bürste 3 auf dem Contact ganz links, so ist der gesammte AViderstand 4 vor den Motor geschaltet, dessen Gröfse nur eine mäfsiee Stromstärke entstehen läfst.

Wird jetzt der Umschalter 2 aus seiner Mittellage in eine der Endlagen gebracht, so erhält auch der Anker Strom und ein Drehmoment und bei angemessener Wahl der Verhältnisse eine geringe Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit steigt bei gleichbleibendem Drehmomente, wenn durch allmähliches Rechtsdrehen der Bürste 3 mehr und mehr Widerstand der Stufen 4 abgeschaltet wird; der Motor möge etwa 200 Umdrehungen machen, wenn der ganze Widerstand 4 abgeschaltet ist. Wird die Bürste 3 noch weiter nach rechts bewegt, so wird der parallel zur Wicklung 6 geschaltete Widerstand 7 allmählich vor 6 geschaltet, so dafs ein immer geringerer Theil des Stromes durch 6 fliefst. Die Erregung der Schenkel nimmt ab, die Geschwindigkeit des Motors steigt, das Drehmoment sinkt. Rückt die Bürste 3 auf den letzten Contact rechts, so wird die Wicklung 6 nahezu stromlos und nur die Wicklung 8 wird vom Strom durchflossen. Der Motor erreicht damit seine gröfste, durch Stromstärke und widerstehendes Moment bestimmte Umdrehungszahl, die jetzt etwa 400 sein möge.

Durch diese Einrichtung ist der Motor befähigt, in der anfangs verlangten Weise zu wirken. Ist aller Widerstand vorgeschaltet, so entwickelt der Motor ein bedeutendes Drehmoment, kann aber dabei nur mit ganz geringer Geschwindigkeit laufen. Wird der Widerstand 4 abgeschaltet, so entwickelt er noch bei 200 Umdrehungen in der Minute dasselbe Drehmoment, bei geringerer Tourenzahl dagegen ein höheres Drehmoment. Wird auch der Widerstand 7 abgeschaltet, so entwickelt er bei doppelter Tourenzahl noch das halbe Drehmoment.

Fig. 2 giebt in schematischer Darstellung die Schaltung der Gesammteinrichtung, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet. Man erkennt hier, dafs die Contacte der Widerstände 4 und 7 auf der Innenseite eines Cylinders doppelt angeordnet sind, und zwar dafs je zwei Contacte, die auf der oberen und unteren Hälfte des Cylinders genau unter einander liegen, mit einander verbunden sind. Es ist mithin für das Abschalten der Widerstandsstufen gleichgültig, ob man die Bürsten 3 von der Mittelstellung aus nach rechts oder nach links verdreht.

Der Umschalter 2 des Motors ist in den Fig. 3 und 4 besonders herausgezeichnet. Er besteht aus einer isolirenden Walze 10, auf der in vier Ebenen acht Halbringe 11 befestigt sind. Auf jedem dieser Halbringe schleift je eine Kohlenbürste 12. Durch die Umstellung der Walze wird der Anker des Motors in der einen oder der anderen Richtung in den Stromkreis eingeschaltet, während in der Mittelstellung die einander gegenüberstehenden Paare von Halbringen 11 sämmtlich durch je eine der Bürsten 12 mit einander verbunden sind, so dafs in diesem Falle der Anker kurz geschlossen ist. Diese Einrichtung hat folgenden Zweck:

'Bringt .man den Umschalter 2 in diese Kurzschlufsstellung, wie in Fig. 2 dargestellt, so kommt gleichzeitig die Bürste 3 des Stufenschalters ι in ihre Mittelstellung, da diese beiden Theile mechanisch mit einander gekuppelt sind. Dadurch werden also die Widerstände 4 und 7 in den Stromkreis eingeschaltet. Es fliefst jetzt ein verhältnifsmäisig schwacher Strom durch die Schenkelwicklungen 6 und 8, wobei jedoch immer noch eine ziemlich starke Erregung vorhanden ist, da an ihr alle Windungen beider Schenkelwicklungen betheiligt sind; der Anker 9 dagegen ist kurz geschlossen. Ist daher der Motor bei dieser Schaltung in Bewegung, so entsteht in dem lairzgeschlossenen Anker ein starker, bremsend wirkender Strom, der den Motor in kürzester Zeit zum Stillstand bringt. Wollte man, so lange dieser Strom im Anker besteht, den Umschalter drehen und dadurch den Kurzschlufs öffnen, so würde an den Contacten des Umschalters 2 heftiges Feuer entstehen. Es ist daher, wie gleich erläutert werden soll, dafür gesorgt, dafs der Umschalter 2 nicht gedreht werden kann, bis der Ankerstrom unter eine gewisse Gröfse gesunken ist. Wenn dagegen der Bremsstrom im Anker verschwunden ist, so kann der Umschalter 2 ohne Gefahr gedreht und der Anker 9 in den Stromkreis eingeschaltet werden, ohne dafs beträchtliches Feuer an den Contacten des Umschalters 2 eintritt. Der Stromkreis nämlich des umsteuerbaren Hülfsniotors 13, der den Umschalter und Anlasser durch ein Vorgelege antreibt, wird durch einen Ausschalter 14 selbstthätig geöffnet, sobald der Ankerstrom des Hauptmotors eine bestimmte Stromstärke überschreitet. Der Einschaltmotor 13 wird dadurch stromlos und kann daher die Schaltvorrichtung nicht weiter drehen. Auf der Achse des Umschalters 2 ist aber aufserdem noch eine Curvenscheibe 15 befestigt, gegen die sich eine in dem Hebel 16 gelagerte Rolle 17 legt. Der Hebel 16 ist um die Achse 18 drehbar und wird durch die Federn 19 mit grofser Kraft gegen die Curvenscheibe 15 gedrückt. Letztere ist so geformt, dafs die Schaltvorrichtung dadurch aus jeder Lage wieder in die Mittellage zurückgeführt wird, wenn der Einschalter stromlos wird.

Der Maximalausschalter 14 sorgt also einmal dafür, dafs die Umschaltvorrichtung stets in die Kurzschlufslage geführt wird, wenn der Ankerstrom eine bestimmte Gröfse überschreitet, und ferner dafür, dafs die Schaltvorrichtung nicht aus dieser Mittellage gedreht

werden kann, bevor nicht der Ankerstrom unter die festgesetzte Gröfse gesunken ist.

Es bleibt jetzt noch übrig zu beschreiben, wie der Einschaltmotor 13 gesteuert wird, der den Stufenschalter 1 und den Umschalter 2 dreht.

Hierzu dient das Steuerrad 20, mit dem ein Arm 21 fest verbunden ist. Die Rolle 22 greift in die Curvennuth 23 auf der Cylinderfläche einer Muffe 24, die lose auf der Achse des Steuerlenkers sitzt und sich ebensowohl auf ihr drehen wie auch seitlich verschieben kann.

Durch Drehung des Steuerrades 20 wird die Muffe 24 in der Richtung der Achse verschoben; hierdurch wird jedoch der Hebel 25 eines Umschalters 26, dessen oberes Ende !ebenfalls eine Rolle trägt, die in eine zweite ebene Nuth 27 der Muffe 24 eingreift, aus der Mittellage nach links oder rechts gelegt und dadurch der Stromkreis des Einschaltmotors 13 geöffnet oder geschlossen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Regelungsschaltung für Hauptstrommotoren mit Fernsteuerung zum Antriebe von Schiffssteuern und ähnlichen Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dafs ein Theil der dauernd erregten Feldwicklung des Flauptstrommotors zu einem Theile des Anlafswiderstandes parallel geschaltet und in der Endstellung des Anlafsschalthebels kurzgeschlossen ist, während der Anker des Motors in der Anfangsstellung des Anlafsschalthebels kurzgeschlossen ist, zum Zwecke, den in den Arbeitspausen stillstehenden Motor mit grofsem Drehmoment angehen zu lassen, die zum Beschleunigen der Drehung erforderliche Feldschwächung ohne Feuer an den Stromschlufsstellen des Anlassers bewirken zu können und beim Stillsetzen des Motors eine genau bestimmbare Bremswirkung zu erhalten.
2. 2. Regelungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs im Kreise des den Anlafshebel bewegenden Hülfsmotors ein Ausschalter liegt, der durch einen im Ankerkreise des Flauptmotors liegenden Elektromagneten selbstthätig geöffnet wird, wenn der Ankerstrom einen bestimmten Betrag überschreitet, zum Zwecke, eine Bewegung des Hauptmotorumschalters bei starkem Bremsstrom zu verhindern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.