DE215259C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 215259 KLASSE 21 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1908 ab.

Es ist bekannt, bei Vorrichtungen zum Anlassen elektrischer Motoren zwischen das Antriebsorgan und das Schaltorgan eine Schleppfeder einzuschalten und auf letzteres eine unter dem Einfluß des Ankerstromes stehende Doppelsperrklinke einwirken zu lassen, die nur eine langsame, schrittweise Bewegung des Schaltorganes gestattet. Dabei ist aber immer nur das Anlassen, dagegen nicht das Stillsetzen des Motors berücksichtigt worden, für welches eine langsame, schrittweise Bewegung des Schaltorganes gleichfalls von großer Wichtigkeit ist, insbesondere wenn man Rückstrom gewinnen oder den Motor auf rein elektrischem Wege abbremsen will.

Gemäß der Erfindung steht das Schaltorgan zwecks Anlassens und Stillsetzens des Motors unter der Einwirkung je. einer besonderen Schleppfeder und ist mit dem Sperrzahnkranz für die Doppelklinke fest verbun-' den.

Axif den Zeichnungen ist als eine Ausführungsform der Erfindung eine Einrichtung zum Anlassen und Stillsetzen eines Gleichstromnebenschlußmotors dargestellt.

Fig. ι ist ein Querschnitt, durch den Schaltapparat.

Fig. 2 zeigt den Schaltapparat im Schnitt nach Linie A-B in Fig. 1 sowie in Verbindung mit dem zur Bewegung der Sperrklinken dieneuden Hilfsvorrichtungen.

Fig. 3 ist ein Schaltungsschema.

Der eigentliche Schaltapparat besteht zunächst aus einer isolierenden Grundplatte a, in welcher der Zapfen b befestigt ist, und auf 45

deren Vorderseite vier in Kreisen angeordnete Kontaktsätze (Fig. 3) vorgesehen sind. Der äußerste Kontaktsatz umfaßt den Bogen c¹ und die Kontakte c² bis c¹⁵. Der zweite Kontaktsatz, von außen gerechnet, besteht aus den Bogen d¹ und d². Der dritte Kontaktsatz enthält den Bogen e¹ und die Kontakte e² bis e^is. Der innerste Kontakt.wird schließlich durch den geschlossenen Ring f gebildet.

Auf dem Zapfen b ist das Kontaktrad g drehbar, auf dessen Rückseite die beiden Bürsten g¹ und g² isoliert angebracht sind. Die Bürste g¹ schleift auf den Kontaktsätzen c und d, dagegen die Bürste c² auf den Kontaktsätzen e und /. Das Kontaktrad g besitzt drei Kränze h, i, k, welche mit Kerben versehen und zum Zusammenwirken mit den Klinken m, η und 0 bestimmt sind. Auf der Vorderseite des Schaltrades g ist ein Stift φ (Fig. i) vorgesehen.

Auf den Zapfen b ist ferner eine Haube q drehbar (Fig. 1) aufgesetzt, welche an ihrer Vorderseite den Handgriff q¹ trägt. Der hintere Rand der Haube q ist als Flansch ausgebildet, der mit drei Kerben q¹ bis q^l zum Eingriff der Klinke r versehen ist. An der Nabe q⁵ der Haube q sind zwei Spiralfedern s¹, s² befestigt (Fig. 2), von denen die eine rechts- und die andere linksgängig ist. Die äußeren Enden der Spiralfedern legen sich von rechts bzw. links gegen den Stift p des Schaltrades g.

Die Klinken m, n, 0 und r sind lose um Zapfen drehbar, welche in der Grundplatte a befestigt sind. Die Klinke η dreht sich um

denselben Zapfen wie die Klinke ο und ist mit einer Nase ή¹ (Fig. 2) ausgestattet, welche unter der Klinke 0 liegt. Wird also letztere der Uhrzeigerrichtung entgegen herumgedreht, so nimmt sie die Klinke η mit. Dagegen kann die Klinke n, solange sich die Klinke 0 in der gezeichneten Lage befindet, in die Kerben des Kranzes i einfallen, ohne daß dadurch die Klinke 0 bewegt würde.

Während die Zähne der übrigen Klinken starr sind, ist der Zahn η² der Klinke η elastisch

■ angebracht (Fig. 2). Er gleitet auf einem Stift M³ und ist in einem Schlitz auf der Innenseite der Klinke η geführt. Auf den Stift n³ sind zu beiden Seiten des Zahnes n² zwei Federn w⁴, w⁵ gewickelt, welche einander entgegenwirken und so den Zahn η² für gewöhnlich in der gezeichneten Stellung halten. Zur Bewegung der Klinken m einerseits und 0 sowie η andererseits dienen Solenoide t und«, deren Kerne i¹ und m¹ die Fig. 3 in ihrer normalen Stellung veranschaulicht. Die Kerne sind unten durch Stangen i² und u² an die Klinken m bzw. 0 angeschlossen, während auf ihre obere Enden zwei Federn v¹, v² einwirken, von denen v¹ den Kern t¹ nach unten und v² den Kern u¹ nach oben zu bewegen sucht.

w ist ein als Solenoid ausgebildetes Relais, dessen Kern w¹ zum Auf- und Niederbewegen des Kontaktstückes w² (Fig. 3) dient. Dieses ist mit dem festen Kontakt w³ leitend verbunden und legt sich in seiner untersten Stellung gegen den Kontakt w^l, dagegen in der höchsten Stellung gegen den Kontakt w⁵. In Fig. 2 ist eine von Fig. 3' etwas abweichende Ausgestaltung des Kontaktstückes w² dargestellt, auf welche weiter unten eingegangen werden soll.

Mit dem Kontakt w³ wirkt ein Schalter χ zusammen, der unter dem Einfluß einer Feder x¹ steht und an seinem unteren Ende ein Isolierstück χ² trägt. Dieses steht in der gezeichneten Ruhestellung zwischen dem Zahn k⁰', des Kranzes k und der Nase der Klinke 0.

y¹ ist der Anker und y² die Magnetwicklung des zu bedienenden Motors.

Die Schaltung und Verbindung der verschiedenen Teile der neuen Einrichtung ergibt sich ohne weitere Erläuterungen aus Fig. 3-

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung sei zunächst an Hand von Fig. 1 und 3 erklärt, während auf die Ausgestaltung des Relais w gemäß Fig. 2, wie bereits bemerkt, später besonders eingegangen werden soll.

Um den Motor anzulassen, wird der Hauptschalter ζ geschlossen und die Haube q mittels des Handgriffes q¹ der Uhrzeigerbewegung entgegen herumgedreht, nachdem die Klinke r aus der Kerbe q² von Hand ausgehoben worden ist. Je nachdem der Motor mit voller oder einer geringeren Geschwindigkeit laufen soll, wird die Drehung so weit fortgesetzt, bis entweder die Kerbe q³ oder die Kerbe q^A der Klinke r gegenübersteht.. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß der Motor mit voller Geschwindigkeit laufen soll. Dann wird also, wie bereits bemerkt, die Haube q um etwa 330⁰ links herumgedreht und die Klinke r in die Kerbe qⁱ von Hand eingelegt.

Durch Schließen des Hauptschalters ζ erhält die Magnetwicklung y² des Motors Strom auf folgendem Wege: Pluspol, z, y², I, e¹, drei Teile des Nebenschlußwiderstandes (e¹⁵ bis e¹³), e¹³, g², P, d¹, 3, z, Minuspol.

Bei der Linksdrehung der Haube q spannt sich die Feder s¹, deren inneres Ende an die Nabe q^b angeschlossen ist. Das äußere Ende der Feder nimmt nun den Stift p und damit auch das Schaltrad g links herum mit. Das letztere kann sich zunächst eine Weile ungehindert drehen. Der Zahn k° des Kranzes k gibt den Schalter χ frei, und dieser legt sich gegen den Kontakt ze»³. Dadurch erhält nun das Solenoid t Strom, und zwar auf folgendem Wege: Pluspol, z, 4, x, w³, w², w^l, t, 5, Minuspol. Der Kern t¹ wird nach oben gezogen und dadurch die Klinke m am Einfallen in die Kerben des Kranzes h gehindert.

Bei der weiteren Drehung des Schaltrades g werden die zwischen e¹³ und e¹⁵ liegenden drei Teile des Nebenschlußwiderstandes ausgeschaltet, und die Bürste g¹ bewegt sich über die Kontakte c² bis c⁸, ohne daß dadurch der Anker y¹ wegen des zwischen d¹ und d² angeordneten Isolationsstückes Strom erhielte. Dies tritt vielmehr erst ein, wenn die Bürste g¹ mit dem Kontakt c⁹ in Berührung kommt; es fließt alsdann folgender Strom: Pluspol, z, yi, 6, w, 7, alle sieben Teile des Vorschaltwiderstandes bis c⁹, g¹, d¹, 3, z, Minuspol der Anschlußleitung. Der Anker y¹ dreht sich nun und erhält so viel Strom, daß das Relais w seinen Kern w¹ anzieht. Infolgedessen wird das Solenoid t ab- und das Solenoid u eingeschaltet. Das letztere erhält Strom' auf folgendem Wege: Pluspol, z, 4, x, w^s, w², w⁵,8, u, z, Minuspol. Die Klinke m fällt auf den Kranz k zurück, kommt hier jedoch mit der Kerbe h¹ in Eingriff, welche ebenso wie die folgenden Kerben eine weitere Linksdrehung des Schaltrades nicht verhindert. Durch das Ansprechen des Solenoids u wird dagegen die Klinke 0 "5 nach unten bewegt und legt sich in die Kerbe k¹ ein, wodurch eine Weiterdrehung des Schaltrades verhindert wird. Da der Strom in dem Anker y¹ jetzt aber ohne Änderung des Widerstandes wegen der Beschleunigung des Ankers etwas abnimmt, so läßt das Relais w den Kern w¹ nach kurzer Zeit wieder fallen und

schaltet das Solenoid u aus, wodurch die Klinke ο aus k¹ ausgehoben wird; danach dreht sich das Schaltrad g weiter nach links, bis die Stärke des den Anker y¹ durchfließenden Stromes infolge der neuerdings eingetretenen Widerstandsverringerung von neuem hoch genug wird, um ein Einschalten des Solenoides u durch das Relais w herbeizuführen. Infolgedessen legt sich die Klinke ο in die nächste

ίο Kerbe k² ein. Das Spiel wiederholt sich unter stufenweiser Abschaltung des Vorschaltwiderstandes so lange, bis die Klinke ο mit der Kerbe k³ zusammenwirkt. Sobald sie aus dieser Kerbe wieder heraustritt, kommt nunmehr auch die Klinke η mit ihrem Zahn η² in Wirksamkeit. Letzterer tritt nämlich in die Kerbe i¹ ein und wird von dieser so weit mitgenommen, als es der Schlitz in dem unteren Ende der Klinke η gestattet. In dieser Endstellung hält der Zahn η² jedoch das Schaltrad g fest. Er wird aus. der Kerbe i¹ erst ausgehoben, wenn die Klinke 0 in die nächste Kerbe k^l eingelegt wird.

Die Klinke η verhütet also, daß sich das Schaltrad auf einmal um mehr als einen Schritt drehen kann, sobald der'Motor eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat. Wäre sie nicht vorhanden, so könnte, während die Klinke 0 ausgehoben ist, das Schaltrad g leicht um mehr als einen Schritt sich links herumdrehen. Selbstverständlich könnten ähnliche Kerben wie i¹ schon vor dieser Kerbe vorgesehen sein, so daß sie beispielsweise schon mit der Kerbe k¹ zusammenwirkten. Dies ist aber im allgemeinen nicht nötig, weil beim Beginn des. Anlassens der den Motor durchfließende Strom nicht in so starkem Maße zufolge der Widerstandsabstufung steigt wie später.

Nachdem der ganze Vorschaltwiderstand ausgeschaltet ist, d. h. nachdem die Bürste g¹ in Berührung mit dem Bogen c¹ gekommen ist, wird der zwischen e¹ und e¹² liegende Nebenschlußwiderstand schrittweise in den Stromkreis der Magnetwicklung y² eingeschaltet.

Das Schaltrad g legt sich schließlich mit seinem Zahn k° gegen den Anschlag a¹ der Grundplatte a, und seine Drehung hört infolgedessen auf.

Während des normalen Betriebes des Motors schwebt das Kontaktstück w² des Relais zwischen den Kontakten wⁱ, ze»⁵, ohne sie zu berühren.

Um den Motor wieder stillzusetzen, wird die Haube q rechts, d. h. im Sinne der Uhrzeigerbewegung herumgedreht und die zu diesem Zweck von Hand ausgehobene Klinke r in die Kerbe q² eingelegt. Hierdurch wird die Spiralfeder s² gespannt, welche nun ihrerseits das Schaltrad g mitnimmt. Durch den jetzt im Motoranker auftretenden Stromstoß wird zunächst das Relais w so stark erregt, da der Motor Rückstrom an das Netz liefert, daß es das Solenoid erregt. Es spielt sich dabei derselbe Vorgang ab wie beim Anlassen, d. h. die Klinke 0 wird abwechselnd gehoben und gesenkt, so daß sich das Schaltrad nur schrittweise drehen kann. Die Schaltung des Motors, der jetzt Rückstrom in das Netz schickt, wird vorerst nur in dem Sinne geändert, daß der Nebenschlußwiderstand allmählich ausgeschaltet und der Anlaßwiderstand allmählich eingeschaltet wird.

Der Anlaßwiderstand ist so bemessen, daß die Spannung an den Bürsten des Motors etwas größer ist wie die Netzspannung, damit das Relais w den erforderlichen Strom erhält. So geht das Spiel weiter, bis die Bürste g¹ ' beim Abstellen den Kontakt c⁹ verläßt.

Sobald die Bürste g¹ mit dem Kontakt c⁸ in Berührung kommt, nimmt der von dem Anker y¹ erzeugte Strom folgenden Weg: y¹, 6, w, 7, c¹, sechs Teile des Anlaßwiderstandes, c¹⁰, 9, c⁸, g¹, d², 10, y¹. Der Anker y¹ ist nun also über einen Widerstand geschlossen und liegt nicht mehr an den Anschlußleitungen. Bei der Weiterdrehung des Schaltrades nach rechts verringert sich der in dem Ankerstromkreis liegende Widerstand. . Schließlich verläßt die Bürste g·¹ den Kontakt c² und öffnet dadurch den Ankerstromkreis.

Im letzten Teil der Rechtsdrehung des Schaltrades kommt die Klinke 0 mit den Kerben k^s bis k⁶ in Eingriff.

Die Wirkungsweise der Klinke m ist bei der Darlegung des Schaltvorganges bisher absichtlich nur im Anfange erwähnt worden. Wie nach dem Gesagten und aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht, liegt diese Klinke auf dem Kranz h stets auf, wenn durch die Wicklung des Solenoids t kein Strom fließt. Das ist aber der Fall, solange die Stärke des den Motoranker durchfließenden Stromes eine gewisse untere Grenze nicht erreicht, die unter dem Werte des normalen Betriebsstromes des Motors liegt, bei dem der Kontakt w², wie oben angegeben ist, zwischen den Kontakten wⁱ und w⁵ schwebt. Der Ankerstrom kann nun einerseits beim Anlassen des Motors unter der fraglichen Grenze liegen, nämlich dann, wenn überhaupt kein Strom durch den Motoranker fließt, d. h. wenn die Bürste g¹ nicht wenigstens den Kontakt c⁹ berührt, andererseits umgekehrt beim Abstellen, nachdem die Bürste g¹ mindestens mit dem Kontakt c⁸ in Berührung gekommen ist. Im ersten Falle (beim Anlassen) bleibt die Klinke, solange sie sich über dem Bereich der Zähne A⁴ bis h³ befindet, außer Eingriff, kommt aber in dem Anlaßbcrcich h¹ bis h² mit diesen Kerben in Eingriff und verhindert hier ein viel-

leicht beabsichtigtes Zurückdrehen des Anlaßschalters, so daß der Motor stets erst angelassen werden muß, ehe seine Abstellung erfolgen kann; beim Abstellen dienen die Kerben A³ bis h* diesem Zwecke.

Hier wird nämlich im Anfange, solange der Motor noch regeneriert, die Klinke m angehoben, sobald die Motorspannung im Verhältnis zur Netzspannung so gesunken ist und

ίο der Ankerstrom so gering geworden ist, daß der Kontakt w² den Kontakt w^l berührt.

Die jeweilige Bewegung in derselben unveränderten Richtung wird von der Klinke m infolge der Abschrägungen der Kerben k¹ bis h² bzw. h³ bis A* nicht gehindert.

Der Zweck dieser Kerben und der Klinke m

ist also, eine Umkehrung der jeweiligen Dre-' hung des Schaltrades zu verhindern, solange noch Strom von nennenswerter Stärke durch den Anker fließt,

Die in Fig. 2 etwas anders als in Fig. 3 gezeichnete Ausführungsform des Relais w besitzt ein Kontaktstück w², welches mittels einer Stange w⁶ pendelnd an dem Kern w¹ aufgehängt ist. Der Schwerpunkt des Kontaktstückes w², dessen Lage durch kleine Zusatzgewichte w¹ geregelt werden kann, liegt zwischen dem Anlenkungspunkt an der Stange w⁶ und der Schneide w⁸, auf welcher das Kontaktstück w² in der Ruhelage aufliegt. In dieser Stellung berührt das linke Ende zugleich den Kontakt w^l. Wird der Kern w¹ angezogen, so verläßt zunächst das linke Ende des Kontaktstückes w² den Kontakt wⁱ und legt sich gegen die Schneide ze⁹. Beim weiteren Steigen der Stromstärke in der Wicklung des Relais w wird das Kontaktstück w² dann auch von der Schneide w^s abgehoben und gegen den Kontakt w⁵ gelegt. Die Schrauben der Kontakte w^l und w⁵ sind nun so gestellt, daß in dieser letzteren Stellung der Kontakt κ>⁴ nicht geschlossen wird. Läßt die Stromstärke wieder etwas nach, so dreht sich das Kontaktstück w² um die Schneide w⁹. Es entfernt sich mit seinem rechten Ende von dem Kontakt w⁵, zugleich aber auch mit seinem linken Ende aus der Nähe des Kontaktes w¹. Diese Anordnung hat den Zweck, bei dem leicht auftretenden Schwanken der Stärke des Ankerstromes nicht sofort wieder ein Schließen des Kontaktes wⁱ herbeizuführen.

Obwohl im vorstehenden nur eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, welche sich auf das Anlassen und Stillsetzen eines Gleichstrommotors, und zwar insbesondere eines solchen Motors bezieht, welcher beim Stillsetzen Rückstrom an das Netz liefert, so ist doch ohne weiteres klar, daß bei entsprechender Änderung der Kontaktsätze e bis f die Einrichtung in ganz ähnlicher Weise auch für andere Motoren, d. h. für Gleichstrommotoren anderer Schaltungsart, sowie für Wechsel- und Drehstrommotoren Anwendung finden kann.

Schließlich ist noch zu bemerken, daß sich der neue Apparat auch zum Fernantrieb eignet. Alsdann fällt der Handgriff qi fort, und um die Haube q wird eine Schnur o. dgl. gewickelt. Diese Schnur wird durch einen Hebel, eine zweite Schnurscheibe o. dgl. in der einen oder anderen Richtung bewegt. Die Kerben q² bis q^l werden dann an dem zur Bewegung der Schnur dienenden Organ angebracht. .

η ...

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Anlassen und Stillsetzen elektrischer Motoren mit zwischen Antriebsorgan und Schaltorgan eingeschalteter Schleppfeder und mit einer ein schrittweises Bewegen des Schaltorganes veranlassender, unter Wirkung des Ankerstromes stehender Doppelsperrklinke, dadurch gekennzeichnet, daß das zwecks Anlassens und Stillsetzens des Motors unter Einwirkung je einer besonderen Schleppfeder ('s¹ bzw. s²) stehende Schaltorgan (g) mit dem Sperrzahnkranz (k, i) für die Doppelklinke (0, n) fest verbunden ist, um auch beim Stillsetzen des Motors nur eine schrittweise Bewegung des Schaltorgans in Abhängigkeit vom Änkerstrome des Motors zu ermöglichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (0, n) der in bekannter Weise als vom Ankerstrom beeinflußten Hemmung ausgebildeten Doppelsperrklinke mit geringem Spiel gegeneinander beweglich angeordnet sind und der eine Teil (n) an seinem nicht gelagerten Ende einen in gewissen Grenzen nachgiebigen Zahn (η²) aufweist:

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte, mit einer Anzahl Kerben (h¹ bis A⁴J des Schaltorgans (g) bei beiden Drehrichtungen desselben zusammenwirkende, ebenfalls elektromagnetisch bewegte Klinke fm), die bei gewissen Stellungen ein Zurückdrehen des geschleppten Schaltorganes verhindert. .

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Solenoide (t, u), welche die Klinken (m und n, 0) bewegen, durch ein vom Ankerstrom durchflossenes Relais (w) gesteuert werden, dessen Kontaktstück (w²) in einer Endlage das Solenoid (t) und in der anderen Endlage das Solenoid (u) eingeschaltet hält, dagegen sich bei dem normalen Betriebsstrome des Motors zwischen den den So- lenoiden zugeordneten Kontakten (w^l und W⁵J ohne Berührung dieser befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch ι und 4, dadurch, gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (w²) des Relais (w) beim Verlassen des einen Solenoidkontaktes (w^s, Fig. 2) sich in der ersten Phase der Bewegung, auch von dem mit dem andern Solenoid verbundenen Kontakt (w*) entfernt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrelais (w) seinen Strom über einen Schalter (x) erhält, der bei stillstehendem Motor durch das Schaltorgan (g) offen gehalten wird und sich selbsttätig schließt, sobald letzteres seine Ruhelage verläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.