DE234465C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es sind bereits Schützsteuerungen bekannt, bei welchen die Schließung der Schütze entsprechend den Stellungen einer von Hand bewegten Meisterwalze oder selbsttätig fort-S schreitet, und bei welcher die Schütze mit Hilfskontakten bzw. Hilfsschaltern zur Schließung eines Erregerkreises für das jeweilig k nächste Schütz versehen sind, wobei jedoch die Schließung der einzelnen Schütze erst einige Zeit nach der Schließung des jeweilig vorhergehenden Schützes erfolgen kann bzw. nur dann, wenn der Motorstrom nach dem Schließen des vorhergehenden Schützes unterhalb eines bestimmten Wertes bleibt bzw. wieder unter diesen Wert sinkt.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch bewirkt, daß die Hilfsschalter mit den Schützen nicht fest, sondern nur einseitig verbunden sind, und daß nicht die Schütze selbst, sondem nur diese leichteren Hilfsschalter vom Motorstrom überwacht werden, derart, daß sie beim Öffnen der Schütze von diesen zwangläufig mitgenommen werden, dagegen beim Schließen der Schütze nur dann folgen, wenn die Motorstromstärke unterhalb eines bestimmten Betrages bleibt bzw. wieder unter diesen Wert gesunken ist. Gegenüber der bekannten Anwendung eines gemeinsamen Drosselschalters für sämtliche Schütze hat diese Anordnung den Vorteil, daß nicht im Falle des Versagens des Drosselschalters sämtliche Schütze in rascher · Folge anspringen und der Motorstrom auf einen außerordentlich hohen Wert ansteigt, sondern daß in einem solchen Falle nur das Schütz zu früh anspringt, worauf dessen Drosselvorrichtung das Schließen des folgenden Schützes so lange hindert, bis der Motorstrom hinter einen bestimmten Wert gesunken ist. Auch kann hier die Stärke des Motorstromes, bei welcher die Schütze weiterschalten können, für die einzelnen Schütze verschieden eingestellt werden, falls dies zweckmäßig ist.

Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele. In Fig. ι bedeutet S (links unten) den Hauptschalter, durch welchen der Motor mit dem Anker A und dem Feld F an die Stromzuführung angeschlossen wird. Mit L¹ bis Z,⁴ sind vier Hauptschütze bezeichnet, durch welche der Motoranker für den einen oder anderen Drehsinn geschaltet wird. Mit R¹ bis 7?⁴ sind die Stufen eines Anlaß- und Regelungswiderstandes bezeichnet, die durch die Schütze ι bis 4 der Reihe nach kurzgeschlossen werden können. K bedeutet die in üblicher Weise abgewickelt dargestellte Meisterwalze mit den feststehenden Kontaktfingern α bis h. Die Schütze L¹ und L^s sind in bekannter Weise mit Verriegelungskontakten I¹ und P versehen, damit die Schütze L¹ und L² für die eine Drehrichtung bloß geschlossen werden können,

wenn die Schütze Z,³ und Z.⁴ für die andere Drehrichtung aberregt, d. h. geöffnet sind, und umgekehrt L³ und Z⁴ nur geschlossen werden können, wenn L¹ aberregt ist. Die Schütze L², Z,⁴, i, 2 und 3 besitzen jedes einen Hilfsschalter 10, dessen beweglicher Teil einen Eisenkern 11 (Schütz 1) trägt, der so angeordnet ist, daß er sich in einem magnetischen Feld bewegt. Dieses Feld wird beispielsweise durch einen Hufeisenmagneten mit Bohrungen in den Polschuhen erzeugt, in denen sich der Eisenkern auf und ab bewegen kann. Der Hufeisenmagnet wird durch den Motorstrom erregt, indem dieser einen den Magneten durchsetzenden einfachen Leiter oder eine um den Magneten in einer mehr oder weniger vollständigen oder in mehreren vollen Windungen herumgeführte Spule durchfließt. In der Zeichnung ist schematisch der letztere Fall dargestellt. Der bewegliche Teil jedes Hilfsschalters ist mit dem beweglichen Teil des Schützes, zu dem er gehört, in der Weise verbunden, daß er in seiner oberen Lage gehalten wird, wenn das Schütz geöffnet ist. In der Zeichnung ist dies in der Weise schematisch veranschaulicht, daß ein vom Eisenkern 11 emporragender Stiel 12 (Schütz 1) an seinem oberen Ende zu einem Haken 13 umgebogen ist, dessen nach unten führendes Ende auf einer Veiiängerung 14 des beweglichen Schützkontaktes ruht. Bei einer derartigen Bauart muß der Hilfsschalter unbedingt offen sein, wenn das Schütz offen ist. Wenn aber das Schütz geschlossen wird, dann entfernt sich der Fortsatz 14 vom Haken 13, und der Hilfsschalter 10 erhält die Möglichkeit, sich zu schließen. Dies tritt jedoch nur dann ein, wenn der Motorstrom beim Schließen des Schützes nicht über eine bestimmte Stärke steigt. Im anderen Falle wird der Hilfsschalter durch das vom Motorstrom erregte magnetische Feld angehoben gehalten, bis die Stromstärke unter diesen Wert gesunken ist. Die Bauart der Schütze und Hilfsschalter kann eine beliebige sein. Bei der angedeuteten Ausführungsform der Hilfsschalter wird die Anordnung besonders einfach. Es werden hierbei die Schütze nebeneinander in gleicher Höhe angeordnet. Eine vom Motorstrom durchflossene Leitungsschiene durchsetzt die hufeisenförmigen Magnete der Hilfsschalter und kann bei jedem Schütz mit dessen Magnetkern durch Verschraubung verbunden werden, wobei durch diese Schraube gleichzeitig die den bewegliehen Schützkontakt tragende Blattfeder befestigt und mit der Leitungsschiene leitend verbunden wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung nach Fig. 1 ist folgende:

Wenn der Hauptschalter S geschlossen und die Meisterwalze K in die erste Stellung für Vorwärts gedreht worden ist, dann wird ein Steuerkreis geschlossen, welcher von der als positiv bezeichneten Stromzuleitung durch die Leitung 15, die Kontaktfinger α und b und die zugehörigen beweglichen Kontaktstücke der Meisterwalze K, die Leitung 16, die Erregerspulen der Schütze Z.² und Z,¹ und durch die Verriegelungskontakte I^s des Schützes L³ zur negativen Zuleitung führt. Die Schütze L¹ und L² werden daher geschlossen und folgender Stromkreis durch den Motor gebildet: Von der +Leitung durch das Motorfeld F, Schütz L¹, Anker A, Schütz Z,², Wicklungen der Hilfsschalter 10 der Schütze L² und X⁴, Widerstände i?⁴, R³, R² und R¹, Wicklungen der Hilfsschalter 10 der Schütze 1, 2 und 3 zur — Leitung. Es ist zu beachten, daß dieser Stromkreis durch alle Leiter und Spulen führt, die die Magnetfelder für die Hilfsschalter 10 erregen. Daher kann beim Schließen eines der mit Hilfsschalter versehenen Schütze der zugehörige Hilfsschalter nur dann geschlossen werden, wenn der Motorstrom einen bestimmten Betrag nicht überschreitet. Durch die Schließung der Schütze L¹ und L² ist der Motor, wie sich aus dem oben Gesagten ergibt, unter Vorschaltung des gesamten Anlaßwiderstandes für die eine Drehrichtung eingeschaltet worden. Solange die Meisterwalze K auf der Stellung 1 go bleibt, treten keine weiteren Veränderungen im Motorkreis ein. Wenn dagegen die Meisterwalze in die Stellung 2 weitergedreht wird, dann kommen ihre Kontaktfinger g und h mit den zugehörigen beweglichen Kontaktstücken in Eingriff, und es wird von der Leitung 16 aus ein weiterer Steuerkreis gebildet, welcher durch den Hilfsschalter 10 des Schützes Z², die Leitung 17, die Kontaktfinger h und g der Meisterwalze, die Leitung 18 und die Erregerspule des Widerstandsschützes 1 sowie durch die die Magnetfelder der Hilfsschalter 1.0 der Widerstandsschütze 1, 2 und 3 erregenden Leiter bzw. Spulen zur — Leitung führt. Dieser Erregerkreis wird jedoch nur dann gebildet, wenn der Hilfsschalter 10 des Schützes L² geschlossen worden ist, wenn also der Motorstrom unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Das Schütz 1 schließt nun den Widerstand R¹ kurz. Solange die Meisterwalze K in der Stellung 2 verharrt, wird kein weiteres Schütz betätigt. Wenn sie dagegen in die Stellung 3 weitergedreht wird, dann wird ihr Kontaktfinger f vom zugehörigen beweglichen Kontaktstück berührt und ein weiterer Erregerkreis gebildet, welcher durch die Leitung 19, den Hilfsschalter 10 des Schützes 1, die Erregerspule des Schützes 2 und die die Magnetfelder der Hilfsschalter 10 der Schütze 2 und 3 erregenden Leiter bzw. Spulen zur ■— Leitung führt. Auch dieser Stromkreis wird erst dann gebildet, wenn nach der Schließung des

Schützes i dessen Hilfsschalter geschlossen worden ist, wenn also wieder der Motorstrom einen bestimmten Betrag nicht überschreitet. Durch diesen Erregerkreis wird das Schütz 2 erregt und geschlossen und dadurch die Widerstandsstufe R² kurzgeschlossen. In ähnlicher Weise wird auf den Stellungen 4 und 5 über die Kontaktfinger e bzw. d je ein weiterer Erregerkreis für die Schütze 3 bzw. 4 gebildet und dadurch die Widerstandsstufen R³ bzw R* kurzgeschlossen, so daß schließlich der Motor ohne Vorschaltwiderstand an den Stromzuleitungen liegt. Wenn die Meisterwalze aus der Stellung 1 sofort in eine der späteren Stellungen, ζ. B. in Stellung 5 gedreht wird, so werden dennoch die Widerstandsschütze in der angegebenen Reihenfolge geschlossen, und zwar J jedes nur dann, wenn der Motorstrom nach Schließung des vorhergehenden Schützes unterhalb eines bestimmten Betrages liegt. Wenn die Meisterwalze in der umgekehrten Richtung gedreht wird, dann wird über die Kontaktfinger α und c und die Leitung 16' ein Erregerkreis für die Schütze L⁴ und L³ gebildet, der durch die Verriegelungskontakte I¹ des Schützes L¹ zur —Leitung führt. Die Erregung der Widerstandsschütze erfolgt auf den späteren Stellungen in derselben Weise wie bei Vorwärtslauf. Wenn die Meisterwalze aus einer der Stellungen zurückgedreht wird, so werden die Schütze in der umgekehrten Reihenfolge aberregt und dadurch der dem Motor vorgeschaltete Widerstand stufenweise erhöht. Nur beim Zurückschalten in die Nullstellung wird, gleichgültig von welcher Stellung man ausgegangen ist, der gesamte Erregerstrom sofort unterbrochen und alle Schütze sofort zum Abfallen gebracht.
% Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird durch die Schließung des Schützes 2 nicht bloß die Widerstandsstufe R², sondern auch der Leiter oder die Spule, welche das Magnetfeld für den Hilfsschalter 10 des vorhergehenden Schützes R¹ erregt, kurzgeschlossen.

Es wird daher das Magnetfeld dieses Schalters 10 beim Schließen des Schützes 2 aberregt. In ähnlicher 'Weise werden die Magnetfelder für die Hilfsschalter 10 der Schütze 2 und 3 beim Schließen der Schütze 3 und 4 aberregt. Hierdurch wird die oben angedeutete einfache Leitungsführung und unmittelbare Verbindung der beweglichen Schützkontakte. mit der vom Motorstrom durchflossenen, die hufeisenförmigen Magnete der Hilfsschalter durchsetzenden Leitungsschiene ermöglicht. Auch wird dadurch beim jedesmaligen Schließen eines Widerstandsschützes der Weg abgekürzt, den der Motorstrom nehmen muß. Diese Schaltungsweise hat andererseits zur Folge, daß zwar die Kurzschließung einer Widerstandsstufe verhindert wird, wenn der Motorstrom einen bestimmten Betrag überschreitet, daß aber eine einmal kurzgeschlossene Widerstandsstufe nicht selbsttätig wieder vorgeschaltet wird, . wenn der Motorstrom nachträglich infolge zunehmender Belastung über einen bestimmten Betrag steigt.

Die zuletzt angegebene Eigenschaft weist dagegen die Anordnung nach Fig. 2 auf, bei welcher der Leiter oder die Spule, welche das Magnetfeld für den Hilfsschalter 10 des Schützes ι erregt, erst gleichzeitig mit der Widers.tandsstufe R^s durch das zweitnächste Schütz 3 kurzgeschlossen wird.. Ebenso wird hier das Magnetfeld für den Hilfsschalter des Schützes 2 erst durch das Schütz 4 aberregt. Es wird daher hier nach dem Schließen eines Schützes sein Hilfsschalter und daher der Erregerkreis für das nächste Schütz und auch der Hilfsschalter des vorhergehenden Schützes und damit sein eigener Erregerkreis noch weiter durch den Motorstrom überwacht. Wenn" beispielsweise sämtlicher Vorschaltwiderstand abgeschaltet worden ist, indem die Meisterwalze K in die Stellung 5 gebracht wurde, und wenn nun 'die Stromstärke im Motorkreis über einen bestimmten Betrag steigt, so wird der Hilfsschalter 10 des vorletzten Schützes 3 geöffnet und dadurch das letzte Schütz 4 aberregt. Dieses Schütz fällt ab, und dadurch wird die Widerstandsstufe R⁴ vorgeschaltet. Gleichzeitig wird der Leiter bzw. die Spule, welche das Magnetfeld für den Hilfsschalter des Schützes 2 erregt, in den Motorstromkreis eingeschaltet. Wenn daher durch die Vor-Schaltung des Widerstandes i?⁴ die Stromstärke im Motorkreis nicht genügend herabgedrückt wurde, so wird auch der Hilfsschalter des Schützes 2 und dadurch das Schütz 3 geöffnet und die Widerstandsstufe R^s vorgeschaltet. Dieses Spiel setzt sich gegebenenfalls fort, bis bei andauerndem Überstrom schließlich die Hilfsschalter 10 der Schütze L¹ bzw. L³, deren erregende Leiter bzw. Spulen beim Abfallen des Schützes 2 in den Motorkreis eingeschaltet wurden, geöffnet werden und die Erregung des Schützes 1 unterbrechen, so daß schließlich der gesamte Widerstand vorgeschaltet ist. Im übrigen ist die Schaltung und Wirkungsweise ähnlich wie bei der An-Ordnung nach Fig. 1, so daß sie nicht näher erläutert werden muß; doch ist die Bezeichnung der Hauptschütze und ihrer Verriegelungskontakte gegenüber Fig. 1 geändert.

Die Anordnung nach Fig. 2 zeigt aber noch eine weitere Verbesserung gegenüber derjenigen nach Fig. 1. Beim Schließen eines Schützes nimmt nämlich der Motorstrom infolge der insbesondere vom Motorfeld herrührenden magnetischen Reluktanz, des Motorkreises nicht sofort den dem geringeren Vorschaltwiderstand entsprechenden Höchstwert an, sondern es ist

hierzu eine gewisse Zeit erforderlich. Infolgedessen wird auch das Magnetfeld de's zugehörigen Hilfsschalters nicht sofort in voller Stärke erregt, und es kann daher bei der An-5 Ordnung nach Fig. ι vorkommen, daß beim Schließen eines Schützes gleichzeitig auch sein Hilfsschalter sich schließt und dadurch das nächste Schütz erregt und geschlossen wird, während der Motorstrom nachträglich erst seinen vollen, möglicherweise zu hohen Wert annimmt. Um dies zu verhüten, sind bei der Anordnung nach Fig. 2 die Hilfsschalter 10 mit einseitig wirkenden Verzögerungsvorrichtungen 9, z. B. den in bekannter Weise ausgeführten Luftdämpfungen, versehen. Hierdurch wird die Schließung des Hilfsschalters 10 so lange verzögert, bis der Motorstrom seinen vollen Wert erreicht hat. Andere Mittel für diesen Zweck zeigt die später zu besprechende Fig. 4.

• Die beschriebenen Einrichtungen lassen sich auch bei selbsttätig fortschreitenden Schützsteuerungen anwenden. Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel hierfür. Es ist hier beispielsweise angenommen, daß ein Schütz L zur Schließung des Motorstromkreises ■ und fünf Schütze ι bis 5 zur Kurzschließung der Widerstandsstufen R¹ bis R⁵ vorhanden sind. Sämtliche Schützspulen liegen parallel zwischen zwei an die Stromzuleitungen angeschlossenen Erregerleitungen, wobei im Stromkreis jeder Erregerspule der Widerstandsschütze 1 bis 5 ein Hilfsschalter 10 des jeweils vor ihm ansprechenden Schützes liegt. Nach Schließung des Hauptschalters 5 und des Schalters K' im Erregerkreis spricht zunächst das Hauptschütz L an, und dann schreitet die Schützsteuerung selbsttätig nach Maßgabe der Stromstärke fort. Beim Eintritt einer Überlastung wird umgekehrt selbsttätig Widerstand stufenweise vorgeschaltet. Hierzu ist erforderlich, daß das Magnetfeld jedes Hifsschalters beim Schließen des nächsten Schützes erregt bleibt, und daß der Leiter bzw. die Spule, die dieses Magnetfeld erregt, wenn überhaupt, so erst durch das zweitnächste Schütz kurzgeschlossen wird. Um dies im Gegensatz zur Einrichtung nach Fig. 2 unter Wahrung der gleichen Einfachheit für die Leitungsführung und Verbindungsweise wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 zu erzielen, sind gemäß Fig. 3 die Schütze in zwei Gruppen angeordnet. Die eine Gruppe umfaßt die Schütze L, 2 und 4, und es werden die Magnetfelder ihrer Hilfsschalter durch die Leitungsschiene 21 erregt. Die zweite Gruppe umfaßt die mit jenen abwechselnd zu beeinflussenden Schütze i, 3 und 5, und es werden die Magnetfelder der Hilfsschalter der Schütze 1 und 3 durch die Leitungsschiene 20 erregt. Durch die Gruppierung wird ermöglicht, daß der bewegliche Kontakt jedes Schützes wieder wie in Fig. ι in unmittelbarer Nähe des Schützes mit der Leitungsschiene 20 bzw. 21 verbunden und der Leiter bzw. die Spule, die seinen Hilfsschalter erregt, durch das benachbarte Schütz kurzgeschlossen werden kann, weil dieses in der zeitlichen Reihenfolge der Beeinflussung erst das zweitnächste Schütz ist.

Um die bei Fig. 2 erwähnte Verzögerung in der Schließung der Hilfsschalter zu bewirken, ist gemäß Fig. 4 bei den Widerstandsschützen 1 bis 4 die Einrichtung so getroffen, daß die Hilfsschalter zunächst, solange die zugehörigen Schütze offen sind, durch eine größere, vom Motorstrom durchflossene Windungszahl starker erregt werden, so daß die Schließung des Hilfsschalters unter allen Umständen verzögert wird, auch wenn der Motorstrom langsamer zu seinem Höchstwert ansteigt. Erst wenn ein Schütz geschlossen ist, wird ein Teil 6 der Windungen, die das Magnetfeld seines Hilfsschalters erregen, zugleich mit der zugehörigen Widerstandsstufe kurzgeschlossen und dadurch die Erregung des.Magnetfeldes des Hilfsschalters geschwächt, so daß er jetzt erst nach vollständigem Schluß des Schalters seine Abwärtsbewegung antreten kann, während er bei den früheren Einrichtungen seine Abwärtsbewegung schon antreten kann, wenn die Stütze für den Haken 13 (Fig. 1) fort ist. Der übrige Teil der Erregerwindungen des Hilfsschalters wird erst durch das'nächste Schütz abgeschaltet.

Bei den Hauptschützen L¹ und L³ ist die Einrichtung in anderer Weise getroffen. Hier wird das auf die Hilfsschalter wirkende Magnetfeld außer durch den vom Motorstrom durchflossenen Leiter bzw. Spule noch durch eine dünndrahtige Spule 7 bzw. 8 erregt. Diese dünndrahtigen Spulen liegen im Steuerkreis, und zwar in Reihe mit den zugehörigen Schützspulen. Durch diese Spulen wird die Schließung der Hilfsschalter so lange verzögert, bis der Motorstrom sich ausbilden konnte. Wenn beispielsweise auf der Stellung 1 für Vorwärtsfahrt die Schütze L¹ und L² erregt wurden, dann wird, wenn das Schütz Z,² geschlossen worden ist, durch die oberen Hilfskontakte de 5 mit ihm verbundenen Verriegelungsschalters I² die Spule 7 des Hilfsschalters des Schützes L¹ kurzgeschlossen und dadurch die Erregung des zu dem Hilfsschalter 1-0 des Schützes L¹ gehörenden Magnetfeldes verringert, jedoch bloß allmählich infolge der Selbstinduktion der Spule 7, so daß nach Aufhören dieser Selbstinduktionsretardiererscheinung der Hilfsschalter sich schließen kann. In ähnlicher Weise wird die Spule 8 des zum Schütz L³ gehörenden Hilfsschalters an den oberen Kontakt des mit dem Schütz L¹ verbundenen Verriegelungsschalters kurzgeschlossen.

Die beschriebenen Einrichtungen sind nicht bloß bei elektrischen Schützsteuerungen an-

wendbar, sondern auch bei anderen Schützsteuerungen, z. B. bei elektropneumatischen Schützsteuerungen, bei welchen die Schütze durch Luftdruck bewegt werden.

Claims (7)

Patent-An Sprüche:

1. Schützsteuerung für Elektromotoren, bei welcher die Schütze mit Hilfsschaltern zur Schließung eines Erregerkreises für das

ίο jeweilig nächste Schütz versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschalter mit den Schützen einseitig verbunden . sind und vom Motorstrom überwacht werden, derart, daß sie beim Öffnen der Schütze zwangläufig mitgenommen werden, dagegen beim Schließen der Schütze nur dann folgen, wenn die Motorstromstärke unterhalb fc eines bestimmten Betrages liegt.

2. Schützsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schließen eines Schützes die Schließung des zugehörigen Hilfsschalters so lange verzögert wird, bis sich im Motorstromkreis die neue Stromstärke ausbilden konnte.

3. Schützsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Motorstrom bewirkte magnetische Erregung des zu einem Schütz gehörenden Hilfsschalters beim Schließen des nächsten Schützes aufgehoben oder verringert wird. '

4. Schützsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Motorstrom bewirkte magnetische Erregung des zu einem Schütz gehörenden Hilfsschalters beim Schließen des zweitnächsten Schützes aufgehoben oder verringert wird.

5. Schützsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Schützen zwei je abwechselnd. zu beeinflussende Schütze umfassende Gruppen gebildet sind.

6. Schützsteuerung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem vom Motorstrom durchflossenen, den zu einem Schütz gehörenden Hilfsschalter erregenden Leiter oder zu der Spule beim Schließen des nächsten oder zweitnächsten Schützes durch dessen Hauptkontakte ein Nebenschluß gebildet wird.

7. Schützsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei gleichzeitig zu steuernden, z. B. zum Einschalten für die eine Drehrichtung dienenden Schützen das eine einen Hilfsschalter besitzt, dessen Erregung vor Schließen des anderen Schützes durch eine im Steuerkreis liegende Hilfswicklung unterstützt wird, die beim Schließen des anderen Schützes durch Hilfskontakte des letzteren kurzgeschlossen wird und zufolge der Selbstinduktion verzögernd wirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.