DE254224C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JIg 254224 KLASSE 356. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. November 1911 ab.

In vielen Kran- und ähnlichen Betrieben wird eine weitgehende Geschwindigkeitsregelung gewünscht, so daß die Fahr- bzw. Hebezeuge je nach Bedarf sehr langsam anlaufen 5 oder auch stark beschleunigt werden können. Dieses wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß man zwei Motoren vorsieht und sie wie bei Straßenbahnen oder Kranfahrwerken in Reihenparallelschaltung steuert.

ίο Bei der Erfindung handelt es sich um die Steuerung zweier Motoren, welche auf eine gemeinsame Welle arbeiten bzw. starr miteinander gekuppelt sind und die in besonders weiten Grenzen geregelt werden sollen, wobei die Steuervorrichtung in an sich bekannter Weise nur durch ein einziges in mehreren Schlitzen bewegliches Bedienungselement, z. B. einen Handhebel, bewegt wird. Der eine der beiden Motoren kann beispielsweise eine Drehzahl von 500, der andere eine solche von Tooo besitzen, so daß man durch ■ Schaltung" des einen oder des anderen Motors schon eine Geschwindigkeitsregelung im Bereich von 1:2 erhält. Den langsameren Motor (im folgenden als Hauptmotor bezeichnet) veranlaßt man gemäß der Erfindung durch eine zusätzliche Belastung zu einer erhöhten Stromaufnahme, wodurch noch eine weitere Geschwindigkeitsverminderung erreicht wird.

In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsformen der Steuerung dargestellt.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Steuervorrichtung für Drehstromantrieb in Vorder- und Seitenansicht sowie einen Teil in Draufsicht. Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein 40

Gleichstromhubwerk in Vorderansicht. In Fig. 5 ist die Schaltung für das erste Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.

Beim Drehstromantrieb sind für die beiden Motoren zwei Kontroller α und af vorhanden, welche durch einen gemeinsamen Handhebel b bedient werden. Der in Fig. ι links stehende Kontroller α dient zur Steuerung des Hauptmotors mit beispielsweise 500 Umdrehungen, der rechts gezeichnete Kontroller a' zur Schaltung des Hilfsmotors mit 1000 Umdrehungen. Soll die Drehzahl noch weiter vermindert werden, so kann der Hilfsmotor dem Hauptmotor entgegengeschaltet werden, wodurch sich eine '50 beliebige Geschwindigkeitsverminderung erreichen läßt. Es ist hierbei natürlich Bedingung, daß der Hauptmotor größer ist als der Hilfsmotor, so daß ersterer das Übergewicht behält und die Drehrichtung beherrscht.

Die Anordnung ist folgende:

Beide Kontroller erhalten Vorgelege, bestehend aus einem Lagerbock c bzw. c', einer AVelle d bzw. d'', einem mit dieser fest verbundenen Kegelradsegment e bzw. e' und einem fest auf der Kontrollerachse sitzenden Ritzel / bzw. /'. Die Wellen d und d' sind in der Mitte der Steuervorrichtung durch eine Muffe g geführt. Der gegabelte Steuerhebel b ist so an den Breitseiten der Muffe befestigt, daß er sich bei einer Bewegung in der Richtung h bzw. W um die fest in der Muffe sitzenden Schraubenbolzen k dreht. Der Hebel trägt rechts und links je einen kreisbogenförmigen Mitnehmerarm i bzw. V, von denen der letztere, kürzere an seinem Ende auswärts ausladet. Diese Arme ragen bei der gezeich-

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neten Mittelstellung des Hebels b in eine schlitzartige Aussparung m der Welle d und in eine Aussparung η eines Kegelradsegmentes O₁ welches lose drehbar auf der Welle d' sitzt und mit dem Kontrollerritzel /' in Eingriff steht. Soll mit dem Hauptkontroller a allein gearbeitet werden, so wird der Handhebel in der Richtung h verstellt, bis der Arm i' des Hebels die Aussparung η des Kegelradsegmentes ο verläßt und in die strichpunktierte Lage kommt. Wird nun der Hebel b in der Richtung p bzw. p' gedreht, so wird nur die Welle d durch den in die strichpunktierte Lage gekommenen Mitnehmerarm i mitgenommen und daher nur der Kontroller α geschaltet. Soll der Hilfskontroller a' allein arbeiten, so wird der Handhebel b so weit in der Richtung W gedreht, bis der Arm i die Aussparung m der Welle d verläßt, wobei gleichzeitig der Arm i' in eine Aussparung m' der Welle d' eintritt. Wird jetzt der Hebel b in der Richtung p oder p' bewegt, so wird die Welle d', das Zahnsegment e' und das Ritzel /' mitgedreht und der Hilfskontroller a' geschaltet. Das Kegelradsegment 0 wird durch das Ritzel /' ebenfalls gedreht, was aber ohne Einfluß auf den Kontroller ist, da dieses Zahn-, segment lose auf der Welle d' sitzt. Der Mitnehmerarm i' stört die Bewegung des Seg-

30. mentes 0 nicht, da sein vorspringender Teil so tief liegt, daß er die Aussparung η des Segmentes verlassen hat. Die Lage des Hebels rechts entspricht erhöhter Geschwindigkeit von 1000 Umdrehungen, diejenige links normaler Geschwindigkeit von 500 Umdrehungen.

Zur weiteren Verminderung der Geschwindigkeit durch Gegenschaltung der Motoren wird der Hebel in die gezeichnete Mittellage gestellt. In dieser Lage wird der Kontroller α bei Drehung des Hebels in der Richtung p bzw. p' durch den Mitnehmerarm i in demselben Drehsinn mitgenommen, wie wenn er allein arbeitet, während der Arm i' mit der Aussparung η des Zahnsegmentes 0 in Eingriff steht und dieses das Ritzel /' des Kontrollers α' antreibt, jedoch wird dieses jetzt im anderen Drehsinne bewegt als vorher, da jetzt das Segment 0 antreibt und das Segment e' mit der Welle d' lose mitgenommen wird. Der Hebelarm i' ist der losen Drehung von e' nicht hinderlich, da sein vorspringender Teil sich oberhalb der Aussparung m' der Welle d' befindet. Bei einer Bewegung des Handhebels in der Richtung p soll sowohl der rechte als auch der linke Kontroller im Hubsinne bewegt werden, wenn er für sich allein arbeitet. In der gezeichneten Mittellage des Hebels wird der linke Kontroller ebenfalls im Hubsinne, der rechte aber im Senksinne geschaltet; das Drehwerk läuft aber trotzdem im Hubsinne, da das Drehmoment des Hauptmotors dasjenige des Hilfsmotors überwiegt. Die Bewegung des Hebels stimmt also stets mit derjenigen der Last überein, so daß ein verkehrtes Schalten ausgeschlossen ist.

Um nun zu verhindern, daß die einzelnen Kontroller in einer anderen als der Mittellage des Hebels abgekuppelt werden, in welcher sie ausgeschaltet sind, ist ein Führungskorb q auf die Lagerböcke geschraubt. Dieser hat einen Quer- und drei Längsschlitze. Der Querschlitz r gestattet dem Hebel b die Bewegung in der Richtung h bzw. W, wodurch die Kontroller ent- bzw. gekuppelt werden, während die Längsschlitze s, t, u verhindern, daß der Hebel in einer anderen Lage als der Mittellage umgestellt werden kann. Bei Beeinflussung des linken Kontrollers bewegt sich der Hebel im Schlitz s, bei Bewegung der beiden Kontroller im Schlitz t und bei Schaltung des rechten Kontrollers im Schlitz u. Die mechanische Steuerung des Kontrollers ist also so durchgebildet, daß entweder jeder der beiden Kontroller allein geschaltet wird, wobei der zweite Kontroller stets in seiner Nullstellung steht, oder daß beide zugleich bewegt werden, und zwar stets so, daß die Motoren gegeneinander arbeiten. Für letztere Bedienungsart ist der Schlitz t im Führungskorb so ausgebildet, daß die Kontroller hierbei nicht voll ausgelegt werden können, sondern beispielsweise nur bis Stellung 3 im Hubsinne und bis Stellung 4 im Senksinne, damit die Motoren nicht mit vollem Drehmoment gegeneinander arbeiten.
. Die Schaltung des Aggregates ist in Fig. 5 dargestellt. Die Drehstromnetzleitungen sind mit ι bezeichnet. 2 ist der Ständer des Hauptmotors, 3 der dazu gehörige Läufer mit dem Anlaßwiderstand 4, 5 die abgewickelt dargestellte Schaltwalze des Hauptmotors. Die entsprechenden Teile für den Hilfsmotor sind mit 2', 3', 4' und 5' bezeichnet. Die beiden Läufer sind beispielsweise zweiphasig gewählt. Je ein Pol beider Ständer ist mit Umgehung der Kontroller an die Zuleitung angeschlossen. Der Strom für die beiden anderen Phasen des Ständers und für den Mittelleiter des Läufers des Hauptmotors ist aus später erläuterten Gründen erst über Kontakte 6 und 7 bzw. 8 des Hilfskontrollers und dann in den Hauptkontroller geführt. Diese Kontakte werden in der Nullage des Hilfskontrollers überbrückt. Parallel zu den Kontakten 8 liegt ein Widerstand 9 im Mittelleiter des Läufers 3. Da die Einzelschaltung der Motoren bekannt und ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich ist, so bedarf es hierfür keiner näheren Erläuterung.

Soll nun eine Last bei verminderter Geschwindigkeit gehoben werden, so wird der

Handhebel l· in den mittleren Schlitz t gebracht. Der Hauptkontroller bewegt sich, wenn der Handhebel in der Richtung p bewegt wird, in die Hubstellungen, so daß der Hauptmotor im Hubsinne läuft. Der Kontroller für den Hilfsmotor wird, da im mittleren Schlitz des Führungskorbes das Kegelradsegment ο gekuppelt ist, in die Senkstellungen gestellt, so daß der Hilfsmotor im

ίο Senksinne erregt wird. In dem Kontroller für den Hilfsmotor sind die drei ersten Senkstellungen gleich, so daß in diesen Stellungen das Gegenmoment des Hilfsmotors unverändert bleibt, während in dem Kontroller für den Hauptmotor durch Weiterschalten in die Stellungen 2 und 3 das Drehmoment des Hauptmotors durch Kurzschließen der Anlaßwiderstände vergrößert wird.

Soll eine Last bei verminderter Geschwin-

ao digkeit gesenkt werden, so wird der Handhebel in der Richtung p' bewegt, wodurch sich der Hauptkontroller in die Senkstellungen, der Hilfskontroller aber in die Hubstellungen einstellt. Da in den Hubstellungen 1 und 2 des Hilfskontrollers die Segmente 7 und S nicht auf die Kontaktfinger auflaufen, erhält der Ständer des Hauptmotors noch keinen Strom im Senksinn, trotzdem. die Walze des Hauptkontrollers ebenfalls bis zur Stellung 2 gedreht worden ist. Der Hilfsmotor ist also in diesen beiden Stellungen allein eingeschaltet, und zwar im Hubsinne, so daß das auftretende Drehmoment dem durch die freischwebende Last entstehenden Senkmoment im Triebwerk das Gleichgewicht hält. * Um auch größere Lasten ganz langsam senken zu können, wird in der Stellung 1 des Hilfskontrollers gleich ein Teil des Anlaßwiderstandes kurzgeschlossen. Dieser Teil des Widerstandes wird in der Stellung 2 zur Verminderung des Hubdrehmomentes wieder in den Stromkreis eingeschaltet. Diese beiden Stellungen werden bei durchziehenden Lasten benutzt. Ist dagegen eine Last so gering, daß sie, sich auch bei der auf der Stellung 2 vorhandenen Schaltung nicht von selbst im Senksinne in Bewegung setzt, so wird in die Stellung 3 oder 4 geschaltet. In diesen Stellungen laufen die Segmente 6 und 7 unter die Kontaktfinger, so daß nun der Hauptkontroller, welcher in die Senkstellungen eingestellt ist, Strom erhält und der Hauptmotor im Senksinne anläuft. Da die Kontaktwalze 5 des Hauptkontrollers ebenfalls bereits in die Stellung 3-gedreht und somit ein Teil des Anlaßwiderstandes 4 kurzgeschlossen ist, würde der Hauptniotor einen starken Stromstoß erhalten, so daß zwischen den Stellungen 2 und 3 ein zu großer Sprung in der Beschleunigung einträte. Um dieses zu vermeiden, ist der obenerwähnte Zusatzwiderstand 9 in den Mittelleiter des Hauptmotors gelegt, welcher genau so viel oder noch mehr Widerstand besitzt, als den auf Stellung 3 bzw. 4 bereits kurzgeschlossenen Teilen des Anlaßwider-Standes 4 entspricht. Damit dieser Widerstand 9 nur dann eingeschaltet ist, wenn er gebraucht wird, kann er durch die Kontakte 8 des Hilfskontrollers nach Bedarf kurzgeschlossen werden,

Handelt es sich um die Steuerung zweier Gleichstrommotoren, so ist es nicht ratsam, den einen Motor gegen den anderen zu schalten, da die Kollektoren der Motoren hierunter zu sehr leiden würden. Man trifft vielmehr besser die Anordnung so, daß man für die Einzelschaltung der Motoren je einen Kontroller verwendet und für die verminderte Geschwindigkeit einen dritten Kontroller oder einen einfacher gebauten Schalter vorsieht, durch welchen entweder ein AViderstand parallel zum Anker des Hauptmotors geschaltet oder durch welchen der Anker des Hilfsmotors so auf seinen Anlaßwiderstand kurzgeschlossen wird, daß er als bremsender Ge- nerator läuft. Diese Schaltungsarten sind bekannt, so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden soll. Die mechanische Anordnung der Steuerung ist in Fig. 4 dargestellt. Auch hier ist nur ein Bedienungselement vorhanden, durch welches alle drei Kontroller bewegt werden können. Es sind im wesentlichen wieder dieselben Elemente verwendet, wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3, jedoch greift das Zahnradsegment 0, welches mit dem Handhebel & gekuppelt ist, wenn es sich im mittleren Schlitz befindet, nicht an der Welle des Hilfskontrollers a', sondern an derjenigen des dritten (Zusatz-) Kontrollers a" an. Eine nähere Be-Schreibung dürfte sich erübrigen, da hier die Bedienung dieselbe ist wie bei Fig. 1 bis 3.

Die Drehzahl des Haupt- oder Hilfsmotors kann auch dadurch vermindert werden, daß man mittels des dritten (Zusatz-)Kontrollers einen Bremslüftmagneten oder einen Bremslüftmotor schaltet, welcher beim Arbeiten im rechten oder linken Schlitz des Führungskorbes eine Bremse gelüftet hält, beim Arbeiten im mittleren Schlitz aber die Bremse zum Einfallen bringt und so durch schleifende Bremsung des Triebwerkes eine erhöhte Stromaufnahme und somit eine Geschwindigkeitsverminderung der Motoren veranlaßt.

Mit derselben Steuerungsvorrichtung kann man auch eine beliebige Geschwindigkeitserhöhung eines der beiden Motoren mittels Feldschwächung herbeiführen, indem in der mittleren Stellung des Hebels der Reihenschlußfeldwicklung bei Reihen- oder Korn-120 poundmotoren Widerstand parallel oder der Nebenschlußfeldwicklung bei Nebenschluß-

oder Kompoundmotoren Widerstand vorgeschaltet wird.

Statt daß die Mitnehmerarme i und i' in

Zwischenwellen eingreifen, ist es auch möglieh, sie unmittelbar in die die Kontaktwalzen tragenden Steuerwellen eingreifen zu lassen.

Die hier angegebenen Regelungsmethoden

sind hauptsächlich für Betriebe bestimmt, bei welchen die Motoren sehr veränderlich belastet werden, z. B. Kranhubwerke u. dgl., und bei denen mit Rücksicht auf die beschränkte Stufenzahl des Kontrollers die Ohmzahl des Widerstandes nicht so groß gemacht werden kann, als dies für die Förderung kleinster Lasten wünschenswert ist.

Claims (8)

Patent-An Sprüche:

1. Steuerung zweier auf dieselbe Welle arbeitenden Elektromotoren, bei welcher die Kontroller durch einen einzigen in drei Schlitzen beweglichen Steuerhebel bedient werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bewegung des Steuerhebels im ersten Schlitz der eine Motor für normale Geschwindigkeit, im zweiten Schlitz der zweite Motor für erhöhte Geschwindigkeit und im dritten Schlitz der erste Motor zwecks weitgehender Verminderung der

. Geschwindigkeit mit erhöhter Stromaufnähme im Anlaßwiderstand arbeitet.

2. Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an dem Steuerhebel angebrachte Mitnehmerarme (i, i'), welche beim seitlichen Verstellen des Steuerhebeis in einem der beiden äußeren Schlitze mit entsprechend gestalteten Teilen, z. B. Aussparungen der einen oder der anderen von zwei Steuerwellen oder Zwischenwellen in Eingriff kommen, dagegen beim Verstellen des Steuerhebels in dem mittleren Schlitz gleichzeitig mit der einen dieser Wellen und mit einem unabhängig von der anderen Welle drehbaren Triebelement (z. B. Zahnradsegment) im Eingriff stehen. ,

3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebelement denselben Kontroller steuert wie die in ihr liegende Welle, aber im entgegengesetzten Sinne.

4. Steuerung nach Anspruch ι, 2 oder 3 für Drehstrommotoren, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Schlitz der zweite Motor dem ersten entgegenarbeitet.

5. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebelement einen anderen Kontroller steuert als die in ihr liegende Welle.

6. Steuerung nach Anspruch 1, 2 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Schlitz durch Einfallen eines Bremsmagneten oder bei Gleichstrom durch Anschluß eines Widerstandes parallel zum Anker die Stromaufnahme im Anlaßwiderstand des ersten Motors erhöht wird.

7. Steuerung nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Schlitz der zweite Motor durch den Zusatzkontrollef als bremsender Generator geschaltet und hierdurch die Stromaufnähme im ersten Motor erhöht wird.

8. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkontroller statt einer Erhöhung der Stromaufnahme des ersten Motors eine Feldschwächung eines der beiden Motoren bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.