DE268595C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist ein Motorregler.

In der Patentschrift 221033 ist ein Zeitbegrenzungsrelaisschalter beschrieben, welcher so mit einem Stromgrenzschalter vereinigt ist, daß eine allmähliche Beschleunigung der Motoren selbst dann zustande kommt, wenn der Belastungsstrom der Motoren den vom Maximalgrenzschalter beherrschten Wert überschreitet.-.

Gemäß der Erfindung soll nun das genannte Zeitbegrenzungsrelais durch eine neue verbesserte Form ersetzt werden; dabei wird erreicht, daß die Zuverlässigkeit der Vorrichtung, insbesondere der schnell arbeitenden Schalter, wesentlich gesteigert wird, indem es unmöglich ist, die beiden Stufen in der Beschleunigung des Motors mit übermäßiger Geschwindigkeit aufeinanderfolgen zu lassen, und zwar in solchem Falle, wo der Zeitbegrenzungsschalter sonst, unmittelbar nach dem Schluß des Strombegrenzungsschalters sich . schließen würde. Durch besondere Konstruktion des Zeitbegrenzungsschalters und durch seine Sperrverbindung mit dem Strom- und Zeitbegrenzungsschalter wird dies erreicht.

Fig. ι ist eine Ansicht (teilweise im Schnitt) des Zeitbegrenzungsrelais und des Strombegrenzungsrelais gemäß der Erfindung.

Fig. 2 " ist eine Ansicht (teilweise im Schnitt) rechtwinklig zu Fig. 1 nach der Linie H-II der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schaltungsschema, um zu zeigen, wie die verschiedenen Schalter usw. in das System eingefügt werden.

Die Schaltung gil,t besonders für Eisenbahnmotoren, sie läßt sich aber auch für andere Zwecke, wie z. B. für den Antrieb von Werkzeugen usw., abändern.

In dem Gehäuse 1 (Fig. 1 und 2), welches an der Unterseite des Fußbodens eines elektrischen. Wagens oder elektrischen Lokomotive angebracht werden kann, ist mittels der abwärts gerichteten Lappen 2 abnehmbar die Tragplatte 3 für das Zeitschalterrelais 4 und das Strombegrenzungsrelais 5 befestigt. Das Zeitschalterrelais 4 besteht aus dem Zylinder 6 mit dem Kolben 7 und dem U-förmig gestalteten Arm 8 sowie der Kolbenstange 9, welche in dem Lager 10 an einem Ende des Zylinders gleiten kann und den Kolben mit dem jj-förmigen Arm 8 verbindet.. An diesem Arm 8 sind die Isolierklötze 11 und 12 befestigt, die Vorsprünge 13 und 14 zur Aufnahme der Schraubenstangen 15 und 16 haben, die zur Kolbenstange parallel verlaufen. In der Längsrichtung geschlitzte Streifen 17 und 18 aus leitendem Material sind an den unteren Enden der Schraubenstangen 15 und 16 befestigt und tragen bewegliche Kontaktstücke 19 und 20, die mit den festen Kontaktstücken 21 und 22 (vgl. auch Fig. 3) zur Berührung kommen, wenn der Kolben 7 und 'die Schraubenstangen 15 und 16 ihre tiefsten Stellungen einnehmen.

In dieser tiefsten Stellung verbleibt der Kolben für gewöhnlich infolge der Wirkung der Schraubenfeder 23 im Innern des Zylinders. Er hebt sich, wenn Druckluft o. dgl. unter dem Kolben 7 zugelassen wird. Die

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Kontaktstreifen 17 und 18 können über die festen Kontaktklötze 24 und 25, gegen die sie durch Unterlagsplatten 26 und kleine Federn 27 gepreßt werden, gleiten. Die Kontaktklotze 24 und 25 sind auf den festen Isoli.erklötzen 28, von denen Bolzen 29 durch Schlitze in den Streifen 17 und 18 hindurchgehen, befestigt. Die Unterlagsplatten 26 und die Federn 27 sind auf den äußeren Enden der Bolzen angebracht und verbleiben in ihrer Stellung zufolge der Muttern 30.

Die Vorsprünge 13 und 14 der Klötze 11 und 12 besitzen Hülsen 31, durch welche die Schraubenstangen 15 und 16 frei hindurchgehen. Die Stangen aber haben Sperrmuttern 32 und 33 oberhalb der Vorsprünge. Wenn Druckluft oder Druckflüssigkeit in den Zylinder eingelassen wird, so hebt sich der. Kolben und nimmt den U-förmigen Arm 8 und die Klötze 11 und 12 mit. Die Trennung. der Kontaktstücke 19 und 21, 20 und 22 wird verzögert je nach der Stellung der Sperrmuttern 32 und 33. Die Stangen werden alsdann mitgenommen und die beweglichen Kontaktstücke 19; 20 von den festen Kontaktstücken 21, 22 abgehoben. Die Sperrmuttern 33 sind so ein- - gestellt, daß die Kontaktstücke 20 und 22 in der Nähe des Anfangs des Kolbenhubes getrennt werden, während die Sperrmuttern 32 so liegen, daß die Kontaktstücke 19 und 21 getrennt werden, wenn der Kolben etwa das Ende seines Hubes erreicht hat. Der Einlaß der Druckluft zu dem Zylinder 6 wird durch ein Elektromagnetventil 34 mit" der Ventilstange 35 gesteuert. Der Abwärtsbewegung der Stange 35 wirkt die Feder 36 entgegen, wenn das eine oder beide Paare der Elektromagnetspulen 37, 38 erregt sind. Das Ventil ist doppeltwirkend und schließt, falls die Elektromagnete stromlos werden, die Zulaßöffnung 39, während die Auslaßöffnung 40 dann geöffnet wird, während umgekehrt der Zulaß geöffnet und der Auslaß geschlossen wird, wenn die Spulen erregt werden. Der Strombegrenzungsschalter 5 besteht aus der zweiteiligen Spule 41, dom feststehenden Kern 42 und dem beweglichen Kern 43. Bewegliche Kontaktstücke 44 sind an dem Ansatz 45 des beweglichen Kernes 43 angebracht und kommen mit dem festen Kontaktstück 46 zum Eingriff. Die beweglichen Kontaktstücke 44 können verschiedene Gestalt haben. Vorteilhaft sind Scheiben aus leitendem Material, welche auf dem Ansatz 45 befestigt sind.

Die Arbeitsweise der Relaisschalter wird am besten aus der Schaltungszeichnung (Fig. 3) klar. Der Strom kommt von der Leitung 47 über einen Stromabnehmer zum Linienschalter 48. Der Hauptschalter für die Elektromotoren 50 und 51 ist 49. Zu den Motoren gehören die .Widerstandsteile 52, 53, 54, 55 und die Beschleunigungsschalter 56, 57, 58, 59, die die Widerstandsteile kurzschließen, sowie der Hilfswiderstand 6p und der Zeitbegrenzungsschalter 4, der Strombegrenzungsschalter 5 und die Leitung 61.

Angenommen, die Schalter haben die Stellung wie auf der Zeichnung, und der Hauptschalter 49 nehme die Stellung α ein, so wird ein Stromkreis gebildet, der wie folgt verläuft: Von der Leitung 47 zum Kontaktstück 62 des Hauptschalters, von hier zum Leiter 63, dem Widerstand 60 zum Leiter 61. Bei der Stellung b wird ein Nebenstromkreis vom Zwischenpunkt 64 im Widerstand 60 über Kontaktstück 85,86 und Kontaktstück 72 nach dem Hauptschalter 49, dann weiter über Leiter 65 und Spule 66 des Schalters 48 nach Leitung 61 gebildet. Die Spule 66 schließt bei ihrer Erregung den Linienschalter 48 und damit den Motorstromkreis vom Leiter 47 über Leiter 67, Schalter 48, Motoren 50 und 51, Leiter 68, Spule 41 des Strombegrenzungsschalters 5, Leiter 69 und Widerstandsteilen 52 bis 55 zum Leiter 61.

Ist der Linienschalter 48 geschlossen, so tritt ein anderer Regelstromkreis auf, und zwar vom Abzweigepunkt 87 des Widerstandes 60 über Leiter 88, Kontaktstücke 89, Leiter 90, Kontaktstücke 19 und 21 und Spule 38 des Zeitschalters 4 zurück zur Leitung 61. Die erregte Spule 38 bewegt den Zeitschalter 4 und bei der obersten Stellung werden die Kontaktstücke 19 und 21 getrennt, der Stromkreis des Magneten 38 unterbrochen, während der bewegliche Teil des Schalters der Wirkung der Dämpfvorrichtung 71 entgegensinkt. Der Motorstrom ist bei seinem ersten Schluß stark genug, um den Strombegrenzungsschalter 5 wie üblich zu bewegen. Der Schalter 5 bleibt offen, bis der Strom durch den Motorstromkreis unter einen festgesetzten Betrag infolge der elektromotorischen Gegenkraft der Motoren fällt.

Nimmt nun der Hauptschalter die Stellung c ein, so tritt die Beschleunigung der Motoren selbsttätig ein. Sie kann aber jederzeit unterbrochen werden, wenn man den Hauptschalter in die Stellung b zurückbringt. Ist die Motorbelastung klein, so schließt der Strombegrenzungsschalter 5 beträchtlich vor dem Zeitbegrenzungsschalter 4. Bei seinem Schluß aber wird, ein Stromkreis geschlossen (vorausgesetzt ist, daß der Hauptschalter in Stellung c steht), der von 64 über 85, Kon-115 taktstück 72, über Leiter 73, Kontaktstück 74 des Relaisschalters 5, Leiter 75, Hilfskontaktstück 76, des Widerstandsschalters 56, Spule yj und Leiter 78 zur Leitung 61 zurück verläuft. Dadurch schließt sich der erste Wider-Standsschalter, und durch seinen Schluß tritt die Spule "JJ in den Haltestromkreis, welcher

. vom Leiter 65 aus über Schleifer 79, Spule JJ, Leitung 61 verläuft. Der Regelkreis vom Leiter 75, der vom Relaisschalter 5 abhängt, ist jetzt durch den Schleifer 80, den Leiter 81 und Kontaktstück 82 zur Spule 83 des Widerstandsschalters 57 geschlossen. Ebenso werden nacheinander die Schalter 58 und 59 geschlossen und durch den Haltestromkreis vom Leiter 65 aus geschlossen gehalten. Die Wirkung eines jeden Schalters wird aber verzögert, bis der Strombegrenzungsschalter 5 sich schließt.

Arbeitet der Motor dagegen unter schwerer Belastung, so daß der Strombegrenzungsschal-¹ ter 5 eine erhebliche Zeitdauer offen bleibt, nachdem der Linienschalter 48 geschlossen ist, so wird nunmehr die Geschwindigkeit des Motors selbsttätig von dem Zeitbegrenzungsschalter 4 in der folgenden Weise überwacht. Wie vorher angegeben, öffnet die Spule 38, welche über die Schalterkontakte 89 im Steuerstromkreis erregt wird, den Zeitschalter 4, wenn der . Schalter 48 durch die Bewegung des Hauptreglers von der Stellung α in die Stellung b geschlossen wird. ■ Die Kontakte 20, 22 werden sofort getrennt, und der Kolben 7 des Zeitschalters 4 beginnt seine Aufwärtsbewegung, weil die Kontakte 19, 21 erst gegen Ende des Hubes des Kolbens 7 voneinander getrennt werden, was durch entsprechende Einstellung der Sperrmuttern 32 und 33 (Fig. 2) erreicht wird. Das schnelle Öffnen der Kontakte 20, 22 hat zur Folge, daß, wenn der Hauptschalter in die Stellung c gebracht wird, der Steue'r-Stromkreis für die Widerstandsschalter 56 bis 59 so lange offen bleibt, als der Kolben 7 dem Ende des Hubes sich aufwärts nähert und der Dämpfeinrichtung 71 entgegen sich wieder senkt. Andererseits wird durch Verzögerung der Öffnung der Kontakte 19, 21 die richtige Hublänge für den Kolben 7 gewährleistet. Wenn der Kolben 7 aufhört zu steigen, so werden die beweglichen Kontaktstücke 19,20 durch Reibung infolge des Druckes der Feeiern 27 und Unterlagsplatten 26 gegen die Streifen 17, i8 (Fig. 2) geöffnet gehalten, bis sie beim Abwärtsgang durch die Vorsprünge 13, 14 mit den unteren Sperrmuttern auf den Stangen 15, 16 in Eingriff kommen, während der Kolben unter dem Einfluß der Dämpfvorrichtung abwärts sinkt.

Wird nun der Hauptschalter 49 in die Stellung c, d.h. diejenige der selbsttätigen Beschleunigung gebracht, und zwar unmittelbar, nachdem er die Stellung b erreicht hat, so öffnet sich der Zeitschalter 4, und bis er wieder geschlossen ist, tritt keine weitere Beschleunigung der Motoren ein. Wenn man sich vergegenwärtigt, daß für den Strornbegrenzungs-

schalter 5 angenommen ist, er bleibe bei starker Belastung z. B. beständig offen, während der Zeitbegrenzungsschalter 4 arbeitet und sich schließt, so sieht man, daß ein Steuerstrorakreis hergestellt ist vom Leiter 73 über Leiter 84, in Nebenschluß zu dem Strombegrenzungsschalter 5 über Kontakte 20, 22, Leiter 75, Spule JJ des ersten Widerstandsschalters 56 und Leiter 78 zur Linienleitung 61. Der erste Widerstandsschalter 56 \vird demnach geschlossen und bleibt durch den Sperr-Stromkreis in geschlossener Stellung. Gleichzeitig ist der Stromkreis für die Spule 38 des Zeitbegrenzungsschalters 4 bei den Kontakten

19, 21 geschlossen, und dieser Schalter öffnet sich alsdann wieder, wodurch er den Kontroll-Stromkreis über Leiter 75 an den Kontakten

20, 22 unterbricht, bevor der zweite Widerstandsschalter 57 Zeit gefunden hat, sich zu schließen. Nach einem bestimmten vorher festgesetzten Zeitraum schließt sich der Schalter 4 wieder unter Einfluß der Dämpfvorrichtung Ji und gestattet den Schluß des zweiten Widerstandsscbalters 57 usf.. Es werden also die Widerstandsschalter nacheinander in bestimmten Zeiträumen geschlossen, um Widerstand aus dem Motorstromkreis auszuschalten, unabhängig von dem Strombegrenzungsschalter 5.

Wenn, während die Motoren beschleunigt werden, der Strom genug abgenommen hat, um den Kurzschluß des Strombegrenzungsschalters 5 zu gestatten, bevor der Zeitbegrenzungsschalter 4 nach unten gesunken ist und die Kontakte 19, 21, 20, 22 schließt, so wird 'der Stromkreis der Wicklung 37 des Zeitbegrenzungsschalters 4 durch den Hilfsköntakt 70 des Strombegrenzungsschalters 5 geschlossen, und es würde der Kolben des Zeitbegrenzungsschalters 4 zur oberen Grenze seines Hubes wieder zurückgebracht und dort festgehalten werden, wenn er sich nicht gerade in dieser Stellung in dem Augenblick befinden sollte, in welchem der Strombegrenzungsschalter 5 herunterfiel und die Kontakte 74, 70 überbrückte. Wenn nun das zeitweise Anwachsen des Motorstromes infolge des Schlusses des Strombegrenzungsschalters 5 ausreicht, um diesen Schalter wieder zu öffnen, so wird der Strom in der Spule 37 bei der Kontaktscheibe 70 des Strombegrenzungsschalters 5 wieder unterbrochen werden. Der Zeitbegrenzungsschalter 4 kann sich alsdann wieder schließen, aber nur nach Verlauf eines vorbestimmten Zeitraumes, der eben dem ganzen Schaltwege des Schalters 4 von der obersten bis zur untersten Stellung entspricht und welcher durch die Dämpfvorrichtung Ji bestimmt ist.

In der Regel kann .sich der Strombegrenzungsschalter 5 nicht unmittelbar nach dem Zeitbegrenzungsschalter 4 schließen, wenn die Motoren noch beschleunigt werden, weil der

Schluß des Zeitbegrenzungsschalters 4 den Schluß des nächstfolgenden Widerstandsschalters zur Folge hat und somit einen verstärkten Strom in der Spule 41 des Strombegrenzungsschalters veranlaßt. Da ein genügend starker Strom die Spule 41 vorher durchfließt, um den Schalter 5 offen zu halten, leuchtet es ein, daß das Anwachsen des Motorstromes durch die Wirkung des Zeitbegrenzungsschalters 4 nur die Tendenz des Schalters 5, offen zu bleiben, wieder herstellen oder verstärken kann, den Schalter 5 aber nicht veranlassen kann, sofort von der geöffneten in die Schlußstellung überzugehen. Wenn andererseits die Motoren so schnell nach dem letzten Schluß des Zeitschalters 4 beschleunigt werden, daß sich der Strombegrenzungsschalter 5 eine merkliche, obwohl kurze Zeit später als der letztgenannte Schluß des Zeitbegrenzungsschalters schließen kann, so zeigt dies an, daß die Verhältnisse so sind, daß es durchaus zulässig und gefahrlos ist, den nächsten Widerstandsschalter zu schließen, obwohl die volle Zeitdauer, für welche der Zeitbegrenzungsschalter sonst wirken soll, nach dem Schluß des letzten Widerstandsschalters noch nicht vollständig verstrichen ist. Daraus geht hervor, daß dieser Fall nur eine Wiederholung des Falles ist, der in Betracht gezogen wurde, nämlich der Fall, bei dem der Strombegrenzungsschalter 5 sich eine kurze Zeit vor dem Zeitbegrenzungsschalter 4 schließt, oder mit anderen Worten, wie in der Einleitung gesagt ist: »wo sonst der Zeitbegrenzungsschalter sich beinahe unmittelbar nach dem Strombegrenzungsschalter schließen würde«.

Bei dem wirklichen Arbeitsverlauf ist ' es bei der vorliegenden Erfindung, wie eben dargelegt, unmöglich, daß sich der Zeitbegrenzungsschalter 4 unmittelbar nach dem Strombegrenzungsschalter 5 oder zu irgendeiner Zeit schließt, wo dieser in Schlußstellung befindlich ist. Der Zeitbegrenzungsschalter 4 würde sich nicht eher schließen können, als der Strombegrenzungsschalter 5 durch den Motorstrom geöffnet ist, und selbst dann müßte die volle Zeit, für welche die Dämpfungsvorrichtung des Zeitschalters eingestellt ist, zwischen dem Öffnen des Strombegrenzungsschalters und dem Schluß des Zeitbegrenzungsschalters verfließen. Wenn der Strombegrenzungsschalter 5 sich so schnell vor dem Zeitbegrenzungsschalter schließt, daß beide Schalter auf denselben Widerstandsschalter arbeiten, ist es klar, daß dies nicht schadet, weil beide die gleiche'Wirkung hervorbringen.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß die folgenden Ergebnisse durch die Erfindung erzielt sind:

a) unter normalen Anlaßbedingungen wird die . selbsttätige Beschleunigung der Motoren ausschließlich durch den Strombegrenzungsschalter 5 überwacht, wie dies wünschenswert ist;

b) bei einer anormalen Anlaßbelastung der Motoren, welche zur Folge habe, daß der Strombegrenzungsschalter 5 für einen beträchtlichen Zeitraum offen steht, geschieht die selbsttätige Beschleunigung danach mittels des Zeitbegrenzungsschalters 4 mit dem vorher bestimmten Zeitraum zwischen den aufeinanderfolgenden Stufen der Beschleunigung;

c) es ist ausgeschlossen, daß die beiden Grenzschalter 4, 5 zwei aufeinanderfolgende Widerstandsschalter zu schnell schließen, d. h. praktisch ausgesprochen, keinen Zeitzwischenraum haben, außer wenn der Motorstrom so gering ist, daß kein Schaden durch schnellen Schluß der Widerstandsschalter χ geschehen kann. "

Claims (3)

Pate nt-An Sprüche:

1. Anordnung zur Regelung elektrischer Motoren, bei denen die Beschleunigung der Motoren sowohl von einem Stromgrenzschalter wie von einem Zeitgrenzschalter abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgrenzschalter (4) durch den Schluß des Strombegrenzungsschalters (5) so beeinflußt wird, daß sich der Zeitgrenzschalter (4) nicht unmittelbar nach dem Schluß des Stromgrenzschalters (5) schließen kann, um zu verhüten, daß zwei aufeinanderfolgende Stufen der Beschleunigung zu schnell geschlossen werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitbegrenzungsschalter (4) zwei Spulen (37/38) besitzt, von denen die eine (37) durch den Strombegrenzungsschalter (5) gesteuert wird.

3. Ausführungsform des Zeitbegrenzungsschalters nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von zusammenarbeitenden Kontakten (19, 21 und 20, 22) angeordnet sind, von denen der eine (19,21) den Stromkreis der anderen Spule (38) steuert, um die periodische Bewegung des öffnens und Schließens "des no Zeitbegrenzungsschalters zu bewirken und der andere Satz (20,22) einen Nebenschlußstromkreis zum Strombegrenzungsschalter (5) steuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.