DE288585C

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Publication number: DE288585C
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Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 288585 KLASSE 21 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. September 1914 ab.

Bei manchen Antrieben, insbesondere beim Kalanderantrieb, erfordert der Arbeitsprozeß einen Wechsel zwischen geringer und großer Geschwindigkeit. Der Kalander, muß beim Einziehen des Papiers langsam und beim normalen Arbeitsbetrieb rasch laufen. Dabei muß der" Übergang von der niedrigen auf die hohe Geschwindigkeit völlig stoßfrei erfolgen, damit die Papierbahn nicht reißt. Beim elektromotorischen Antrieb des Kalanders hat man die vorliegende Aufgabe in folgender Weise gelöst. Für die Dauer der geringen Drehzahl schließt man den Motor an die Teilspannung eines Dreileiternetzes an, für die Dauer der größeren Drehzahl legt man ihn an die Gesamtspannung des Netzes. Zur Erzielung des stoßfreien Überganges von der Teilspannung auf die Gesämtspannung wird die Gesamtspannung über einen größeren Widerstand parallel zur Teilspannung angeschlossen und dieser so lange verringert, bis ein vom Strom des Mittelleiters beeinflußter Minimalschalter die Teilspannung selbsttätig abschaltet. Dieser Weg ist jedoch nicht der einzige zur Lösung der gestellten Aufgabe.

Nach der Erfindung wird folgender Weg eingeschlagen, bei welchem der Anschluß des Motors an zwei Spannungen entsprechend den beiden Geschwindigkeiten beibehalten wird, der Übergang von der niedrigen Spannung auf die höhere jedoch durch Umlegen eines Schalters von Hand erfolgt. Durch einen Spezialmotor wird der Vorschaltwiderstand

des Hauptmotors in stromlosem Zustand in eine solche Stellung gebracht, daß der in ihm vom Hauptstrom erzeugte Spannungsabfall jederzeit der Differenz zwischen Ober- und Unterspannung gleich ist; dann kann die Umschaltung ohne Stoß vor , sich gehen. Die Stellung des Widerstandskontaktes muß daher in Abhängigkeit vom Hauptstrom gebracht werden, was mittels des genannten Spezialmotors erreicht wird. Dem Anker dieses Spezialmotors, welcher an ein beliebiges Netz angeschlossen ist, ist ein beträchtlicher,- konstanter Widerstand vorgeschaltet, so daß er selbst bei Stillstand keinen unzulässigen Strom aufnehmen kann. Er besitzt zwei einander entgegenwirkende Magnetwicklungen, deren eine von dem Belastungsstrom des Hauptmotors oder einem ihm proportionalen Teil durchflossen wird, während die andere über einen vom Motor selbst geregelten Widerstand ans Netz angeschlossen ist. Der Motor wird stillstehen, wenn die Felder der beiden Magnetwicklungen sich aufheben, und wird nach der einen oder anderen Richtung umlaufen, solange die Felder einander nicht gleich sind. Der Motor regelt also den Widerstand seiner eigenen Nebenschlußwicklung so lange, bis deren Feld dasjenige seiner vom Hauptmotorstrom beeinflußten Feldwicklung neutralisiert hat. Mit seiner Drehung verschiebt der Hilfsmotor zugleich den Kontakt des — stromlosen — Vorschaltwiderstandes des Hauptmotors. Dieser Widerstand ist nun so berechnet, daß

in jeder Stellung des Nebenschluß Widerstandes des Hilfsmotors dem Hauptmotor derjenige Anlaßwiderstand vorgeschaltet ist, welcher, vom Hauptstrom durchflossen, die Spannungsdifferenz zwischen Ober- und Unterspannung verzehrt. Will man also von der Unterspannung auf die Oberspannung umschalten, so kann man das jederzeit stoßfrei bewerkstelligen dadurch, daß man den Hauptmotor vom Unterspannungsnetz abtrennt und über den selbsttätig eingestellten Anlaßwiderstand an das Oberspannungsnetz anlegt. Die beiden Netze können getrennt sein, oder aber zu einem Dreileitersystem mit gemeinsamem Mittelleiter vereinigt sein.

Der letztere Fall ist in der Figur dargestellt, welche ein beispielsweises schematisches Schaltbild nach der Erfindung zeigt. Darin ist m der Hauptmotor (Kalanderniotor), der

ao von der Oberspannung 0 konstant oder über den Regulierwiderstand / erregt wird; sein Anker soll bei kleiner Geschwindigkeit an die Unterspannung u und bei hoher Geschwindigkeit an die Oberspannung 0 angeschlossen werden. Die Umschaltung erfolgt mittels des Schalters s, der bei Speisung des Motors m von der Oberspannung 0 aus vom Nullspannungsmagneten η festgehalten wird. In der ausgezogen gezeichneten Stellung verbindet der Schalter s den Motor m über den Hauptstromwiderstand w mit dem Oberspannungsnetz 0; in der gestrichelt gezeichneten Stellung legt der Schalter.? den Motor m unmittelbar au die Unterspannung u und schließt gleichzeitig den Kontakt k, wodurch er die Wicklung b mit dem Netz verbindet. Der Kontakthebel h des Anlaßwiderstandes w wird nun von dem beispielsweise von der Spannung 0 gespeisten Hilfsmotor α unter Vermittlung des Übersetzungsgetriebes g verdreht, wobei, wie erwähnt, die Anlaßstellung in Abhängigkeit von der Motorbelastung gebracht wird. Zu diesem Zweck besitzt der Hilfsmotor a die gegeneinander geschalteten Feldwicklungen b und c. Die Wicklung c wird von einem Teil des Belastungsstromes von m durchflossen und die Wicklung b vom Oberspannungsnetz 0 aus über den Kontakt k und den Regulierwiderstand r gespeist, welcher hier gleichzeitig konstanter Vorschaltwiderstand des Hilfsmotorankers α ist. Die Regelung des Widerstandes r erfolgt in dem gezeichneten Beispiel durch den gleichen Hebel h wie diejenige des Hauptstromwiderstandes w.

Wenn also beispielsweise während der Speisung des Kalandermotors m von der geringeren Spannung eine bestimmte Belastung vorhanden ist, so wird der Hilfsmotor α unter dem Einfluß des Stromes in c eine solche Stellung des Hebels h auf dem Regulierwiderstand r einstellen, welche dem Gleichgewicht seiner beiden Feldwicklungen b und c entspricht. Ist nun der Hauptstromwiderstand w so abgestimmt, daß, wenn jetzt eine Umschaltung des Schalters .? von kleiner auf große Geschwindigkeit des Hauptmotors vorgenommen werden müßte, der in ihm erzeugte Spannungsabfall gleich der Differenz der Spannungen 0 und u ist, so kann die Umschaltung stoßfrei erfolgen.

Nach dem Umschalten bei s kann man nun den Hilfsmotor α gleich zum weiteren Selbstanlassen des nunmehr an die Oberspannung gelegten Hauptmotors m auf volle Geschwindigkeit benutzen, indem man, wie gezeichnet, den Stromkreis der Wicklung b beim Umschalten ganz unterbricht. Der Anker α steht dann unter ■ dem alleinigen Einfluß der Wicklung c, und der Anlasser läuft, entsprechend der Übersetzung von g mit einer gewissen Geschwindigkeit in die Endstellung, wo er den Kontakt e und damit auch den Stromkreis der Wicklung c unterbricht und dadurch zum Stillstand kommt. Der Anschlag e kann entlang der Kontaktbahn des Anlassers verstellbar gemacht werden, so daß damit, entsprechend der von Fall zu Fall gewünschten Nebenschlußregelung, die Drehzahl des Hauptmotors auf einem bestimmten Punkt begrenzt werden kann.

Mittels eines der Druckknöpfe d, welche an verschiedenen dem Bedienungsmann schnell erreichbaren Punkten verteilt sein können, kann der Motor m j ederzeit auf kleine Geschwindigkeit zurückgeschaltet werden. Durch die Erregung der Wicklung b, welche am Druckknopf selbst durch Überbrückung der vom Kontakt k überwachten Leitungen bewirkt wird, wird damit nämlich der Hilfsmotor a in rückläufiger Richtung versetzt, worauf die Wicklung c durch den Endkontakt e wieder eingeschaltet wird. Sobald nun der Hebel h einen Teil des Anlaßwiderstandes w vorgeschaltet und das Ende der Kontaktschiene i verlassen hat, wird der Nullspannungsmagnet η stromlos, so daß der Schalter s in die gestrichelte Lage fällt und so den Motor, wenn auch nicht immer ohne jeden Stromstoß, so doch unter Vorschaltung eines erheblichen Widerstandes vor den Anker, umschaltet.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zum stoßfreien Umschalten eines Elektromotors bei jeder Belastung von einer Spannung auf eine andere, dadurch gekennzeichnet, daß seinem Anlaßwiderstand, solange sich dieser in stromlosem Zustand befindet, in Abhängigkeit von der jeweiligen Stromaufnahme des Motors selbsttätig eine solche Größe gegeben wird, daß der in ihm vom Motor-

strom erzeugte Spannungsabfall gleich der Differenz der beiden Spannungen ist.
2. ■ Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Anlaßwiderstandes (w) von einem Hilfsmotor (α) mit zwei einander entgegenwirkenden Feldwicklungen (b und c) bewirkt wird, deren eine (c) vom Hauptmotorstrom oder einem ihm proportionalen Teil durchflossen wird, während die andere (fc) über einen Regulierwiderstand (r) an einer festen Spannung liegt, wobei der Regulierwiderstand (r) so lange vom Hilfsmotor selbst verändert wird, bis die beiden einander entgegenwirkenden Felder sich aufheben, wodurch der Hilfsmotor (α) und Reglerhebel (h) des Hauptanlaßwiderstandes zum Stillstand kommen.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hilfsmotoranker dauernd so viel Widerstand vorgeschaltet ist, daß er ohne Schäden auch bei unerregtem Feld ans Netz angeschlossen sein kann.
4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierwiderstand (r) der Nebenschlußfeldwicklung des Hilfsmotors gleichzeitig Vorschaltwiderstand für dessen Anker ist.
5. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgtem Umschalten des Hauptmotors (m) an die höhere Spannung dieser vom Hilfsmotor (a) selbsttätig weiter für diese Spannung angelassen wird, indem der Stromkreis der Nebenschluß wicklung (b) des Hilfsmotors (α) beim Umschalten des Hauptmotors unterbrochen wird, so daß er nur unter der Einwirkung seiner Haupt-Stromwicklung (c) den Anlasser des Hauptmotors in seine Endstellung führt, wo ein gegebenenfalls verschiebbarer Kontakt (e) gelöst wird, welcher den Stromkreis der Hauptstromfeldwicklung (c) des Hilfsmotors unterbricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.