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Elektromotorisch angetriebene Verstelleinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Verotelleinrichtung
zum Verschwenken oder Verschieben einer Vorrichtung zwischen zwei Endlagen.
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Derartige Verstelleinrichtungen sind beispielsweise zum Öffnen und
Schließen von Licht kuppeln, Rauch- und W.irmeabzugsklappen und Hub/Schwenk-Toren
(Garagentoren), sowie zur Verstellung von Krankenbetten, Autositzen und dergl. bekannt.
Sofern zum Verstellen oder Verschwenken solcher Vorrichtungen relativ große Kräfte
aufgebracht werden müssen, reicht als Antriebselement eine einzelne, von einem Elektromotor
über ein Getriebe bewegte Stange oder Spindel nicht aus, sei es, weil die betreffende
Vorrichtung nicht hinreichend verwindungssteif ist, sei es, weil der erforderliche
Antriebsmotor so groß wäre, daß er an der kinematisch günstigsten Stelle aus optischen
oder aus Platzgründen nicht untergebracht werden kann. Zum öffnen und Schließen
beispielsweise von Lichtkuppeln ist es daher auch bereits bekannt, an dem verschwenkbaren
Rahmen der Lichtkuppel zwei in Abstand voneinander angeordnete, etwa parallele Stangen
angreifen zu lassen, die von einem einzigen Elektromotor über Zahnradgetriebe aus-
und eingefahren werden (DE-PS 1 939 o21). Diese Lösung ist jedoch kosten- und platzaufwendig.
Des weiteren stört bei vielen Anwendungen das von Zahnradgetrieben, selbst wenn
sie mit Kunststoffrädern ausgestattet sind, erzeugte Geräusch. Weiterhin sind solche
Getriebe nicht völlig wartungsfrei und schließlich stellen die rotierenden Verbinduflgswellen
zwischen dem Elektromotor und den Spindeln eine Gefahrenquelle dar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und
betriebssichere Verstelleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patent anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
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Diese Lösung ermöglicht die Verwendung von Elektromotoren mit einem
sehr einfachen, praktisch gersuschlosen und wartungsfreien Getriebe, das die Drehbewegung
des Motorankers in eine translatorische Bewegung einer Schub- oder Zugstange umsetzt.
Die Stange ist hierzu als Gewindespindel ausgebildet und sitzt in einer Gewindebüchse,
die unmittelbar den Anker des Motors tragt. Allerdings iot es keinesfalls aubreichend,
jeder der an der zu verschwenkenden oder zu verschiebenden Vorrichtung angreifenden
Stangen einen eigenen rotor zuzuordnen und für eine Abschaltung jedes Motors in
den jeweiligen Endlagen der zu bewegenden Vorrichtung durch an sich bekannte Endkontakte
zu sorgen. Vielmehr müssen zusätzlich besondere Maßnahmen getroffen werden, um einerseits
einen Synchronismus der Verschiebungsbewegung der Stangen sicherzustellen und andererseits
alle Motore stillzusetzen, sobald einer der Motore beispielsweise aufgrund einer
Unterbrechung in seiner Zuleitung oder wegen eines defekten Schaltkontaktes ausfällt.
Ohne solche zusätzlichen Maßnahmen würde es in beiden Fällen über kurz oder lang
zu einer Beschädigung entweder der zu bewegenden Vorrichtung oder der Verstelleinrichtung
kommen. Die hierzu im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale erfüllen
diese Bedingungen für eine hohe Funktionssicherheit der Verstelleinrichtung auf
besonders einfache Art und Weise.
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Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen in der Verstelleinrichtung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Schaltung
einer Verstelleinrichtung nach der Erfindung.
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Das Schaltbild zeigt eine Ausführungsform mit lediglich zwei Motoren
M1, M2, von denen jeder eine nicht gezeichnete Schub/Zug-Stange über ein ebenfalls
nicht gezeichnetes Getriebe von grundsätzlich
beliebiger Bauart
antreibt. Die Motoren sind ebenfalls von beliebiger Bauart, sie müssen lediglich
in ihrer Drehrichrung umkehrbar sein. Gezeichnet sind zwei Wechselctrommotore, von
denen jeder eine Wicklung WR für den Rechtslauf und eine Wicklung WL für den Linkslauf
besitzt. Über der Serienschaltung beider Wicklungen liegt ein Betriebskondensator
C. Der gemeinsame Verbindungspunkt beider Wicklungen ist über einen Wärmewächter
zu mit dem Nulleiter N der Netzspannung verbunden. Der jeweilige andere Anschluß
der Wicklungen WR bzw. WL des Motors M1 ist über einen Endkontakt hl bzw. a1 mit
jeweils einem feststehenden Kontaktstück eines Umschaltkontaktes el verbunden. Die
entsprechenden Anschlüsse des Motors M2 sind über Endkontakte h2, s2 mit den feststehenden
Kontaktstücken eines weiteren Umschaltkontaktes e2 verbunden. Die Kontakte hl, h2
dienen zur Begrenzung der Hubbewegung und werden mechanisch betätigt, beiapi21sweise
durch Nocken oder ringförmige Vertiefungen der zugehörigen Stange oder Gewindespindel.
Bei Erreichen der Endstellung der Hubbewegung öffnen die Kontakte hl und h2. Bei
Erreichen der Endstellung der Senkbewegung schalten die Kontakte sl, s2 in die gestrichelt
gezeichnete Stellung um.
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Die beweglichen Kontaktstücke der Umschaltkontakte el, e2 sind parallel
geschaltet. Sie sind mit einem Motorstrom-Uberwachungskontakt b verbunden, das in
Serie mit der Wicklung eines Überwachungsrelais B liegt, dessen anderer Anschluß
mit dem beweglichen Kontaktstück eines dritten Umschaltkontaktes e3 verbunden ist.
Dessen feststehende Kontaktstücke sind über einen handbetätigten Momentschalter
H für die Hubbewegung bzw. einen gleichartigen Schalter S für die Senkbewegung mit
dem Spannung führenden anderen Leiter R des Netzanschlusses verbunden. Die Kontakte
el, e2, e3 werden durch ein Relais E von der gezeichneten Ruhelage in die Arbeitslage
umgeschaltet, das bei Betätigung des Schalters S anzieht. Der Motorstrom-Überwachungskontakt
b ist als Selbsthaltekontakt des Überwachungsrelais B ausgebildet. Damit das Überwachungsrelais
B bei Betätigung eines der Schalter H oder S anzieht, liegt parallel zu dem Kontakt
b ein Kontakt a eines Relais
A, das über eine Diode D mit Gleichspannung
gespeist wird, sobald einer der Schalter H oder S geschlossen ist und durch Beschaltung
mit einem Zeitglied RC1 in an sich bekannter Weise als Wischrelais arbeitet. C2
ist ein Glättungskondensator.
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An den Netzleiter R ist eine Kontrollampe K angeschlossen, die über
parallel liegende Kontakte kl, k2 mit dem Nulleiter verbunden ist und daher leuchtet,
solange nicht beide Stangen ihre untere Endstellung erreicht haben. Durch andere
Anordnung der Endkontakte kl, k2 oder durch zusätzliche Kontrollampen K mit entsprechenden
zusätzlichen Kontrollkontakten k (nicht dargestellt) können ohne weiteres andere
oder zusätzliche optische Anzeigen der Funktion und/oder der Stellung der Verstelleinrichtung
bzw.
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der zu verstellenden Vorrichtung verwirklicht werden.
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Die Verstelleinrichtung arbeitet folgendermaßen: Wird, ausgehend von
der gezeichneten Ruhelage, der Schalter H betätigt, so zieht kurzzeitig das Relais
A an und überbrückt über seinen Kontakt a den Kontakt b. Beide Motoren M1, M2 erhalten
über die geschlossenen Endkontakte hl, h2 an ihre jeweilige Wicklung WR für den
Rechtslauf, der hier der Hubbewegung entsprechen möge, Spannung.
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Das Motorstrom-Überwachungsrelais B zieht an und schließt seinen Selbsthaltekontakt
b, während das Relais A wieder abfällt. Erreicht bei weiterhin gedrücktem Schalter
H eine der nicht gezeichneten Stangen die vorgegebene Endstellung, so öffnet der
zugehörige Endkontakt, z.B. der Kontakt hl, so daß der Motor M1 stehenbleibt. Das
Überwachungsrelais B ist so ausgelegt, daß es abfällt, sobald der durch dieses Relais
hindurchfließende Summenstrom sich um den Betrag der Stromaufnahme eines Motors
vermindert. Damit bleibt auch der Motor M2 stehen, auch wenn wegen einer geringfügigen
Abweichung im Synchronismus der Bewegung der beiden zugehörigen Stangen der Endkontakt
h2 des Motors M2 noch geschlossen ist. Wird nun der Schalter S gedrückt, so zieht
zunächst das Relais E an und bringt die Umschaltkontakte el, e2, e3 aus der gezeichneten
Ruhelage in die Arbeitslage. Das Relais
A zieht kurzzeitig an, so
daß wie im vorhergehenden Fall die Mo-'tore Mi, M2 ihre Betriebsspannung erhalten,
diesmal jedoch an der Wicklung WL für den Linkslauf, der hier der Senkbewegung entsprechen
rnöge. Bei weiterhin gedrücktem Schalter S schaltet derjenige Motor, beispielsweise
der Motor Mi, zuerst ab, dessen Stange als erste die untere Endlage erreicht und
damit den Endkontakt s1 in die gestrichelt gezeichnete Lage bringt. Sofern in diesem
Zeitpunkt der andere Endkontakt S2 noch geschlossen ist, also kein Synchronismus
zwischen den Stellungen der jeweiligen Stangen besteht, wird dieser Synchronismus
nun über den Um-Ochalt-Endkontakt si wieder hergestellt, denn es fällt nun zwar
wegen des Stehenbleibens des Motors Mi das Überwachungsrelais B ab, jedoch erhält
der Motor M2 über den Endkontakt S1 in der geotrichelten Lage sowie die in Arbeitslage
befindlichen Umschaltkontakte el, c2 weiterhin Spannung an seiner Wicklung WL, und
zwar so lange, bis auch der zugehörige Endkontakt s2 um- und damit diesen Motor
t2 abschaltet. Gleichzeitig erlischt nun auch die Kontrollampe K, da der Kontrollkontakt
kl und nunmehr auch der Kontrollkontakt k2 bei Erreichen der unteren Endstellung
öffnen.
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Sofern die Wiederherstellung des Synchronismus nur in der unteren.
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Endstellung nicht ausreicht, können selbstverständlich auch die Endkontakte
hl, h2 für die obere Endstellung als Umschaltkontakte ausgebildet und entsprechend
den Endkontakten si, s2 beschaltet werden.
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Die jeweiligen Anschlüsse für den Rechtslauf bzw. für den Linkslauf
der beiden Motore können deswegen nicht einfach parallelgeschaltet sondern müssen
über die Umschaltkontakte el, e2 elektrisch getrennt werden, weil jedenfalls bei
der hier verwendeten Motorkonstruktion mit einem Betriebskondensator C derjenige
Motor, dessen Endkontakt 5 umgeschaltet und damit die Wicklung WL stromlos gemacht
hat, bei parallelgeschalteten Anschlüssen über den Betriebskondensator C des zur
Wiederherstellung
des Synchronismus noch weiterlaufenden anderen
Motors, dessen Kontakt h und seinen eigenen Kontakt h Spannung an seiner Wicklung
WR für den Rechtslauf erhielte, also bereits wieder in Gegenrichtung zu laufen beginnen
würde.
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Sofern zur Bewegung der gleichen Vorrichtung mehr als zwei Motore
Ml, M2 notwendig sind, können die weiteren Motore Mm, Mn über weitere Umschaltkontakte
ej, ek analog zu den Motoren M1, M2 an die gleiche Schaltung angeschlossen werden.
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Weiterhin ist es auch möglich, mehrere, mechanisch getrennte Vorrichtungen,
sei es über die Schalter H, S, sei es über weitere, hierzu parallel liegende Schalter,
gemeinsam zu steuern.
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Hierzu ist lediglich je ein weiteres Überwachungsrelais B je weiterer
zu bewegender Vorrichtung für die auf diese Vorrichtung arbeitenden Motoren notwendig.