DE314011C - - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 30. JULI1919

- Λ£ 314011 -KLASSE 35 a GRUPPE

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für elektrische Arbeitsmaschinen, insbesondere für Fördermaschinen, welche mittels Steuerhebel geregelt werden, dessen Bewegung d*urch. Anschläge, Kurvenschübe ο. dgl. zur Verhinderung unzulässiger Geschwindigkeiten begrenzt wird. Bei derart gesteuerten elektrischen Maschinen wird gewöhnlich nur die Bewegung des Steuerhebels

ίο beim Anfahren und Stillsetzen des Motors zu Beginn und Ende der Fahrt durch die Anschläge usw. begrenzt. Muß aber der Motor aus irgendeinem Grunde während der Fahrt gebremst werden, . und wird er dann von neuem angelassen, so besteht keinerlei Hemmung für die' Bewegung des Steuerhebels und er kann unter größter Gefährdung der Maschine sogleich voll ausgelegt werden. Diesem Übelstand wurde bei elektrischen Maschinen dadurch abzuhelfen gesucht, daß Vorrichtungen vorgesehen wurden, welche den Maschinisten zwangen, den Steuerhebel in gleicher Weise wieder auszulegen, wie dies zu Beginn der Fahrt geschehen muß, d. h.

also allmählich von Null ansteigend.

, Oft wird aber die Arbeitsmaschine nur kurzseitig gebremst und ihre Wiedereinschal- _ tung ist wieder möglich, ohne daß sie infolge von Trägheitswirkungen zur Ruhe gelangt wäre oder ihre Geschwindigkeit erheblich verringert hätte. In solchen Fällen bedeutet es eine unnötige Verzögerung des Betriebes, wenn der Maschinist gezwungen ist,. allmählich von Null anzulassen, anstatt den Steuerhebel sofort in eine dem augenblicklichen und tatsächlichen Betriebszustand des Elektromotors entsprechende Stellung bringen zu können. -

Gemäß der Erfindung beeinflussen die die Bewegung des Steuerhebels begrenzenden Vorrichtungen (Anschläge usw.), den Steuerhebel in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand der Arbeitsmaschine (ζ. Β. deren Geschwindigkeit, Stromspannung) unmittelbar, ohne Benutzung weiterer von der Beschleunigung der Maschine abhängiger Zwischenglieder, und werden, insbesondere auch während der Fahrt, derart eingestellt, daß der Anlaßstrom der. vorhandenen Gegenspannung entsprechend in zulässigen Grenzen 5°. bleibt. Der Betriebszustand des Motors hängt, im wesentlichen von. seiner Geschwindigkeit, und bei Steuerung durch Feldschwächung, auch von seinem Felde ab. Es ist daher möglich, die Bewegung der An-Schläge usw. in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Motors zu bringen, welche dann jeweils ein Maß seiner Gegen-EMK darstellt und damit seines Betriebszustandes.

Einrichtungen, welche bestimmte Abhängigkeiten zwischen Steuerung 'und Geschwindigkeit von Fördermaschinen schaffen, sind bereits bei Dampf fördermaschinen vorgeschlagen. Diese tragen jedoch gänzlich anderen Gesichtspunkten Rücksicht als diejenigen sind, die bei elektrischen Maschinen rnaßv gebend sind. Während bei Dampffördermaschinen das jeweilige Anlassen stets bei größter Füllung erfolgen muß, muß im Gegensatz bei elektrischen Maschinen die angelegte Spannung bzw. der Strom durch. Vorschaltwiderstände abgedrosselt werden, sollen nicht

gefährliche Betriebszustände auftreten. Während also bei Dampfmaschinen der Steuerhebel beim Wiederanlassen unbedenklich voll ausgelegt werden kann und muß, muß im Gegensatz dazu bei elektrischen Maschinen beim Anfahren der Steuerhebel nur langsam ausgelegt werden. Ferner wird bei Dampfmaschinen durch die verschiedene Auslage des Steuerhebels stets nur die Füllung bei unveränderter Dampfspannung geregelt. Bei elektrischen Maschinen hingegen wird durch den Steuerhebel die am Anker der Maschine liegende Spannung oder das Feld geregelt. Dies hängt auch mit dem grundsätzlichen Unter-Schied in der Wirkungsweise der Triebkräfte beider Maschinenarten zusammen.

Durch die Erfindung wird bei elektrischen Maschinen erreicht, daß die Förderung in der geringst möglichen Zeit erfolgt, ohne daß die elektrische Maschine gefährdet wird. Ist sie durch' die Bremsung während der Fahrt zum Stillstand gelangt, so muß der Steuerhebel von Null an ausgelegt werden. Ist jedoch ihre Geschwindigkeit gar nicht oder auf einen »5 anderen Wert gesunken, der größer als Null ist, so kann der Steuerhebel aus der'Brems-■stellung ungehemmt sofort wieder so weit ausgelegt werden, als dem augenblicklichen· Betriebszustand der Maschine entspricht, so daß sie sogleich von diesem Werte an beschleunigt wird. Außerdem wird ' durch diese Steuerungsart der Steuerhebel tatsächlich in sol-. eher Weise bewegt, daß die von seiner Stellung abhängige Beschleunigung der Arbeitsmaschine auch der augenblicklichen (Ist-) Geschwindigkeit der Maschine entspricht. Es kann daher der der Berechnung der Maschine zugrunde gelegte Arbeitsverlauf unter allen Umständen herbeigeführt werden, unabhängig von der statischen Belastung der Maschine. \

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. -

In Fig. ι ist s ein Steuerhebel, welcher in '45 bekannter Weise durch einen Lenker I mit einem Rollenhebel h verbünden ist. Dieser schwingt innerhalb eines Kurvenstückes k, das in der Zeichnung senkrecht beweglich und geführt dargestellt ist. Seine Lage ist bestimmt durch die Stellung der Muffe eines Fliehkraftreglers /, der mittelbar oder unmittelbar von der Welle - der zu regelnden Arbeitsmaschine angetrieben wird. Der Regler ist zweckmäßig statisch ausgebildet und seine Muffenbewegung entspricht der Geschwindigkeitsänderung. Der Stellhebel des Reglers kann auch mittelbar etwa unter Zwischenschaltung eines Drucklufthilfsmotors das Kurvenstück k bewegen.

Beim Auslegen des Steuerhebels nach rechts oder links wird der Ausschlag zunächst ^:. derart begrenzt, daß die Fördermaschine, die : elektrisch sein mag, die beim Anfahren zulässige maximale Stromstärke aufnimmt. So-■! wie sich die " Maschine in Bewegung setzt, wird der Regler das Kurvenstück k anheben . und der Steuerhebel kann weiter ausgelegt , werden, wodurch abermals eine Geschwindig- ; keitsvergrößerung.und ein weiteres Anliegen des Kurvenstückes eintritt usw. Dabei kann die Kurve k so gestaltet sein, daß die Anfahr- : Stromstärke bis zur Endlage des Steuerhebels konstant -bleibt oder bis dahin verringert wird. Es kann, aber auch j eder andere ge- ' wünschte Strom- und damit Beschleunigungsverlauf durch entsprechende Gestaltung der Kurve erreicht werden. "' ;

Wird* der Steuerhebel nicht dauernd nachgedrückt, sondern vorübergehend in einer Zwischenstellung, z. B. I gelassen, so wird die Geschwindigkeit nicht weiter steigen und daher auch das weitere Auslegen des Steuerhebels begrenzt sein. Hierdurch werden unzulässige Strom- und Geschwindigkeitsänderungen wirksam verhindert, im Gegensatz zu reinen Wegsteuerungen.

Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Ausführung der Kurvenscheibe k, bei der die Anlaßbewegung verschieden sein soll von der Verzögerungsbewegung. Die Kurve α ist für das Anlassen, die Kurve ν für die Verzögerung an-^ genommen. Beide können verschieden gestaltet sein, und z. B. kann die Verzögerung rascher erfolgen als die Beschleunigung. Dient ein und derselbe Steuerhebel für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, so muß bei gleichen Geschwindigkeitsgesetzen für beide Fahrtrichtungen bei Anwendung nur eines Kurven-Stückes eine Umschaltung hinzutreten, etwa elektrischer Art durch einen Umschalter oder mechanischer Art im Getriebe zwischen Steuerhebel s und Rollenhebel h (Fig. 1), falls nicht, wie in Fig. 1 angenommen, die Geschwind'igkeitsgesetze für Anlassen und Verzögern gleich sein sollen. In letzterem Falle . ergibt .sich die einfache. Ausbildung des Kurvenstückes k, für beide Fahrtrichtungen ge- ■ eignet, wie in Fig. 1 dargestellt.

_Die Geschwindigkeit des elektrischen Fördermotors ist gleichzeitig ein Maß seiner j Gegen-EMK. An Stelle eines Fliehkraftreglers kann jede andere Vorrichtung' zur Geschwindigkeitsanzeige verwendet werden, so z. B. ein Luftdruckmesser für den von der Maschine angetriebenen Ventilator, ein hydraulischer Geschwindigkeitsmesser u. a. m.

,Fig. 3 zeigt ein Ausführüngsbeispiel, bei dem eine fremderregte, von der Fördermaschine angetriebene Dynamo d, deren Spannung ihrer Tourenzahl proportional ist, als Geschwindigkeitsmesser benutzt ist. Die ·. , Dynamo d speist ein Motorrelais, welches aus

dem Motor m besteht, dessen Drehmoment durch den Druck einer Feder e aufgehoben wird, die mittels Lenkers* und Kurbel κ mit der Motorwelle verbunden ist. In der gezeichneten Lage ist die Spannkraft der Feder Null. Wird die Kurbel u bei zunehmender Spannung der Dynamo d- durch den Motor in in der einen oder anderen Richtung bewegt, so nimmt die Federspannung zu, bis Gleichgewicht besteht. Zu diesem Zwecke ist der Lenker i an eine Stange t angelenkt, die lose durch die beiden Widerlager p an den Enden der Feder durchgeht. Die Führungsbüchse b für die Widerlager¹ ist im Räume fest. Bei Bewegung der Kurbel u im Uhrzeigersinn wird die untere Platte p, bei entgegengesetzter Drehung der Kurbel u aus der Nullage die obere Platte p in das Innere der Büchse b entgegen der Federkraft gezogen. ,Auf diese Weise ist jeder Spannung der Dynamo d ein bestimmter Winkelausschlag des Motorrelais zugeordnet. Auf der Welle des Motorrelais sitzt eine Kurvenscheibe 0. Außerdem treibt das Motorrelais durch Zahnräder mit Über-Setzung ι : 1 eine zweite Kurvenscheibe r an. Zwischen, beiden Kurvenscheiben liegt ein Rollenhebel h, der durch den Lenker I mit dem Steuerhebel s verbunden ist. Wird z. B. der Steuerhebel ^ aus der gezeichneten Nullstellung nach links bewegt, so legt siph der Rollenhebel h an den Teil α der Kurve 0, der dann vom Motorrelais in der Uhrzeigerrichtung bewegt wird. Gleichzeitig gelangt der Teil ν der Kurver soweit in den Weg des Rollenhebels h, daß er die Verzögerungsbewegung des Steuerhebels ^ begrenzen kann. Die gleiche Funktion kommt dem Teil α der Kurvenscheibe r und dem Teil ν der Kurvenscheibe 0 in bezug auf den Röllenhebel h zu, wenn der Steuerhebel s nach rechts ausgelegt wird.

Claims (3)

Patent-An Sprüche:

1. Sicherheitsvorrichtung für elektrische Arbeitsmaschinen, insbesondere Fördermaschinen, welche mittels Steuerhebel geregelt werden, dessen Bewegung durch Anschläge, Kurvenscheiben o. dgl. begrenzt wird> dadurch gekennzeichnet, daß die letzteren in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand der Arbeitsmaschine (z. B. deren· Geschwindigkeit, Stromspannung) unmittelbar, ohne Benutzung weiterer von der Beschleunigung der Maschine abhängiger Zwischenglieder, den Steuerhebel beeinflussen, und insbesondere auch während der Fahrt derart eingestellt werden, daß der Anlaßstrom der vorhandenen Gegenspannung entsprechend 'in zulässigen Grenzen, bleibt.'

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine in an sich bekannter Weise durch die Spannung einer fremderregten, von der Arbeitsmaschine angetriebenen Dynamo dargestellt wird und diese ein Motorrelais speist, dessen Drehmoment entsprechend seinem Ausschlag wächst und das zur Verstellung der Kurvenstücke, Anschläge o. dgl. dient.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines Motorrelais zur

. Bewegung der Rurvenstücke an einer reversierbaren Arbeitsmaschine eine doppelt wirkende Feder dem Drehmoment des Relais das Gleichgewicht hält.

Hienzu ι Blatt Zeichnungen.