DE339233C - Belastungsregler fuer Kraftmaschinen - Google Patents

Description

Um bekannte Kraftanlagen gut auszunutzen, hat man eine mittelbare Beeinflussung ihrer Belastung angewendet,so z.B.hat man bei Schleif-, Mahl- oder Bearbeitungsmaschinen mit elektrischem Antrieb den Anpressungsdruck oder den Vorschub des Bearbeitungswerkzeuges in. Abhängigkeit von der Stromstärke des Motors geregelt. Durch solche Anordnungen wurde zwar bis zu einem gewissen Grade auch die Belastungs-

iö fähigkeit der Maschine ausgenutzt, solange die Betriebsverhältnisse der Maschine solche waren, daß die Stromstärke ein Maß für die zulässige Belastung bilden kann. Die vorliegende Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß die Leistungsfähigkeit derartiger Maschinen in bedeutend höherem Maße ausgenutzt werden kann, wenn ihre Leistung von ihrer Belastungsfähigkeit beherrscht wird. Die Belastungsfähigkeit ist aber gerade für Maschinen, die häufig mit wechselnder Geschwindigkeit und wechselnd langen Arbeitspausen in Betrieb sind, nicht von der Belastungsgröße abhängig, sondern von dem Erwärmungszustand bestimmter Teile. Elektrische Motoren, die ja heute hauptsächlich für derartige Maschinen verwendet werden, sind in ihren Wicklungsteilen außerordentlich empfindlich gegen Erwärmung. Die höchste Leistungsfähigkeit der Motoren ist aber nicht so sehr von Rücksichten auf den Wirkungsgrad und mechanische Beanspruchungen abhängig, als vielmehr von der Rücksicht auf die Verbrennungsgefahr der Isolationsteile. Bei anderen Antriebsmotoren, z. B. Verbrennungsmotoren, ist es hingegen wichtig, die Erwärmung, z. B. der Kolben, mit Rücksicht auf die Verbrennungsgefahr der Schmiermittel und das Festfressen der gleitenden Teile zu beschränken.

Erfindungsgemäß soll deshalb in Abhängigkeit von dem Erwärmungszustarid dieser Teile die Belastung derselben beeinflußt werden. Es ist hierbei gleichgültig, ob dies" nur auf Grund der Anzeigevorrichtung oder durch den Willen der Bedienungsmannschaft oder durch selbsttätige Mittel bewirkt wird und ob dies wahlweise oder zwangsweise während der Arbeitszeit oder während der Arbeitspausen der Maschine geschieht. Die Beeinflussung der Leistungsfähigkeit einer Kraftanlage kann eine hemmende oder rückführende sein. Sie kann durch Beeinflussung der von dem Antriebsmotor angetriebenen Arbeitsmaschine erfolgen; wie z. B. der Vorschubeinrichtung bei Zerkleinerungs- und Bearbeitungsmaschinen. In der Beeinflussung der Leistungsfähigkeit der Motoren in Abhängigkeit vom Erwärmungszustand wird im besonderen auch der Fortschritt gegenüber jenen Anordnungen erblickt, die nur die Auslösung von Ausschaltern, d. h. die Abstellung des Betriebes bei Überschreitung einer bestimmten Erwärmungsgrenze, herbeiführen. Schließlich können jedem Erwärmungsgrad einzelner oder aller der zu schützenden Maschinenteile bestimmte Werte ihrer Belastung oder der ihre Belastung regelnden Einrichtungen (Stellung von Steuerapparaten usw.) zugeordnet werden. Durch die weitere Ausgestaltung der Erfindung, die im nachfolgenden beschrieben wird, gelingt es jedoch, die Leistungsfähigkeit beliebiger Maschinenanlagen stets bis an die Grenze bestimmter und beliebig vieler gegen Übererwärmung empfindlicher und

die Leistungsfähigkeit der Maschine beschränkender Anlagenteile zu steigern, und ferner, daß jedem Grad der Überschreitung eines bestimmte Regelwirkungen auslösenden Erwärmungswertes der Grad der selbsttätigen Beeinflussung gesteigert wird. Ist also ζ B. die Erwärmung eines bestimmten Teiles, z. B. des Hauptmotors, sehr hoch geworden, so kann z. B. mittels einer Wärmevorrichtung ein Sicherheitsstrom geschlossen oder geöffnet werden und mit seiner Hilfe der Steuerhebel für die Steuerung einesHilfsmotors zur Erzeugung des Anpreßdruckes bei Schleif werken sehr rasch zurückgeführt werden. Die Durchführung des Erfindungsgedankens kann mit an sich bekannten Mitteln erfolgen. Fig. ι zeigt die einfachste Form. Hier wird der Erwärmungszustand des Motors 1 durch ein Thermometer 2 beliebiger Art gemessen und beim Erreichen eines bestimmten Erwärmungszustandes der Sperrmagnet 3 eingeschaltet, der die weitere Bewegung des Steuerhebels 4 des Motors hemmt und damit seine weitere Belastung verhindert. Anstatt des Sperrmagneten 3 kann auch ein Relais verwendet werden, welches z. B. die Vorschubeinrichtung einer vom Motor angetriebenen Zerkleinerungs- oder Bearbeitungsmaschine steuert.

In Fig. 2 wird mit gleichen Mitteln nicht eine Hemmung, sondern eine Rückführung oder Verstellung der Steuerung oder eines besonderen, die Motorbelastung, beeinflussenden Steuerorgans 5 durch Einschalten der Klinken 6_a oder 6j bewirkt, je nachdem ein bestimmter Erwärmungszustand über- oder unterschritten wird, z. B. durch ein von einem Hilfsmotor angetriebenes Ratschwerk.

In Fig. 2 sind die Teile 1, 2, 3 und 4 mit den gleichen Bezeichnungen versehen wie in Fig. 1. Der Hebel 4 wird zurückgeführt durch den Hilfsmotor 5, welcher den Klinkenhebel eines Ratschwerkes 7 ständig hin und her bewegt. Je nach der Drehrichtung des Motors 1 erhält bei unzulässiger Erwärmung eines seiner Teile entweder der Elektromagnet 3_ffi oder der Elektromagnet 36 Strom und bringt dadurch die Klinke 6_a oder 6& des Klinkenhebels zum Einfallen, so daß das Ratschwerk den mit ihm verbundenen Steuerhebel 4 von rechts oder von links zurückführt. Der Motor 1 kann hierbei entweder unmittelbar zum Antrieb der Arbeitsmaschine oder zur Hervorbringung ihrer Belastung dienen, wie z. B. zur Erzeugung des Anpreßdruckes bei Schleifwerken usw.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Feststellung des Erwärmungszustandes der in ihrer Belastung zu regelnden Maschine durch elektrische Widerstandsmessung der am meisten durch die Erwärmung gefährdeten Teile bewerkstelligt wird. Zu diesem Zweck wird entweder unmittelbar die Veränderung des elektrischen Widerstandes durch die Erwärmung der zu schützenden Maschinenteile festgestellt, oder aber es wird ein für diese elektrische Erwärmungsmessung besonders geeigneter Meßdraht in die zu schützenden Maschinenteile besonders eingebettet. Für den Meßdraht wird zweckmäßigerweise ein Stoff mit hohem negativen oder positiven Temperaturkoeffizienten verwendet, um möglichst große Genauigkeit der Messung zu erzielen. Bei elektrischen Maschinen z. B. kann in die vor übermäßiger Erwärmung zu schützenden Wicklungen ein besonderer Meßdraht mit eingewickelt werden, oder aber es 'kann auch der Erwärmungszustand der Wicklungen unmittelbar durch elektrische Widerstandsmessung während des Betriebes oder während der Betriebspausen festgestellt werden. Im ersteren Falle wird man die zu messenden Wicklungen außer vom Betriebsstrom auch noch von einem besonderen Meßstrom durchfließen lassen, dessen Stromquelle so gewählt oder dessen Stromkreis so angeordnet wird, daß durch die Kraftstromänderungen keine Beeinflussung eintreten kann. Zu diesem Zweck ist es nur notwendig, den Meß-Stromkreis zu schließen, wobei dennoch ein Pol für beide Stromkreise gemeinsam bleiben kann, oder es kann eine besondere Stromquelle Verwendung finden, die allenfalls von der Art des Kraftstromes verschieden ist, wie z. B. Wechselstrom, wenn jener Gleichstrom führt, und umgekehrt. Durch diese elektrische Messung des Erwärmungszustandes wird es möglich, die durchschnittliche Erwärmung ausgedehnter Maschinenteile oder schwer zugänglicher Maschinenteile, wie der Wicklungen von elektrischen Motoren oder Kolben von Verbrennungsmotoren, zu messen. Außerdem bietet sie die Möglichkeit, mit weitaus einfacheren Mitteln den Erwärmungszustand an jeder beliebig weit entfernt liegenden Stelle ablesen oder auch Schutzeinrichtungen zur Wirkung bringen zu können, wobei es außerdem möglich ist, beliebig schwere oder vielstufig zu betätigende Vorrichtungen mit Sicherheit zu beherrschen, was mit einfachen Kontaktthermometern beliebiger Bauart nicht möglich ist.

Claims (1)

1. Patent- Ansprüche:

   i. Belastungsregler für Kraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Belastungsfähigkeit der Anlage und ihrer einzelnen Teile bestimmende Erwärmungszustand unmittelbar auf selbsttätig die Belastung beeinflussende Regelungsvorrichtungen in solcher Weise zur Einwirkung ge-. bracht wird, daß die Leistung der Kraftmaschine entsprechend dem durch den Erwärmungszustand gegebenen Grenzwert unter Vermeidung der Betriebsabstellung eingestellt wird.
   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Feststellung der Erwärmung der vor Überlastung zu schützenden Teile durch. elektrische Widerstandsmessung bewirkt wird.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsmessung während der Arbeitspausen der Maschine vorgenommen wird.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung der Erwärmung der vom Kraftstrom durchflossenen Maschinenteile durch einen durch den Kraftstrom nicht beeinflußbaren Meßstromkreis bewirkt wird.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen eines bestimmten, allenfalls einstellbaren Erwärmungszustandes eines oder mehrerer Maschinenteile die Steigerung der Belastung durch Hemmung der Belastungs- ao regeleinrichtungen bewirkt wird.

   6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Erwärmungsgrad einzelner oder aller der zu schützenden Maschinenteile bestimmteWerte ihrer Belastung oder der ihre Belastung regelnden Einrichtungen (Stellungen von Steuerapparaten usw.) zugeordnet werden.

   7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Grade der Überschreitung eines, bestimmte Regelwirkungen auslösenden Erwärmungswertes der Grad der selbsttätigen Beeinflussungen gesteigert wird, z. B. durch Erhöhung der Rückführgeschwindigkeit von Steuerungen o. dgl.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in der reiChsdruckerei.