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Elektrische Schleppwinde. Die Erfindung betrifft eine elektrische
Schleppwinde. Bei bekannten Schleppwinden dieser Art ist die einfache Leonard-Schaltung
in Anwendung gekommen, in der nur das Feld des Leonard-Dynatnos von der Winde gesteuert
wird. Ein normaler bloto=, dagegen, dessen Anker dauernd unter dein Strom des Leonard-Dynamos
seht, wurde n:it der Winde gekuppel:. Da dieser Motor si(-lt nur bei Änderung des
Drehmomentes dreht, war er einer großen Erwärmung ausgesetzt. Die Erfindung bezweckt,
diesen Nachteil zu besei:igen; sie besteht darin, daß der Antrieb der Seiltrommel
durch das drehbar gelagerte Feldgehäuse eines Motors erfolgt, dessen Anker durch
einen Generator abgebremst wird, wobei die Bremsenergie zum gröliten Teil dem Netz
zurückgegeben wird; die für die Trosse notwendige Elas:izität der Winde ergibt sich
hierbei aus der Summe der
den Nebenschlußeigenschaften der Maschinen
entsprechenden Erehzah_änderungen der beiden Anker in Abhängigkeit von der Belastung,
die.sich auf das drehbare Feldgehäuse übertragen.
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In Abb. i ist ein Schnitt durch den Motor mit dem drehbaren Feldgehäuse
sowie der mit dem Motoranker a gekuppelte, zur Belastung desselben notwendige Generator
in Allsicht dargestellt. In den Lagerböcken ä und lt :st das drehbare Feldgehäuse
b gelagert, wäh rend der Motoranker a im Feldgehäuse. b in den Lagern i und k läuft.
Die Stromzuführung für den Motor erfolgt über die Schleifringe L (s. Abb. 2). Der
Generator c ist normal und deshalb nur in :Ansicht dargestellt.
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Um auf das Feldgehäuse b das Reaktionsmoment ausüben zu können, durch
welches die Trosse, wie an Hand von Abb.:1 und 5 noch näher zu erläutern ist, gehalten
wird, muß der zugehörige Anker a mit dem entsprechenden Drehmoment abgebremst werden.
Diese Bremsung erfolgt durch den Generator c, so daß die Bremsenergie zum größten
Teil dem Netz zurückgegeben werden kann. ES erfolgt also zwischen dem gekuppelten
Motor und Generator ein Stromkreislauf, wobei dauernd die Verluste in beiden Maschinen
aus dem Netz ersetzt werden.
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Ir. Abb. 2 ist ein Schaltbild der beiden Maschinen dargestellt, in
Abb.3 die zugehörige-Charakteristik, in Abb. 4. die Zusammenstellung der gesamten
Winde.
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Wie aus Abb. 5 ersichtlich, sind die beiden Anker a und c unmittelbar
gekuppelt. Das drehbare Feldgehäuse b ist mit dem Wellenstumpf e versehen,
auf den das Ritzel f aufgekeilt ist. (s. auch Abb. i). Das Ritzel f ist über das
Vorgelege q im Eingriff mit der Seiltrommel p, auf die die nur durch die Bremsscheibe
angedeute-e Bremse Y wirkt. Durch Ketten- oder Kegelradverbiindung wird die Spindel
s von der Seiltrommel p bewegt, wodurch die selbsttätige Spinnvorrichtung t hin
und her wandert. Außer der Spindel s wird bei eingerückter Kupplung o von der Seiltrommel
die Spindel 1a gedreht, auf welcher eine Wandermutter läuft, die mit dem Regler
m, in Eingriff ist.
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Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ergibt sich wie folgt:
Vor der Inbetriebnahme der Schleppwinde ist die Bremse r angezogen. Soll die Seilverbindung
mit dem Schiff elastisch werden, so wird die Spindel tt bei geöffneter Kupplung
o evtl. so weit gedreht, daß der Schalter m in der angedeuteten Stellung (Abb. 2)
das Motorfeld b möglichst stärkt, das Generatorfeld d dagegen schwächt. Dann wird
die Kupplung o eingerückt und der Motor über den Schalter v und den An'.asser n
angelassen. Hat der Motor die volle Drehzahl erreicht, so wird auch der Generator
c über den Schalter w an das Netz geschaltet und die Bremse y gelöst.
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In der Charal>teris:ik (Abb.3) bedeutet die Abszisse das Lastmoment
in Prozent des normalen. Die Ordinate gib, die auftretenden Drehzahlen in Prozent
der zum Halten des normalen Lastmomen:es für die Anker a und c notwendigen Drehzahlen
bei ruhendem Feldgehäuse b und damit s:illstehender Seiltrommel an. Die gestrichelten
Kurven i, 2 und 3 entsprechen der Anfangsstellung des Reglers m, in der das
Feld b voll eingeschaltet, das Feld d dagegen geschwächt is-.. Kurve i ist
die relative Drehzahl zwischen Anker a und Feldgehäuse b, Kurve 2 die Drehzahl des
Ankers c, bezogen auf das -feste Feldgehäuse d; Kurve 3, die Drehzahl des Feldgehäuses
b und damit des Ritzels f, stellt die Differenz der beiden Drehzahlkurven
i und 2 dar. Die Anfangsstellung des Reglers m ist derart, daß bei unbelastetem
Feldgehäuse b die relative Drehzahl zwischen Anker a und Feld b gleich ist der Drehzahl
der Anker c und a in bezug auf das feste Feld d, mithin Kurve 3 gleich
Null. Sowie nun die Bremse Y gelöst wird, kommt das Lastmoment auf das Ritzel f.
Die Folge ist, daß das Feldgehäuse b, in der Drehrichtung des Ankers
a
drehend, die Last fiert, und zwar sinkt die relative Drehzahl zwischen Anker
a und Feld b so weit, da13 der Anker a einen dem Lastmoment entsprechenden Strom
aufnimmt. Gleichzeitig erhöht sich die Drehzahl des Genera torankers c, damit naturgemäß
die des Ankers a und damit auch die des Feldes b,
derart, daß der Rückstrom
gleichfalls dem Lastmoment entspricht.
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Dieses Fieren der Last bewirkt eine Verdrehung der Spindel u (Abb.:1
und 5), wodurch der Regler m das Motorfeld schwächt, das Generatorfeld d dagegen
verstärkt. Die Folge dieser Schwächung bzw. Verstärkung der Felder ist die gleichmäßige
Verminderung der Drehzahl des Ritzels f, bis es bei normalem Lastzug ioo Prozent
bei ganz geschwächtem Motorfeld b und ganz eingeschaltetem Generatorfeld d zum Stillstand
kommt (Abb.3, Kurve ia, 2a, 3a). Steigt das Lastmoment über i oo Prozent, so wird
das Seil weiter ausgefiert, wobei jetzt der Reglerhebel in mit der auf der
Spindel a laufenden Wandermutter außer Eingriff kommt, so daß i die Feldstärken
unverändert bleiben. Sinkt das Lastmoment bis zum normalen, so bleibt die Seiltrommel
wieder stehen;`sinkt das Lastmoment noch weiter, so holt die Winde ein, bis entweder
das Lastmoment wieder steigt oder bis der Hebel des Reglers m mit der Wandermutter
wieder in Eingriff kommt und
damit den Stilstand der Seiltrommel
auch bei kleinerem Lastmcment als den normalen ioo Prozent herbeiführ:.
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Um die Winde für Belastungsschwankungen empfindlicher zu machen, kann
auch, wie aus Abb. 6 ersichtlich, in den Stromkreis des Motorankers a das Relais
a1, in den Stromkreis des Generatorankcrs c das Relais cl geschaltet werden. Das
Anassen d--r Winde crolgt mit Hilfe des Reg:ers in in der gleichen We:se wie in
Abb.2. Außer diesen Reglerwiderständen sind noch zwei weitere Widers:ände vorgesehen,
und zwar b1 in der Zuleitung des Feldes b und dl in der Zuleitung des Feldes d.
Der Widerstand dl ist durch das nicht angezogene Relais a1 kurzg esch_ossen, ('er
Wid:rstanci b1 durli das angezogene Relais cl.
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Wie aus dem Vorangegangenen ersi -htlich, ist die Stroins:ä rkc der
Anker a und, c abhän--i- von dem auf das Ritzel J ausgeüb-,en I
I, I' Lastmomen=.
Das Relais a1 ist nun so eingestellt, daß die dem normalen Lastmoment tatsprechende
Ankerstromstärke des Motors a gerade noch nick: in der Lage ist, das Relais anzuheben;
das -Relais cl dagegen b'eibt gerade noch in aufgehobenem Zustand, so'ange der dein
normalen Lastmoment cn:sprechende Generatorstrom den Anker c belastet. Steigt das
Lastmoment, z. 1i. bis t 15 Prozent, so steigt hiermit auch die Stroms:ärke
in beiden Aiikrrn. Die Folge ist, daL3 (las Relais a1 anziele; und damit den Widerstand
dl vor das Feld d des Generatoi, s@liahet, worauf der zugehörige Anker c eine höhere
Drehzahl annehmen muß, um dem Lastinomen: das Gleichgewicht zu hallen, während die
rela:ive Drehzahl zwischen Feld b@ und Anker c nur in den Grenzen der Nebenscliluf5cllaral#:teris:il,:
bei unveränder.em Feld zunimmt. Sink: das Lastmoment wieder, z. B. bis 95 Prozent,
so l.älät das Relais a1 %@-icder los und die Seiltrommel bleib: stehen. Sinkt das
Lastmoment noch weiter, z. B. bis 85 Prozent, so läßt das Relais cl im Ankerstromkreis
des Generators los und schaltet dadurch den Wid:rstand b1 vor das Feld b de: Motors.
Die Folge ist eine Erhöhung der relativen Drehzahl zwischen Anker a und Feld- b
und damit eine Drehung des Ritzeis f entgegen der Las-momentrichtung, d.li. die
Trosse wird citigeliolt, so lange, bis eil-.weder der Schalter m die Drehzahl der
Anker in bezug auf die Felder b und d wieder ausgleicht oder bis das steigende Lastmoment
et«a io5 Prozent- das Relais cl wieder anzieht, dadurch die Schwächung des Motorfelc:es
wiederaufhebt und die Seiltrommel zum Sti.istand bringt.
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Bei losgelassenem Relais cl ist der Widerstand dl durch lion-akte
am Relais cl kurzzuscliließen, da durch die Schwächung des Motorfeldes der Ankers:rom
im Relais a1 steigt und dami trotz geringer gewordenen Lastrromen=cs der Widers:and
dl vor das Generatorfeld cl geschaltet würde.
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Aut. der C harakteris=ik nach Abb. ; , die genau wie die nach Abb.3
zu lesen ist, is: die Wirkung der Relais a1 und cl bei Änderungen aul i i5 Prozent
und 95 Prozen- bzw. auf 85 Prozent und io5 Prozen-. ohne weiteres ersichtlich.