DE466099C - UEberwachungsvorrichtung, insbesondere fuer Anlasser elektrischer Motoren - Google Patents

Description

Die Erfindung behandelt solche Fälle, bei welchen bewegliche Teile von den Zuständen in einem elektrischen Stromkreis abhängig sind, sich z. B. nur bewegen können, wenn der Strom in dem Stromkreis über oder unter einer bestimmten Grenze liegt. Beispiele von Fällen, auf \velche die Erfindung Anwendung findet, sind elektrische Motorschalter oder -anlasser, wo es erwünscht ist, daß der Konto taktarm oder die Kontakttrommel nicht aus der einen Lage in die nächste übergeht, wenn der durch den Motor fließende Strom die gewünschte Grenze überschreitet. In allen solchen Fällen muß eine mechanische Bewegung oder eine Reihe von Bewegungen ausgeführt werden, und deshalb wirkt eine Vorrichtung mit einem elektrischen Stromkreis zusammen, der imstande ist, die Bewegungen entsprechend den Zuständen in dem Stromkreis so zu verhindern oder zuzulassen. Die Verhinderung der Bewegung kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, z. B. durch den Eingriff einer mechanischen Sperrung mit einem Teil, der bewegt werden soll, oder as durch Änderung des Stromkreises einer elektrischen Vorrichtung, z. B. eines Motors, durch welchen die Bewegung erzeugt wird.

Die Erfindung bezweckt Vorrichtungen der

genannten Art, die in ihrer Bauart einfach sind und einen sicheren Betrieb gewährleisten.

Gemäß der Erfindung ist ein Steuerungsorgan zwischen einer Lage beweglich, in welcher es die Bewegung des gesteuerten Teiles gestattet, und einer Lage, in welcher es diese Bewegung verhindert, und das Steuerungsorgan steht unter dem Einfluß des Teiles, der sich bewegt, und einer elektrischen Vorrichtung, zweckmäßig auch unter dem einer Gegenkraft. Der zu steuernde bewegliche Teil bringt bei seiner Verstellung das Steuerungsorgan in seine Sperrlage, so daß nach der Verstellung des sich bewegenden Teiles keine weitereBewegung mehr möglich ist, und zwar so lange, als die elektrische Vorrichtung das Steuerungsorgan in der Sperrlage hält.

Die Anordnungen, welche die Sperrung einrücken, können nicht in Tätigkeit treten, während der sich bewegende Teil zwischen den aufeinander folgenden Lagen verstellt wird. In einigen Fällen ist es als Notmaßnähme erwünscht, die Sperrwirkung des Steuerungsorgans zeitweise aufzuheben.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen in mehreren Beispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Abb. i, 2 und 3 im Aufriß in drei Betriebstellungen eine Handsteuerung mit einer Nutenscheibe und einem Schaltrad. Scheibe und Rad arbeiten zusammen mit einem dreh-

baren Steuerhebel, der seinerseits mit einer elektrischen Vorrichtung in Form eines Elektromagneten verbunden ist.

Abb. 4 zeigt die wichtigsten in Abb. i, 2 und 3 gezeigten Teile von der Seite mit einer Schalttrommel und ihrem Handgriff, die beide zum gesteuerten Teile gehören.

Abb. 5 bis 10 zeigen schematisch im Aufriß verschiedene Betriebstellungen eines elektrisch gesteuerten Teiles mit den zugehörigen Steuergliedem, Schaltkontakten auf diesem, dem Elektromagneten und einer Einrichtung zur zeitweisen Ausschaltung der Sperrwirkung des Steuerungsorgans. Abb. 11 zeigt im Aufriß eine andere Ausführungsform des elektrisch gesteuerten Teiles mit dem ihm zugehörigen Steuerorgan, Elektromagneten und Schaltkontaktsystem.

Abb. 12 ist ein Teilaufriß ähnlich den Abb. 5 bis 10, der eine Hemmungsvorrichtung darstellt.

Abb. 13 ist eine Einzelheit. Gemäß Abb.-1 bis 4 besteht der gesteuerte Teil aus der Trommel 1 eines elektrischen Schalters, der durch Handgriff 2 angetrieben wird und z. B. die Reihenparallelschaltung von Straßenbahnmotoren steuert. Eine Nutenscheibe 3 und ein Schaltrad 4 sind auf der Welle der Trommel 1 befestigt. Ein Hebel 5 mit einer Rolle 6 an seinem unteren Ende kann um einen festen Zapfen 7 schwingen. Ein Anker-8 ist an dem oberen Ende des Hebels 5 befestigt, sein Elektromagnet 9 wird von der Wicklung 10 erregt. Eine Feder 11 sucht den Hebel 5 mit dem Uhrzeiger um seinen Zapfen zu drehen; eine Klinke 12, um den Zapfen 7 drehbar, wird von der Feder 13 auf die Zähne des Schaltrades 4 gedruckt und entgegen der Feder 13 abgehoben, wenn ein Anschlag 14 des Hebels 5 an einen Anschlag 15 der Schaltklinke 12 stößt. Dies· findet statt, wenn die Rolle 6 in eine der Nuten zwischen den Vorsprüngen der Scheibe 3 eingefallen ist.

In der in Abb. 1 gezeigten Arbeitstellung steht die Rolle 6 bei der Drehung des Handgriffes 2 durch den Wagenführer zwischen zwei Nuten auf einem Zahn der Scheibe 3. Wenn der Führer die nächste Steuerstufe auf der Trommel I einrücken will, dreht er die Trommel und mit ihr die Scheiben 3 und 4, bis die in Abb. 2 gezeigte Stellung erreicht ist. Es kann vorkommen, daß, kurz nachdem diese Stellung erreicht ist, die Motoren, z. B. eines Triebwagens, einen unzulässigen Strom aufnehmen; in diesem Falle wird der Anker 8 durch die Wirkung dieses in der Wicklung 10 des Elektromagneten 9 fließenden Motorstroms angezogen. Dieser Zustand ist in Abb. 2 dargestellt, und es ist klar, daß dann der Führer verhindert ist, die Trommel 1 weiterzuschalten, weil das Ende der Klinke 12 mit einem Zahn des Schaltrades 4 in Eingriff steht. Sobald jedoch der Strom unter den zulässigen Wert sinkt, tritt der in Abb. 3 gezeigte Zustand ein, in welchem der Anker 8 von dem Magneten 9 unter der Wirkung der Feder 11 zurückgezogen ist, bis die Rolle 6 in einer Nut zwischen den Zähnen der Scheibe 3 aufliegt. In dieser Stellung wird das Ende der Klinke 12 von dem Anschlag 14 angehoben und kommt außer Eingriff mit dem Schaltradzahn, und der Führer kann die Trommel 1 weiterschalten.

Gemäß Abb. 5 bis 10 wird das gesteuerte Glied ebenfalls von der Trommel eines elektrischen Schalters gebildet, die in diesem Falle durch einen elektrischen Hilfsmotor in verschiedene Steuerlagen gebracht wird. Diese Trommel ist nicht dargestellt, sondern nur die auf der Welle 2 des gesteuerten Gliedes befestigte Nutenscheibe 3. Der Steuerhebel 5 mit dem auf ihm befestigten Anker 8 wird durch die einstellbare Zugfeder 11 in Richtung des Uhrzeigers um die festen Zapfen 7 bewegt und von dem durch die Wicklung 10 erregten Elektromagneten angezogen. Die beiden Teile 16 und 17 eines unterteilten Hilfsteuerungsorgans haben flache Anschläge 14 und 15, die unabhängig voneinander um go den Zapfen 7 schwingen können. Der Teil 16 trägt auf seinem oberen Ende einen Kontakt 18, der von einer (nicht dargestellt) Feder beeinflußt wird und wirkt mit einem anderen isolierten Kontakt 20 zusammen, der an dem Anker 8 befestigt ist. Diese Kontakte sind durch biegsame Leitungen an die Klemmen 34 und 35 angeschlossen, die nur in Abb. 7 dargestellt sind. Eine Einzeldarstellung dieser Kontakte 18 und 20 enthält die Abb. 13, die zeigt, daß der Kontakt 18 um einen Zapfen 19 drehbar ist, der an dem Teil 16 befestigt ist und seine Bewegung einerseits von der Schraubenfeder 21 und andererseits von der Stellschraube 22 abhängig ist.

Der um Zapfen 7 drehbare Teil 17 trägt an seinem unteren Ende eine drehbare Rolle 6, die auf dem genuteten Umfange der Scheibe 3 gleitet, und steht unter der Wirkung der Zugfeder 23.

Eine Vorrichtung zur zeitweiligen Aufhebung der Sperrwirkung des Steuerungsorgans enthält einen Magneten 24 mit senkrecht beweglichem Anker, der, wenn der Magnet erregt wird, einen Stab 25 hebt und hierdurch einen Lagerarm 26 um seinen festen Drehzapfen 27 in Richtung des Uhrzeigers schwingt. Eine Klinke 28 ist mit Zapfen 29 an dem Lagerarm 26 befestigt und wirkt mit ihrem Schwanz 30 auf einen flachen Anschlag 31 des Lagerarmes 26 ein. Eine Druckfeder zwischen den Anschlägen 26

und 28 sucht die Klinke 28 in Richtung des Uhrzeigers um den Zapfen 29 zu drehen, und eine !Nase 33 auf dem Teil 17 sucht unter gewissen Umständen die Klinke 28 entgegen dem Uhrzeiger um Zapfen 29 zu drehen.
Die Arbeitsweise ist folgende:
Angenommen z. B., ein Hilfsmotor sei tinter der Wirkung der Hauptsteuerung eines Zuges veranlaßt worden, den gesteuerten Teil,

die Welle 2 und die Scheibe 3 in eine Betriebstellung gemäß Abb. 5 zu bewegen; in dieser Stellung reiche der Strom, der von den Antriebsmotoren des Zuges aufgenommen ist und z. B. in die Wicklung 10 fließt, nicht aus, um den Steuerhebel zu halten, der infolgedessen durch die Feder 11 vorwärts gezogen wird, so daß die Kontakte 18 und 20 einander berühren. Ein Stromkreis wird so über diese Kontakte den Klemmen 34, 35 und dem

ao Hauptschalter des Zuges hergestellt^ der den Hilfsmotor und das gesteuerte Glied einrückt sowie die Scheibe 3 in Richtung auf die nächste Betriebstellung des gesteuerten Gliedes bewegt. In Abb. 6 ist der Zustand ge-

S5 zeigt, in welchem die Scheibe 3 den halben Weg bis zur nächsten Stellung mit der Rolle 6 auf einem Zahn zurückgelegt hat. Es ist ersichtlich, daß die Kontakte 18 und 20 sich noch berühren, daß aber der Teil 16 um seinen Zapfen 7 gedreht und der Anker 8 von seinem Magneten 9 angezogen worden ist. Gemäß Abb. 7 hat die Scheibe 3 den ganzen Weg bis zur nächsten Stellung zurückgelegt, aber in dieser reicht der Strom in der Wicklung 10 nicht aus, um den Anker 8 in der gezeigten Stellung festzuhalten, während die Rolle 6 in eine Nut zwischen zwei Zähnen der Scheibe 3 bewegt worden ist, so daß die unterteilten Hilf Steuerungsorgane 16 und 17

um ihre Zapfen 7 schwingen und die Kontakte 18 und 20 sich trennen können. Der Hauptschalter kann jetzt den Hilfsmotor nicht wieder antreiben, wenn nicht die Vorrichtung für die zeitweise Aufhebung der Sperrwirkung eingerückt ist, bis der Strom in der Wicklung 10 auf den Wert gesunken ist, der den Anker 8 und den Steuerhebel 5 ihre in Abb. 5 gezeigten Stellungen wieder einnehmen läßt, wo die Kontakte 18 und 20 wieder einander berühren.

Bei dem in Abb. 7 gezeigten Zustand kann die zeitweilige Aufhebung durch Erregung der Wicklung des Magneten 24 herbeigeführt werden, wodurch der Stab 25 gehoben und

der Lagerarm 26 um seinen Zapfen 2y gedreht wird. Hierbei bewegt die Klinke 28, welche mit dem Anschlag 14 in Eingriff steht, den Teil 16 in die in Abb. 8 gezeigte Lage, und der Hilfsmotor kann wieder durch den Hauptschalter vorwärts bewegt werden, da die Kontakte 18 und 20 wieder einander berühren und obgleich der Strom in der Wicklung 10 den normalen zulässigen Wert überschreitet. In Abb. 9 ist der Zustand gezeigt, in welchem eine weitere Stufe unter der Wirkung der Vorrichtung zur zeitweiligen Aufhebung halb erreicht worden ist, und man bemerkt gerade, bevor diese Stellung erreicht ist, daß die Nase 33 die Klinke 28 berührt und sie außer Eingriff mit dem Anschlag 14 bringt. Man sieht ferner, daß, nachdem dieser Eingriff aufgehoben worden ist, die Klinke nicht wieder den Anschlag 14 erfassen kann, bis der Magnet 24 stromlos geworden' ist. Dieses geht klar aus Abb. 10 hervor, welche den Zustand zeigt, wenn die weitere Stufe vollendet worden ist, wo der Strom in der Wicklung unter den normal zulässigen Wert gesunken ist.

Die in Abb. 11 dargestellte Ausführungsform entspricht zum großen Teil der in Abb. 5 bis 10 gezeigten. Die mit den Bezugsziffern 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10 bezeichneten Teile entsprechen einander; nur das HiIfsteuerungsorgan 16 in Abb. 11 ist nicht unterteilt und trägt einen federbelasteten Anschlag 36 für den am Steuerhebel 5 befestigten Anker 8, der unter der Wirkung der Zugfeder 11 steht. Eine isolierte Kontaktplatte 37 ist an dem Anker 8 befestigt und schließt zwei feste Federkontakte 38, 39, wenn der Anker 8 in der zulässigen Lage ist, aber unterbricht diese Kontakte, wenn der Anker von dem Magneten 9 angezogen wird. Eine zweite isolierte Kontaktplatte 40 ist an dem Steuerglied 16 befestigt und schließt zwei feste Federkontakte 41, 42, wenn der Teil 16 von der Nutenscheibe 3 in eine Lage bewegt worden ist, in welcher die Rolle 6 zwischen zwei Betriebstellungen liegt, nämlich auf dem Kopf eines Zahnes der Scheibe 3. Wenn die Rolle in einer Zahnlücke liegt, dann werden die Kontakte 41, 42 nicht durch die Platte 40 geschlossen. Der Kontakt 41 ist z. B. geerdet. Das Schließen der Kontakte 38, 39 durch die Platte 37 kann z. B. einen Stromkreis an Erde legen mit der Wirkung, daß ein Hilfsmotor, welcher das gesteuerte Glied, die Welle 2 und die Scheibe 3 antreibt, von einem Hauptschalter eingerückt werden kann. Wenn der Anker 8 von dem Magneten 9 angezogen wird, dann wird der Stromkreis unterbrochen, aber der Hilfsmotor kann noch durch den Hauptschalter eingerückt werden, um die Steuerstufe zu vollenden, wenn die Rolle 6 zwischen zwei Steuerstellungen liegt, nämlich auf einem Zahn der Scheibe 3, da die Kontakte 41, 42 durch die Platte 40 geschlossen sind und so ein Hilfstromkreis, der durch diese Kontakte über Erde geht, verwendbar iao wird. Während der Zeit, in welcher der Anker 8 von dem Magneten 9 angezogen ist,

kann eine weitere Bewegung des Hilfsmotors nicht stattfinden, wenn die Rolle 6 in einer Zahnlücke der Scheibe 3 liegt (Abb. 11). Das beschriebene System von Kontakten und Kontaktplatten kann natürlich auch verwendet werden, wenn die Unterbrechung eines Stromkreises an den Kontakten 38, 39 (anstatt des Schließens eines Stromkreises an diesen Kontakten) die Sperrwirkung herbeiführt. In diesem Falle würden die Kontakte 41, 42 nicht in einem Nebenstromkreis geschlossen werden, sondern in Reihe mit dem die Kontakte 38, 39 enthaltenden Stromkreis. Abb. 12 zeigt die Vorrichtung zur Verzögerung, welche, wie schon erwähnt, der in Abb. 5 bis 10 gezeigten Ausführungsform angepaßt werden kann. Die Vorrichtung besteht aus einem Arm 43, der bei 44 an den Elektromagneten 9 angelenkt ist. Der Arm trägt einen Anschlag 45, der, wenn der Arm in seiner niedrigsten (punktierten) Lage ist, vor den Anker 8 gelangt und ihn und seine Teile verhindert, sich nach rechts um den Zapfen 7 zu drehen, bis eine kleine Rolle 46 auf dem Teil 16 durch ihre Anlage an der unteren Fläche eines Schwanzes 47 des Armes 43 den Anschlag 45 von dem Anker 8 fort angehoben hat, wie in ausgezogenen Linien gezeigt. Der Schwanz 47 hat eine solche Form, daß seine Berührung mit der Rolle 46 erst eintritt, wenn der Teil 16 die in der Zeichnung gezeigte Lage nahezu erreicht hat, und so bleibt der Anker 8 jedesmal, wenn durch den Teil 16 er gegen den Magneten 9 aufwärts gestoßen wird, einen Augenblick in dieser Lage, obgleich der Elektromagnet 9 nicht so stark erregt werden kann, daß er ihn festhält; nur wenn die Rolle 46 den Arm 43 hebt, wird der Kontakt 20 durch die Feder 11 zur Berührung mit dem Kontakt 18 gebracht. Es ist klar, daß, wenn ein Hilfsmotor verwendet wird, um den gesteuerten Teil, die Welle 2 und die Scheibe 3, anzutreiben, diese Vorrichtung ihn aussetzen läßt, jedesmal, wenn die Rolle 6 in eine Nut auf der Scheibe 3 eintritt.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Überwachungsvorrichtung, insbesondere für Anlasser elektrischer Motoren, bei der die Bewegung eines zu überwachenden bzw. steuernden Teiles (Anlassers) mittels eines Steuerorgans gesperrt werden kann, und zwar durch Einwirkung einer elektromagnetischen Einrichtung auf ihren mit dem Steuerorgan verbundenen Anker, dadurch gekennzeichnet, daß das sperrende Steuerorgan (5) aus seiner

   Freistellung, in welcher der Einfluß des Kraftfeldes der elektromagnetischen Einrichtung (9, 10) vergleichsweise schwach ist, in seine Sperrstellung, in der dieser Einfluß stark ist, zwangläufig durch die Bewegung des zu überwachenden Teiles (Anlasserwelle 2) eingerückt wird, so daß das Kraftfeld nur die Aufgabe hat, das Steuerorgan (5) mit dem Anker (8) festzuhalten, nicht es einzurücken.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Teil von einer umlaufenden Welle (2) gebildet wird, die auf das Steuerorgan (5) mittels einer oder mehrerer Daumenscheiben einwirkt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Teil (2) eine Scheibe (3) dreht, deren verzahnter Umfang unmittelbar oder mittelbar auf das Steuerorgan (5) so einwirkt, daß, obgleich dieses in die Sperrlage gelangt, wenn jeder Zahn zur Wirkung kommt, die Weiterbewegung des gesteuerten Teiles (2) so lange gestattet ist, als der Zahn der Scheibe (3) auf das Steuerorgan (5) einwirkt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der gezahnten Scheibe (3) durch den gesteuerten Teil (2) ein Schaltrad (4) gedreht und eine von dem Steuerorgan (5) getragene Klinke (12) in die Bahn eines Zahnes auf dem Schaltrad (4) gebracht wird, wenn das Steuerorgan (5) durch einen Magneten festgehalten wird in der Weise, daß die Größe der Weiterbewegung des gesteuerten Teiles (2) durch Eingriff eines Schaltradzahnes (4) und der Klinke (12) begrenzt wird, sobald ein Zahn nicht mehr auf das Steuerorgan (5) wirkt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilf steuerorgan (16, 17) mit Leergang zwischen dem Steuerorgan (5) und dem gesteuerten Teil (2) angeordnet ist in der Weise, daß das Steuerorgan (5) durch das Hilfsteuerorgan (16, 17) in die Lage bewegt wird, wo es durch die elektrische Vorrichtung festgehalten wird, worauf das Hilfsteuerorgan (16,17) sich um den Leergang von dem Steuerorgan (5) fortbewegen kann.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Steuerorgan (5) und dem Hilf steuerorgan (16, 17) Kontakte (18, 20) nebst Leitungen angeordnet sind, welche, wenn die beiden Steuerorgane nahe aneinander gerückt sind, einen Stromkreis so beeinflüssen, daß die Bewegung des gesteuerten Teiles (2) gestattet wird, während, wenn

   die beiden Steuerungen weit voneinander abgerückt sind, die Kontakte getrennt werden und die Bewegung des gesteuerten Teiles (2) hierdurch verhindert ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das wSteuerorgan (5) als auch das Hnfsteuerorgan (16, 17) zusammen mit besonderen Teilen, wie Federkontakten, einen elektrischen Schalter (37, 38, 39) bilden, der, wenn das Steuerorgan (5) in der Stellung ist, in welcher es durch die elektrische Vorrichtung gehalten wird, einen Stromkreis herstellt oder unterbricht, um die weitere Bewegung des gesteuerten Teiles (2) zu verhindern, während der mit dem Hilfsteuerorgan (16, 17) verbundene Schalter (40, 41, 42) die Sperrwirkung des ersten Schalters (37, 38, 39) aufhebt, bis das Hilf steuerorgan (16, 17) um den Leergang von dem Steuerorgan (5) fortbewegt worden ist.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7 mit einer Einrichtung zur zeitweisen Aufhebung der Sperrwirkung des Steuerorgans in der Sperrstellung, dadurch gekennzeichnet, daß der sich bewegende Teil (25) eines Elektromagneten (24) bei dessen Erregung auf das Hilfsteucrorgan (16, 17) oder einen von ihm abgetrennten Teil einwirkt und ihn in eine Lage bewegt, wo er die Sperrwirkung des Steuerorgans (5) aufhebt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteuer- organ (16,17) in zwei Teile unterteilt ist, von denen einer (Ί6) durch das sich bewegende Glied eines Elektromagneten mittels einer Klinke (28), die an einen drehbaren Lagerarm (26) angelenkt ist, in eine Stellung bewegt wird, in welcher sie die Sperrwirkung des Steuerorgans (5) aufhebt, während der andere Teil (17) bei der Bewegung unter der Wirkung des gesteuerten Teiles (2) auf die Klinke (28) einwirken kann und sie von dem ersten Teil des Hilf Steuerorgans (16, 17) auslöst, so daß sie erst wieder eingreifen kann, wenn der Elektromagnet entmagnetisiert und wieder erregt worden ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen