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Vorrichtung zur selbsttätigen Vor- und Rückwärtssteuerung von Elektromotoren
Es ist bekannt, Elektromotoren durch Kontaktapparate ein- und auszuschalten, die
von einem irgendwie bewegten Körper (z. B. einem Schwimmer) in Abhängigkeit von
dessen Stellung (z. B. von der Höhe des Wasserstandes) gesteuert werden. In der
einfachsten Form besteht eine solche Vorrichtung aus zwei im die elektrische Leitung
eingefügtem Kontakten, die von dem Regelkörper unter Vermittlung irgendwelcher Übertragungsmittel
aneinandergedrückt werden, wenn der Strom geschlossen werden soll, und voneinander
entfernt werden, wenn der Strom wieder geöffnet wird.
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Derartige einfache Schaltapparate sind aber nur in wenigen Fällen
praktisch brauchbar. Sie haben u. a. den Nachteil, daß sehr leicht Lagen vorkommen,
bei denen die beiden Kontakte gerade im Begriff sind, sich zu berühren, wobei dann
unter dem Einfluß der Regelvorrichtung sehr leicht ein dauerndes Hämmern der beiden
Kontakte gegeneinander eintritt. Zur Vermeidnug dieses Übelstandes sind Schnappvorrichtungen
bekannt, die aber auf der anderen Seite `nieder den Fehler besitzen, daß die Verstellkraft
zum Einschalten der Kontakte verhältnismäßig groß sein muß. Bei hohen Anforderungen
an genaues Arbeiten der Regelvorrichtung ist daher auch dieser Ausweg nicht gangbar.
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Bei dem Kontaktschaltapparat nach der Erfindung treten die eben erwähnten
Nachteile nicht auf. Ihm liegt die in der Technik vielfach übliche Anordnung eines
sogenannten Relais zu Grunde, d. h. auch im vorliegenden Fall wird der Kontakt durch
eine fremde Kraft eingeschaltet, die durch die schwache Verstellkraft des Regelkörpers
ausgelöst wird. Die den Kontakt herbeiführenden Körper sind auf einer dauernd umlaufenden
Welle angeordnet und können mit ihr durch Reibungskupplungen verbunden werden, so
daß sie zeitweise mit umlaufen. Die Kontaktkörper besitzen je zwei radiale, an den
Enden mit Schneiden versehene Hebel, die sich auf das Stirnende eines vom Reglergestänge
bewegten Hebels stützen. Dadurch werden die Kontaktkörper für gewöhnlich am Umlauf
mit der Welle gehindert. Dagegen werden sie durch die Welle mitgenommen und schließen
den Kontakt, sobald der Klinkenhebel durch das Reglergestänge so verstellt wird,
daß die Hebelschneide der Kontaktkörper abgleitet. Der Kontaktkörper macht dann
einen halben Umlauf, da sich der andere Hebel auf den Klinkenhebel auflegt und das
weitere Umlaufen sperrt. Hierbei wird der Kontakt geschlossen und bleibt geschlossen,
da der Kontaktkörper nunmehr wieder in Ruhe ist. Erst bei einer umgekehrten Bewegung
des Klinkenhebels wird die Schneide des am Kontaktkörper angeordneten Hebels wieder
freigegeben, er wird wieder -von der Umlaufwelle mitgenommen, der Kontakt wird geöffnet
und bleibt offen, da nach einer halben Umdrehung wieder der erstgenannte Hebel -
mit seiner Schneide auf dem Klinkenhebel zur Ruhe kommt.
Auf der
dauernd umlaufenden Welle können hierbei mehrere Kontaktkörper nebeneinander vorgesehen
werden, die jeweils finit vom Reglergestänge, aus bewegten Klinkenhebeln zusammenarbeiten,
so daß verschiedene Schaltungen möglich sind.
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Die Zeichnung stellt in Abb. i einen Schaltapparat zum Vorwärts- und
Rückwärtsschalten von zwei Elektromotoren dar, wobei die Schaltvorgänge von einer
einzigen Regelvorrichtung aus, z. B. von einem Schwimmer, gesteuert werden.
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Auf der dauernd umlaufenden Welle i, die z. B. von einem Elektromotor
angetrieben wird, sitzen die vier Kontaktkörper 2, 3, 4 und 5, die je an einem Gehäuse
6, 7, 8 und 9 angebracht sind. Die Gehäuse können sich lose auf der Welle i drehen,
eine Verbindung ist aber durch Reibungskupplungen möglich, deren Wirkungsweise und
Bauart weiter unten beschrieben werden sollen.
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An den Gehäusen 6 bis 9 sitzen je zwei mit Schneiden versehene Hebel,
und zwar einerseits die kurzen Hebel io, 1i, 12, 13, deren durch Schraffur angedeutete
Schneiden 14 bis 17 nach außen liegen, andererseits die langen Hebel 18 bis
2i, deren Schneiden 22 bis 25 nach innen gerichtet sind.
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Die genannten Hebel legen sich mit ihren Schneiden auf das klinkenartig
ausgebildete Stirnende von Reglerhebeln 26 bis 29, die auf einer gemeinsamen Welle
3o angeordnet sind. Wie die Abb. i erkennen läßt, sind die an diesen Hebeln befestigten
Klinken 3 i bis 34 so bemessen, daß die Schneiden der kurzen Hebel 14 bis 17 gerade
noch auf den linken Seiten, und die Schneiden der langen Hebel 18 bis 21 an den
rechten Seiten der Klinken aufliegen, wenn sich die Hebel 26 bis 29 in der Mittellage,
die hier gezeichnet ist, befinden.
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Am linken Ende der Welle 30 sitzt ein Hebel 35, an dessen oberem
Ende das Schaltgestänge angreift, das zu dem Schwimmer oder dein sonstigen für die
Regelung maßgebenden Körper führt und von dem die auf der Welle 3o sitzenden Hebel
nach rechts oder nach links verstellt werden.
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In der Nähe der Welle i, und zwar so, daß die Kontaktkörper 2 bis
5 mit ihnen in Berührung kommen können und einen elektrischen Kontakt herbeiführen,
liegen die federnden Kontaktstücke 36 bis 39.
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Die Gehäuse 6 bis 9 werden von der umlaufenden Welle i, wie am Gehäuse
6 der Zeichnung dargestellt ist, mit Hilfe von Reibungskupplungen mitgenommen, die
aus einer auf der Welle i fest angebrachten :Tabe 40 und durch Federn nach außen
gepreßten Reibklötzen 41 und 42 bestehen. Diese legen sich gegen die Innenwand der
Gehäuse und vermögen diese mitzunehmen, sofern die Gehäuse nicht durch Auflagern
der daran befestigten Hebel auf den Stirnenden der Reglerhebel26 bis 29 gehindert
werden.
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Es soll nun angenommen werden, daß unter dem Einfluß beispielsweise
eines steigenden Wasserstandes und eines damit steigenden Schwimmers der Hebei@35
und damit auch die auf der Welle 30 sitzenden Hebel 26 bis 29 nach rechts
bewegt werden. Bei dieser Bewegung gleitet die Schneitle 14 des Hebels io von dem
linken Ende der Klinke 31 ab, und die Welle i nimmt mittels der jetzt zur Wirkung
kommenden Reibungskupplung das Gehäuse 6 in der Pfeilrichtung mit. Damit dreht sich
auch der. Kontaktkörper 2, kommt mit der Kontaktfeder 36 in Berührung und schaltet
den elektrischen Strom ein, der jetzt beispielsweise eine Wehrschütze. anhebt, so
daß der vorher gestiegene Wasserspiegel wieder absinken kann.
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Im Verlauf der Drehung des Gehäuses 6 ist die Schneide 22 des Hebels
18 auf die rechte Kante der Klinke 31 des Hebels 26 aufgestoßen und die Bewegung
des Gehäuses 6 hört auf. Der Kontakt zwischen dem Kontaktstück 2 und der Kontaktfeder
36 bleibt also vorläufig weiterbestehen.
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Ist nun die .durch. diesen Schaltvorgang eingeleitete Wirkung genügend
gewesen, so wird - im vorliegenden Fall durch das Sinkendes Schwimmers - die Bewegung
des Hebels 35 und damit der Hebel 26 bis 29 rückläufig, und sie kommen wieder in
ihre Normallage. Hierbei gleitet nun die Schneide 22, die auf dem rechten Ende der
Klinke 3 i auflag; ab, das Gehäuse 6 kann sich weiterdrehen. Der Kontakt zwischen
dem Kontaktkörper 2 und der Kontaktfeder 36 wird geöffnet. Damit ist der Strom für
die Bewegung - im vorliegenden Fall des Wehrschützenmotors - unterbrochen. Die Schneide
14 schlägt auf .die Klinke 31 auf, und der ursprüngliche Zustand ist wieder erreicht.
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Schlägt bei der ersten Bewegung der Reglerwelle 3o der Hebel 35 nach
links aus, so bleibt das Gehäuse 6- mit dem Kontaktkörper 2 in Ruhe, dagegen wirkt
jetzt, da die Schneide 23 des Hebels i9 von der rechten Kante der Klinke 32 des
Hebels 27 abgleitet, der Kontaktkörper 3 mit der Kontaktfeder 37 zusammen, und es
wird beispielsweise durch entsprechendes Schalten des Wehrschützenmotors eine Senkbewegung
der Schütze eingeleitet. Der weitere Ablauf des Regelvorganges ist ähnlich wie vorhin.
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Die beiden Gehäuse 8 und 9 mit den Kontaktkörp.em q. und 5 sollen
dann zum Arbeiten kommen, wenn die Wirkung der von den ersten beiden Kontaktstücken
2 und 3 eingeleiteten Sc'i#altvorgänge nicht ausreicht oder wenn aus irgendwelchen
Gründen weitere Schaltvorgänge gewünscht werden. Zu diesem Zweck ist der Abstand
der Schneiden 16 und
25 von den Kanten der Klinken 33 bis 34 größer
gewählt als der entsprechende Abstand bei den Klinken 31 und 3a. Die Hebel 12 und
21 werden daher erst freigegeben, wenn der Ausschlag der Reglerhebe128 und
2,9 größer ist. Ebenso können naturgemäß noch weitere Schaltvorrichtungen
auf der umlaufenden Welle i und der Reglerwelle 3o angebracht werden.
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Hieraus ist zu ersehen, daß der Reglerkörper, z. B. der Schwimmer,
nur die Welle 30 mit dem darauf sitzenden Hebel zu verstellen hat, wozu eine geringe
Kraft genügt. Der eigentliche Schaltvorgang, der unter Umständen verhältnismäßig
große Kräfte erfordert, wird durch die Welle i geleistet. Da hier genügend Kraft
zur Verfügung gestellt werden kann, sind die nach dieser Richtung hin häufig auftretenden
Schwierigkeiten leicht zu überwinden.
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In Abb.2 ist ein Schaltbild dargestellt, welches für zwei Kontakte
und einen einzigen Motor die Schältvorgänge zu verfolgen gestattet. Für mehrere
Motoren wiederholt sich die Schaltung in derselben Weise. Die beiden Kontakte 2.
und 3 schließen beim Berühren. der hier als Doppelfedern dargestellten Kontaktzungen
36, 37 unter Vermittlung von Magneten die beiden Schalter für den Motor, die je
nach ihrer Einschaltung dessen Vorwärtslauf oder Rückwärtslauf bewirken.