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Schutzvorrichtung zum Verhüten von Explosionen bei in entflammbaren
Gasgemischen arbeitenden Asynchronmotoren mit axial verschiebbaren und hierdurch
von den Läuferwicklungen abschaltbaren Schleifringen in einer diese dicht umschließenden
Kapsel Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzvorrichtung zum Verhüten von Explosionen
bei in entflammbaren Gasgemischen arbeitenden Asynchronmotoren mit axial verschiebbaren
und hierdurch von den Läuferwicklungen abschaltbaren Schleifringen in einer diese
dicht umschließenden Kapsel. Bei schleifringlosen Induktionsmotoren mit einer auf
der Läuferwelle befestigten Schutzkapsel ist eine Kurzschließvorrichtung bekannt,
die aus fest gelagerten Kontaktfedern und einem von außen her gegen diese Federn
schiebbaren Ringkontakt besteht; dieser und die genannten Federn befinden sich innerhalb
der Schutzkapsel, aber es ist keine Vorsorge dafür getroffen, daß das öffnen und
Schließen der Kapsel nur in der Ausschaltstellung des verschiebbaren Ringkontaktes
möglich ist. Für die Benutzbarkeit einer solchen Einrichtung bei einem-Motor, der
in einem entflammbaren Gasgemisch arbeitet, ist das aber eine unerläßliche Voraussetzung,
und da diese bei der angegebenen bekannten Einrichtung fehlt, ist jene Einrichtung
bei einem unter der genannten Bedingung arbeitenden Motor unverwendbar; denn trotz
ihres Vorhandenseins können Explosionen eintreten, wenn die Kapsel bei eingeschaltetem
Ringkontakt geöffnet wird. Demgegenüber besteht bei der vorliegenden verbesserten
Einrichtung ein zwangsläufiger mechanischer Zusammenhang zwischen den Schleifringen
des Asynchronmotors und dem Kapselverschluß, und zwar derart, daß das -öffnen und
Schließen der Kapsel nur in der Ausschaltstellung der verschiebbaren Schleifringe
möglich und jede Rückbewegung der Schleifringe in die Einschaltstellung bei geöffneter
Kapsel gesperrt ist. Es besteht eine mechanische Verbindung zwischen den Schleifringen
und dem ihn außen überdeckenden Gehäuse, derart, daß beim Lösen der Verbindung die
Läuferwicklungen von den Schleifringen abgeschaltet werden, so daß, indem das Schleifringgehäuse
abgezogen wird, den Läufer kein Strom mehr durchfließt, also keine Funken an den
Schleifringen auftreten können. Das Lösen der mechanischen Verbindung bzw. das Entriegeln
des Schutzgehäuses der Schleifringe geht in -zwei Stufen vor sich. Bei der ersten
hiervon tritt die elektrische Unterbrechung ein, bei der zweiten die mechanische,
so daß nun, wo das Schutzgehäuse abgenommen werden kann, die elektrische Unterbrechung
bereits beendet ist.
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Die drei Schleifringe sitzen. an einem auf dein Ende der Läuferwelle
verschiebbaren
Schleifringträger, und jeder Ring ist mit einem Kontaktstift
verbunden, dessen freies Ende in eine auf der Läuferwelle festsitzende Hülse greift.
Diese Stifte und Hülsen, die voneinander isoliert sind, gehören zu den drei Phasen
des Läufers. Da der Schleifringträger, wie bereits gesagt, verschiebbar ist, sind
auch die Schleifringe mit seinen Ringen entsprechend verschiebbar, und außerdem
werden die Bürsten so von dem Schleif'-ringträger gehalten, daß. auch sie mit ihm
zusammen verschoben werden. Das gemeinsame Verschieben dieser Teile geschieht durch
Vermittlung einer den inneren Teil des Schlefringgehäuses durchquerenden waagerechten
Achse, die von außen mittels eines Handgriffs um einen gewissen bestimmten Winkel
gedreht werden kann. Auf dieser Achse sitzt innerhalb des genannten Gehäuseteiles
ein U-förmiger Körper, dessen Schenkel mit dem obenerwähnten Schleifringträger gekuppelt
sind. Die Achse mit dem genannten U-förmigen Teil wird zweimal hintereinander gedreht,
und zwar so, daß nach dem erstmaligen Drehen der Griff abgezogen und umgesteckt,
nämlich in die frühere Lage zurückbewegt wird, und nun erfolgt das zweite Drehen
der Achse mit dem U-förmigen Teil in derselben Richtung wie vorher. Bei der ersten
Bewegung sind die elektrischen Verbindungen gelöst worden, bei der dritten (die
zweite war das Umstecken des Griffes) wird die mechanische Verbindung gelöst, womit
der ,äußere Teil des Schleifringgehäuses entriegelt ist und somit frei abgenommen
werden kann.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser
Ausführung veranschaulicht.
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Fig. i zeigt ihn im senkrechten Längsschnitt.
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Fig. 2 zeigt eine von links (Fig. i) gesehene Ansicht des Schleifringträgers,
wobei der äußere Teil des Schutzgehäuses bzw. die eigentliche Schutzkappe (O, Fig.
i) abgenommen ist.
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Die Fig.3, ¢ und 5 zeigen einzelne Teile der Einrichtung getrennt
von dieser und getrennt voneinander, und zwar zeigt jede Figur dieselben Teile,
aber in einer anderen Stellung.
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In Fig. i bezeichnet A die Läuferwelle, welche hohl ist und durch
die sich drei Kabel (nicht gezeichnet) zu den -Schleifringen erstrecken. Die Enden
der drei Kabel sind an drei Hülsen B (Fig. i und 3 bis 5) angeschlossen, die voneinander
und gegen Körper isoliert sind. Getragen werden diese isolierten Hülsen von einem
Planschartigen Stück C, das auf dem äußersten Teil des freien Stücks der LäuferwelleA
befestigt ist. Über den Teil C ist eine aus Blech bestehende Schutzkappe geschoben,
die links in Fig. i zu sehen und teils im Schnitt, teils in Ansicht gezeichnet ist.
Diese Kappe verhindert auch nach dem Abnehmen des äußeren Teiles O der Schleifringkapsel
jedes ungewollte Berühren der - andernfalls freiliegenden -Teile und verhütet gleichzeitig,
daß diese Teile etwa zufällig durch mit ihnen in Berührung kommende Metallstücke
leitend verbunden werden.
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Die Schleifringe G sitzen auf einem zylindrischen Körper L', der auf
dem freien Teil der Läuferwelle A verschoben werden kann. Der Körper F'' ist über
die Schleifringe hinaus nach rechts hin (Fig. i) verlängert und hier mit einer umlaufenden
Nut Z versehen, von der aus das axiale Verschieben erfolgt, wie dies weiter unten
näher angegeben ist.
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Von den Ringen G gehen leitende Stifte F (Fig. 1, 3 und 5) aus, die
den oben bereits erwähnten leitenden und isolierten Hülsen B genau gegenüberliegen,
so daß sie in diese eingreifen können (Fig. i und 3).
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H (Fig.2) bezeichnet die Bürstenträger, die auf Achsen I sitzen, die
an einem Halter J (Fig. i) befestigt sind. Dieser ist auf zwei waagerechten Bolzen
K (Fig. i und 2) verschiebbar, welche auf entgegengesetzten Seiten des Wellenendes
liegen. Ebenso sind zwei entgegengesetzt zueinander gelegene Rollen L (in Fig. 2
punktiert angedeutet) vorhanden, die in die oben bereits erwähnte umlaufende Nut
Z des zylindrischen Schleifringträgers E greifen und an dem Halter J sitzen, so
daß, wenn dieser axial verschoben wird, daraus das entsprechende Verschieben der
Schleifringe folgt. Von dem Halter J gehen auch Klemmenträger N (Fig. i und 2) aus,
die sich in der Richtung zu der obenerwähnten Blechkappe erstrecken und auf beiden
Seiten der Schleifringe liegen, wie dies aus Fig.2 entnommen werden kann. Von den
Klemmen N gehen Drähte zu außen an dem Gehäuse O befindlichen Klemmen, wie dies
in der oberen Hälfte von Fig.2 teils ausgezogen, teils punktiert angegeben ist.
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Das Gehäuse O besteht aus Gußeisen und ist an dem inneren Schutzgehäuseteil
P befestigt.
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Durch diesen Teil P erstreckt sich eine querliegende waagerechte Achse
R, welche an einem ihrer Enden nach außen ragt (Fig. 2, rechts) und hier mit einem
Vierkant versehen ist, auf das ein Griff X (Fig. 3 bis 5 ) aufgesteckt werden kann.
Innerhalb des Schutzgehäuses sitzt auf der Achse 1Z ein U-förmiger Körper S (Fig.
i und 2), dessen kurze Schenkel mit Stiften T in Aussparungen M des Halters
J greifen; daher kann
dieser nebst allen mit ihm verbundenen
Teilen auf dem Ende der Welle A verschoben werden, wenn der Griff 'X aus der einen
Lage, z. B. der in Fig. q. punktiert gezeichneten, in die andere Lage, die ausgezogen
gezeichnete, gedreht wird.
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Die Verriegelung des äußeren Gehäuseteiles O an und mit dem inneren
Gehäuseteil P wird mittels zweier Bolzen V (Fig. 3 bis 5) bewirkt, die in dem Tei10
sitzen und in Bohrungen greifen können,, welche sich in dem Teil P befinden. In
den Fig. 3 und q. sitzen die Bolzen V in den erwähnten Bohrungen und befinden sich
in der Verriegelungsstellung. Jeder Bolzen hat unten eine Aussparung, in welche
die Achse R greift, und auch diese hat an den für das Verriegeln in Betracht kommenden
Stellen zwei Aussparungen U, welche das Entriegeln, also das Abziehen des Teiles
0 vom Teil P, nur dann gestatten, wenn die Achse P, sich in der in Fig. 5 gezeigten
Stellung befindet.
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Wenn die Entriegelung geschehen und der Gehäuseteil 0 entfernt wird,
also wenn die Bolzen V herausgezogen werden, so nehmen sie dabei Bolzen W (Fig.
i bis 3) mit, mit denen sie in der aus diesen Figuren ersichtlichen Weise durch
ineinandergreifende Haken gekuppelt sind. Erst wenn die Haken vorgezogen sind, ist
es möglich, den Schutzkastenteil0 nach unten hin abzunehmen, aber zu gleicher Zeit
haben die Bolzen W die Achse R in der in Fig. 5 gezeigten Lage gesperrt, so daß.
es bei den nunmehr bestehenden Unterbrechungen beim Kollektor, nämlich zwischen
den Stiften,F und den HülsenB, nicht möglich ist, diese Verbindungen jetzt, wo das
Gehäuse O entfernt ist, wieder herzustellen. Überdies -werden die Bolzen W durch
starke Federn (vgl. Fig.3 bis 5) in ihrerAchsenverriegelungslage gehalten(Fig. 5).
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Durch diese Anordnung ist es unmöglich, den Läufer unter Strom zu
setzen, ehe die Kappe O nicht wieder an den Teil P angesetzt und mit ihm verriegelt
ist, denn erst dann kann die Achse R in ihre frühere Lage zurückgedreht werden,
wobei dann das erneute Zusammenschalten der Kontaktstücke B und F eintritt. Es ist
oben bereits gesagt worden, daß die Achse R zu diesem Zweck zweimal bewegt werden
muß, wobei der Griff X nach der ersten Bewegung abgenommen und erneut aufgesteckt
wird, wonach nun erst die zweite (bzw. dritte) Bewegung folgt. Dasselbe ist natürlich
beim Zurückdrehen der Fall. Im ganzen sind drei Bewegungen vorhanden, denen gewissermaßen
drei Stellungen bei den Verriegelungsteilen entsprechen, wie dies in Fig. 3, q.
und 5 bei der Achse R, dem Bolzen V und dem Bolzen W gezeigt ist. Fig. 3 zeigt die
Teile in der Lage, in der das Gehäuse O richtig verriegelt ist. Der Griff X ist
hierbei abwärts gerichtet. Wird er aus der in Fig. q. punktiert gezeichneten Lage
in die ausgezogen gezeichnete Lage gedreht, so folgt hieraus ein Drehen der Achse
R um einen Winkel von solcher Größe, daß dabei das U-förmige Stück S den Schleifringträger
E und den Halter J um so weit bewegt, daß die Stifte F aus den Hülsen B heraustreten,
wie es im oberen Teil der Fig. a, dargestellt ist. Zum Begrenzen der Ausschlagsbewegung
des Griffes X ist außen an dem Gehäuseteil P -ein Anschlagskdrper Y (Fig. 2 bis
5) vorgesehen. Damit nun nach dem Lösen der elektrischen Verbindungen auch die mechanische
Verbindung bzw. die Verriegelung gelöst werden kann, muß. der Griff X von dem Vierkant
der Achse R abgezogen und erneut auf diese aufgesetzt werden, wonach er dann zum
zweitenmal aus der Tieflage in die Hochlage gedreht wird. Bei. dieser Lage kommt
die Achse R in die in Fig.5 gezeigte Stellung, in der die Bolzen V aus dem Gehäuseteil
P herausgezogen und durch die Bolzen W ersetzt worden sind, die nun ihrerseits die
Achse R gegen jedwede Verdrehung sichern.
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Beim Wiederherstellen der beiderlei Verbindungen, also zunächst der
mechanischen und dann der elektrischen, wird natürlich in umgekehrter Weise verfahren.
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Es ist klar, daß in den Einzelheiten der baulichen Ausführung mancherlei
Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß. deshalb der Rahmen des Erfindungsgedankens
verlassen zu werden braucht.