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Elektrische Steuereinrichtung Es sind Steuereinrichtungen für Maschinen,
die in Hüben arbeiten, bekannt, bei denen der Motor durch Steuerschütze ein-und
ausgeschaltet wird. Auch hat man bereits bei Aufzügen, die sowohl vom Fahrkorb als
auch von den einzelnen Stockwerken aus gesteuert werden, mechanische Sperreinrichtungen
an den zur Steuerung dienenden Druckknöpfen vorgesehen, so daß der Motor erst dann
von einer zweiten Stelle aus gesteuert werden kann, wenn der durch den vorhergehenden
Steuervorgang eingeleitete Hub beendet ist. Bei diesen Einrichtungen hebt der Fahrkorb
selbst die Verriegelung der Steuerung auf, sobald das gewünschte Stockwerk erreicht
ist. Zu diesem Zweck sind im Schacht Schaltglieder vorgesehen, die vom Fahrkorb
verstellt werden. Die bekannten Einrichtungen lassen sich bei Förderanlagen nicht
verwenden, da bei ihnen keine Führer und infolgedessen auch keine Steuerung im Fahrkorb
vorhanden ist. Hierzu kommt, daß bei den bekannten Einrichtungen Steuerleitungen
am Fahrkorb angebracht werden müssen, die bei den großen Teufen im Förderbetrieb
und den hohen Geschwindigkeiten unbrauchbar sind. Die vorliegende Erfindung hat
sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen, die die Möglichkeit von
Bedienungsfehlern ausschließt.
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Die Erfindung besteht darin, daß die mechanische Verriegelung der
die Umkehrschütze steuernden Relais durch mit den Verriegelungen mechanisch verbundene
Relais zu Beginn jedes neuen Förderhubes zwangsläufig aufgehoben wird. Bei der Anordnung
nach der Erfindung wird beim Einleiten des neuen Förderhubes, beispielsweise beim
Betätigen eines Druckknopfes gleichzeitig ein Relais zum Entriegeln des Steuerschützes
für den vorhergehenden Förderzug unter Spannung gesetzt und das Steuerschütz für
den unmittelbar folgenden Förderzug zum Ansprechen gebracht. Die Stromkreise für
die Relais sind hierbei über Schalter geführt, die bei Anlagen geringerer Teufe
in einem Kopierapparat, bei größeren Anlagen zweckmäßig im Schacht angeordnet werden.
Der Hauptzweck der Erfindung ist, einen unbedingt zuverlässigen Betrieb sicherzustellen
und insbesondere dafür zu sorgen, daß eine vorbestimmte Bewegung in einer bestimmten
Richtung ohne Rücksicht auf Unterbrechungen
in der Kraftversorgung
oder Stillstand des Motors zu Ende geführt wird, wenn die Maschine, z. B. nach einer
Störung, wieder in Gang gesetzt wird. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
sind aus dem folgenden Beispiel ersichtlich, das ein Schaltbild für eine Gefäßförderanlage
darstellt.
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In der Abbildung ist als Fördermotor io ein Gleichstrommotor mit einem
Anker i i, einer Nebenschlußwicklung 12 und einem Hauptstromfeld 13 dargestellt.
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Zum Ein- und Ausschalten des Motors und für die Drehrichtungsumkehr
sind zwei Umkehrschütze 16 und. 17 und ein Hauptschütz 18 vorgesehen. Die beiden
Umkehrschütze tragen je drei Arbeitskontakte i9, 2o 21 und 24, 25, 26 sowie je zwei
Ruhekontakte 22, 23 und 27, 28.
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Der Anlaßstrom des Motors io wird in bekannter Weise mit einem keihenschlußwiderstand
29 gesteuert, der in bestimmten Abschnitten zwecks Vergrößerung der Motorgeschwindigkeit
überbrückt werden kann. Diesem Zweck dienen die Beschleunigungsschützen
30 und 31. Sie sind mit Schaltspulen 32 und 33 ausgerüstet und tragen ferner
Stromhaltespulen 34 und 35, die zur Begrenzung des Beschleunigungsstromes dienen.
Die Beschleunigungsschützen bleiben auch nach Einschaltung ihrer Schaltspulen 32
und 33 so lange geöffnet, bis sich der Motorstrom, der durch die Spulen 34 und 35
fließt, auf einen bestimmten Wert vermindert hat.
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Bei Fördereinrichtungen, insbesondere bei Gefäßförderung, wird im
allgemeinen die Last nur in der Aufwärtsrichtung gehoben; für das Senken ist daher
kein großer Kraftaufwand notwendig. Wenn nun eine beladene Förderschale oder ein
Gefäß während der Aufwärtsbewegung stillgesetzt wird, z. B. dadurch, daß die Spannung
ausbleibt, so muß beim Wiedererscheinen der Spannung der Motor wieder im Aufwärtssinne
angelassen werden, sonst würde das Gefäß abwärts gehen und, wenn die Aufzugsvorrichtung
nicht für Hängen von großen Lasten vorgesehen ist, könnte die Fördermaschine oder
die Fördereinrichtung beschädigt werden, da die Geschwindigkeit zu groß würde.
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Um nun zu erreichen, daß ein einmal begonnener Förderzug stets in
der richtigen Greise bis zu Ende durchgeführt wird, werden nach der Erfindung besondere
Relais verwendet, die in Übereinstimmung mit der Stellung des Gefäßes geschaltet
werden und die dafür sorgen, daß, selbst wenn die Spannung ausgeblieben war, stets
die richtigen Motorsteuerschalter wieder geschlossen werden.
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Diesem Zweck dienen die mechanisch verriegelten Relais 36 und 37.
Das Relais 36 steuert den Schaltkreis des Aufwärtsschützes 16 und das Relais 37
den Schaltkreis des Abwär tsschützes 17. Im folgenden werden die Relais daher als
Aufwärtsrelais 36 und Abwärtsrelais 37 bezeichnet.
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Zum Anlassen der Maschine dient der Druckknopfschalter 39, zum Stillsetzen
der Druckknopfschalter 38. Wenn die Einrichtung einmal in Betrieb gesetzt ist, vollzieht
sich die Bewegung und -die Steuerung der Fördermaschine selbsttätig, wobei die End-oder
Streckenschalter 4o bis 45 einschließlich die weitere Steuerung übernehmen. Diese
Schalter sind zum Zweck der Erregung der verschiedenen Schaltkreise der Steuerschütze
in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Bewegung der Maschine oder des Gefäße vorgesehen.
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Die Schalter 4o bis 45 sind in der Zeichnung schematisch als einfache
Hebelschalter gezeichnet, die z. B. den Schacht entlang angeordnet sind und die
betätigt werden, wenn das Fördergefäß bestimmte Punkte erreicht. An Stelle der Hebelschalter
können auch Walzenschalter verwendet werden, die durch ein Zahnradgetriebe oder
durch einen Kettenantrieb vom Motor oder der Winde aus betätigt werden.
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Die Schalter 40 und 41 sind dazu bestimmt, die Schaltkreise für das
Aufwärtsrelais 36 und das Abwärtsrelais 37 zu schalten, wobei der Schalter 4ö geschlossen
und der Schalter 41 offen ist, wenn das Gefäß in der Füllstellung steht. Die Schalter
42 und 43 dienen zur Betätigung der Umkehrschützen 16 und 17 und des Hauptschützes
18 in Abhängigkeit von der Stellung des Gefäßes, wobei der Schalter 43 geschlossen
und der Schalter 42 geöffnet ist, wenn sich das Gefäß in der Füllstellung befindet.
Die Schalter 44 und 45 endlich dienen zur Betätigung der Motorbeschleunigungsschützen
30 und 31, wobei der Schalter 45 offen und der Schalter 44 geschlossen ist,
wenn sich das Gefäß in der Füllstellung befindet.
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Zweck und Wirkungsweise der bisher beschriebenen Einrichtungen und
weitere Einzelheiten werden am besten durch Beschreibung eines vollständigen Arbeitsspieles
erläutert. Dabei wird angenommen, daß sich das Gefäß in seiner tiefsten Stellung
befindet. Die Schalter 40, 43 und 44 sind daher geschlossen. Wird jetzt der
Knopf 39 gedrückt, so fließt ein Strom von der Sammelschiene 14 durch den Leiter
48, die Übertreibschalter 47 und 46, den Leiter 48a, den Haltdruckknopf 38 und den
Anlaßdruckknopf 39, den Leiter 49, die Schaltspule 5o des Hilfsschützes 51 durch
die Leiter 52 und 53 zurück zur Sammelschiene 15. Das Hilfsschütz 51 springt an
und hält sich über den Leiter 54 selbst. Durch das Ansprechen
des
Hilfsschützes 51 wird ein Schaltstromkreis für das Aufwärtsrelais 36 hergestellt,
der von dem unter Spannung stehenden Leiter 54 ausgeht und über den Leiter 55, die
Schaltspule des Aufwärtsrelais 36, den Leiter 56, den Schalter 4o und die Leiter
57, 58, 76, 52 und 53 zur Sammelschiene 15 zurückgeht. Das Aufwärtsrelais 36 ist
mit einer Verriegelungseinrichtung 59 ausgerüstet, die aus einem Kern 6o und einer
Druckfeder 61 besteht, die den Kern 6o in die Verriegelungsstellung zu drücken sucht,
wobei er in den Schlitz 62 des Ankerkerns des Aufwärtsrelais 36 eingreift, wenn
dieses angezogen hat. Die Verriegelungseinrichtung 59 ist noch mit einer Auslösespule
63 versehen, die, wenn sie Spannung erhält, den Anker des Schalters 36 entriegelt
und den Ankerkern zum Abfallen freigibt, wenn dessen Schaltspule spannungslos wird.
In gleicher Weise ist auch das Abwärtsrelais 37 mit einer Verriegelungseinrichtung
64 ausgerüstet, die aus einer Druckfeder 65 und der Auslösespule 66 besteht.
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In dem Augenblick, wo die Schaltspule des Aufwärtsrelais 36 Spannung
erhält, wird gleichzeitig der Erregerkreis für die Auslösespule 66 der Verriegelungseinrichtung
64 geschlossen, wodurch der Ankerkern des Abwärtsrelais 37 freigegeben wird. Die
Verriegelung am Relais 36 sorgt dafür, daß der von dem Relais geschlossene Stromkreis
während der ganzen Aufwärtsfahrt aufrechterhalten wird, selbst wenn der Strom ausbleiben
sollte. Wenn das Gefäß oben angekommen ist, werden die eigentlichen Streckenendschalter
betätigt, um die Abwärtsbewegung des Gefäßes einzuleiten.
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Nach dem Schließen des Aufwärtsrelais 36 wird ein Betätigungsstromkreis
für das Aufwärtsumkehrschütz 16 und das Hauptschütz 18 hergestellt. Dieser geht
von dem unter Spannung stehenden Leiter 54 aus und durchfließt die Kontakte des
Hilfsschützes 51, die Leiter 49 und 67, die Schaltspule des Hauptschützes 18, die
Leiter 68 und 69, die Kontakte des Relais 70, den Leiter 71, die unteren Kontakte
28 des Umkehrschützes 17, den Leiter 72, die Kontakte des Aufwärtsrelais 36, den
Leiter 73, die Schaltspule des Aufwärtsschützes 16, den Leiter 74, den Schalter
43 und geht über die Leiter 75, 76, 52 und 53 zur Sammelschiene 15 zurück. Das Umkehrschütz
16 hält sich dann über die Kontakte 21 selbst.
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Beim Schließen der Schützen 16 und 18 wird der Stromkreis für den
Motor io geschlossen, der von der Sammelschiene 14 durch die Leiter 48 und 77, Kontakte
i9 des Schützes 16, Leiter 78, Anker i i, Leiter 79 und 8o, Kontakte 2o am Schütz
16, Leiter 81, 82 und 83 geht und weiter durch die Hauptstromerregerwicklung 13,
Leiter 84, Anlaßwiderstand 29, Stromhaltespule 34 des' Beschleunigungsschützes 3o,
Leiter 85, Kontakte des Hauptschützes 18 und Leiter 53 zurück zur Sammelschiene
15 fließt.
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Gleichzeitig wird der Bremsmagnet 86, 87, 88 gelüftet. Parallel zum
Anker i i liegt, wenn beide Umkehrschütze 16 und 17 abgefallen sind, der Bremswiderstand
89, und zwar über die Kontakte 22 am Schütz 16 und 27 am Schütz 17. Sobald eines
der Umkehrschütze anspringt. steht der Ankerkurzschlußbremsstromkreis unter Spannung.
Wie das Beispiel zeigt, geht der Strom für den Bremslüftmagneten über die Kontakte
27, den Brernswiderstand 89, den Leiter 9o, die Bremslüfterspule 88 und die Leiter
9i, 92 und 93 über das Hauptschütz zurück zur Sammelschiene 15. In gleicher Weise
wird, wenn das Abwärtsumkehrschütz 17 geschlossen wird, ein Bremslüfterstromkreis
über die Ruhekontakte 22 des Schützes 16 hergestellt.
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Zur Verminderung der Motorgeschwindigkeit ist ein Widerstand 94 vorgesehen,
der während der Beschleunigung oder Verzögerung des Motors parallel zum Anker i
i gelegt wird. Er wird durch das Schütz 97 gesteuert, dessen Stromkreis über Ruhekontakte
96 am Schaltschütz 95 geführt ist. Die Schaltspule dieses Schützes ist mit den Streckenschaltern
.4.4 und 45 in Reihe geschaltet. Beim Fahrtbeginn ist der Schalter 44 geschlossen,
der Schalter 45 geöffnet. Das Schütz 95 ist daher abgefallen und das Schütz 97 erregt,
und zwar vom Bremswiderstand 89 über den Leiter 98, den Kontakt 96 des Schaltschützes
95, den Leiter 99 und weiter über die Leiter ioo und ioi zum Hauptschütz 18 und
von da zurück zur Sammelschiene 15. Das Schütz 97 stellt einen Parallelstromkreis
zum Anker i i her, der über den Leiter io2, den Widerstand 94 und den Leiter
103 geht. Der Motor läuft also beim Fahrtbeginn mit verminderter Geschwindigkeit.
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Wenn das Gefäß einen bestimmten Abschnitt der Aufwärtsbewegung zurückgelegt
hat, wird der Streckenschalter 45 geschlossen. Dadurch wird das Schaltschütz 95
erregt, und zwar ausgehend von dem unter Spannung stehenden Bremswiderstand 89,
über den Leiter io4, die Schaltspule des Schaltschützes 95, die Streckenschalter
44 und 45 und die Leiter 76, 52 und 53 zur Sammelschiene 15. Das Schütz 95 öffnet
seine Ruhekontakte 96, bringt damit das Schütz 97 zum Abfallen, und. der Parallelwiderstand
94 zum Anker i i wird ausgeschaltet. Darauf werden die Kontakte io5 am Schaltschütz
95 geschlossen, wodurch das Beschleunigungsschütz 30 Spannung erhält. Der
Stromkreis geht wieder vom Bremswiderstand
89 aus durch den Leiter
98, Kontakte Ios, Leiter 1o6 und 107, die Schaltspule 32 des Beschleunigungsschützes
3o, die Leiter 92 und 93 und das Hauptschütz 18 zurück zur Sammelschiene 15.
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Da der Aniaßstrom des Motors durch die Stromhaltespule 34 des Beschleunigungsschützes
30 fließt, so wird dieses offen gehalten bis zu dem Augenblick, wo sich der
Motorstrom auf einen bestimmten Wert vermindert hat. Das Beschleunigungsschütz 30
spricht dann an und überbrückt den ersten Abschnitt des Widerstandes 29 durch einen
Kreis, bestehend aus den Kontakten 1o8 des Beschleunigungsschützes 30 und
der Stromhaltespule 35 des Beschleunigungsschützes 31. Gleichzeitig wird: ein Erregerkreis
für die Schaltspule 33 des Beschleunigungsschützes 31 eingeschaltet, und zwar ausgehend
vom Leiter 1o7 durch die Kontakte iog am Schütz 3o, die Spule 33 und die Leiter
92 und 93 über das Hauptschütz zurück zur Sammelschiene i.q. Nachdem der Motorstrom
sich wiederum auf einen bestimmten Wert vermindert hat, wird der zweite Abschnitt
des Widerstandes 29 durch Schließen des Beschleunigungsschützes 31 überbrückt.
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Um den Motor 1o mit Höchstgeschwindigkeit arbeiten zu lassen, wird
dann das Hauptstromfeld 13 kurzgeschlossen, wodurch der Motor dann nur noch als
Nebenschlußmotor arbeitet. Zur Überbrückung der Hauptstromwicklung 13 ist ein Schütz
iio vorgesehen. Das Beschleunigungsschütz 31 trat Kontakte I I I, die den Erregerstromkreis
für das Schütz iio schließen. Der Kurzschluß für das Hauptstromfeld 13 geht dann
vom Verbindungspunkt der Leiter 81 und 82 durch den Leiter 112, die Kontakte des
Schützes i i o und den Leiter 85 unmittelbar zum Hauptschütz 18. Diese Überbrückungsleitung
schließt auch gleichzeitig den Anlaßwiderstand 29 vollständig kurz. Die Geschwindigkeit
des Motors hängt jetzt lediglich von der Stärke des Nebenschlußfeldes 1a ab, das
unmittelbar an den Sammelschienen 14 und 15 liegt. Zum Nebenschlußfeld liegt noch
ein Widerstand 113 parallel, der zur Einstellung des Erregerstromes für das Nebenschlußfeld
benutzt werden kann.
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Da es wünschenswert ist, die Geschwindigkeit des Gefäßes herabzusetzen,
wenn es sich dem Ende seines Förderweges nähert, so wird der Streckenschalter 44.,
der bisher geschlossen war, geöffnet. Dieser Schalter 4.4 ist ungefähr ebensoweit
vom oberen Ende des Förderweges entfernt wie der Streckenschalter 45 vom unteren
Ende.
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Beim Öffnen des Schalters 44 wird das Schaltschütz 95 abgeschaltet,
wodurch, wie vorher beschrieben, der Widerstand 94 über das Schütz 97 parallel zum
Anker gelegt wird.
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Wenn das Gefäß zum Ende seines Förderweges gelangt, wird der Schalter
43 geöffnet. Hierdurch wird der Schaltstromkreis des Aufwärtsumkehrschützes 16 und
des Hauptschützes 18 unterbrochen. Durch Öffnen der Kontakte 19 am Umkehrschütz
16 wird der Stromkreis für die Bremslüfterspule 88 abgeschaltet, so daß die Bremse
einfällt. Gleichzeitig wird der Motor 1o auch elektrisch gebremst, da der Widerstand
89 nun parallel zum Anker liegt.
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Beim Betrieb von Fördereinrichtungen der beschriebenen Art darf die
Maschine erst nach einer bestimmten Zeit umgesteuert werden, deren Größe von der
Dauer des Entladevorganges abhängt.
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Wenn sich das Gefäß in der höchsten Stellung befindet, ist der Schalter
42 geschlossen und der Schalter 43 geöffnet. Das Schließen des Schalters 42 bereitet
einen Erregerstromkreis für das Abwärtsumkehrschütz 17 und das Hauptschütz 18 vor,
der erst durch das Abwärtsrelais 37 und das Relais 70, das als Zeitrelais ausgebildet
ist, völlig geschlossen wird. Im Beispiel ist das Zeitrelais 70 mit einer
Dämpfungseinrichtung 115 ausgerüstet, die auf beliebige Zeiten eingestellt werden
kann.
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Da der Schalter 40 geschlossen war, bis das Gefäß seine höchste Stellung
erreicht, wird das Aufwärtsrelais 36 sowohl magnetisch wie mechanisch in geschlossener
Stellung gehalten. Der Schalter 41 schließt erst, wenn das Gefäß seine höchste Stellung
erreicht. Der Schalter 41 löst die Verriegelungsvorrichtung 59 durch einen Stromkreis,
der von der Sammelschiene 14 über das Hilfsschütz 51, den Leiter 55, den Widerstand
116, die Spule 63, die Leiter 117 und 118, den Schalter 41 und die Leiter 58, 76,
52 und 53 zur Sammelschiene 15 geht. Gleichzeitig wird ein Erregerkreis für das
Abwärtsrelais 37 hergestellt, der von dem unter Spannung gesetzten Leiter 118 ausgehend
durch den Leiter i 19, die Schaltspule des Relais 37 zu dem unter Spannung stehenden
Leiter 55 fließt.
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Das Zeitrelais 70 war geschlossen, als zu Anfang der Einschaltknopf
39 betätigt wurde. Nach Schließen des Umkehrschützes 16 und des Hauptschützes 18
wurde jedoch die Schaltspule des Zeitrelais 7o an Spannung gelegt durch einen Stromkreis,
ausgehend von der Sammelschiene 14 durch dieLeiter 48 und 77, die Kontakte 19 und
27, den Widerstand 89, den Leiter 98, die Schaltspule des Zeitre-Iais 70, den Leiter
1o1, das Hauptschütz 18 und den Leiter 53 zur Sammelschiene 15. Mit dem Abschalten
des Motors durch Abfallen des Umkehrschützes 16 wurde das Zeitrelais
7o
spannungslos; es schließt seine Kontakte jedoch erst nach einiger Zeit. Erst dann
vollendet der von ihm geschlossene Kontakt den Erregerstromkreis für das Umkehrschütz
17 und das Hauptschütz 18, der durch das Abwärtsrelais 37 bereits vorbereitet ist.
Der Strom geht dann von der Sammelschiene 15 durch die Leiter 53, 52 und 76, den
Endschalter 4.2, den Leiter i2o, die Schaltspule des Schützes 17, Kontakte am Abwärtsrelais
37, untere Kontakte 23 des Schützes 16, Leiter 71, Kontakte des Zeitrelais 7o, Leiter
69 und 68 über die Schaltspule des Hauptschützes 18, die Leiter 67 und 49, das Schütz
51, den Leiter 54 und den Druckknopfschalter 38 zu dem an der Sammelschiene 14.
liegenden Leiter 48a. Die Schützen 17 und 18 sprechen dann an und «erden über die
Kontakte 26 am Schütz 17 gehalten.
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Wenn sich das Gefäß in der oberen Endstellung befindet, ist der Streckenschalter
44 offen und das Schaltschütz 95 abgefallen. Die Kontakte 96 sind geschlossen und
das Schütz 97 hat, wie vorher beschrieben, den Geschwindigkeitsverminderungswiderstand
94. parallel zum Anker i i gelegt. Nach Zurücklegung eines bestimmten Weges wird
der Streckenschalter 44 geschlossen und damit die Beschleunigung des Motors in der
gleichen `reise eingeleitet, wie es für die Aufwärtsfahrt beschrieben wurde.
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Vor Erreichen der unteren Endstellung wird der Streckenschalter 45
geöffnet und damit die Verzögerung der Maschine eingeleitet. Beim Erreichen der
unteren Endstellung werden die Endschalter .41 und 42 geöffnet und die Endschalter
4o und 4.3 geschlossen. Dadurch wird die Anlage zunächst stillgesetzt, zugleich
aber auch die neue Aufwärtsbewegung vorbereitet, die endgültig durch das Zeitrelais
; o wieder eingeleitet wird.
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Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, kann ein Stillsetzen der Anlage
während des Betriebes, sei es gewollt oder ungewollt, das einmal vorgeschriebene
Bewegungsgesetz nicht stören, vor allem dank der mechanisch verriegelten Steuerrelais
für die Umkehrschütze. Dadurch wird unbedingte Sicherheit und Zuverlässigkeit beim
Arbeiten der Anlage gewährleistet. Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt, man kann sie auch sinngemäß bei anderen Einrichtungen als Gefäßförderanlagen
benutzen, wo es darauf ankommt, einen einmal eingeleiteten Hub unbedingt im richtigen
Sinne zu Ende zu führen.