DE597891C - Sicherheitseinrichtung, insbesondere zur UEberwachung von Elektromotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. JUNI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21G GRUPPE 5944

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Februar 1931 ab

Es sind bereits Einrichtungen zur Überwachung des Anlaufs von Elektromotoren bekannt, bei welchen die Kontakte eines Schleppschalters in Reihe mit der Spule eines Unterbrechungsrelais liegen, das mit einem Schalter im Stromkreis des Antriebsmotors verbunden ist. Wird der Motor angelassen und läuft an, so wird der Schleppschalter durch den Motor verstellt und dato durch das mit einer Verzögerungseinrichtung versehene Relais wirkungslos gemacht. Läuft dagegen der Motor, beispielsweise infolge zu starker Belastung, nicht an, so verbleibt der Schleppschalter in seiner Lage, und der Motor wird durch das Unterbrechungsrelais nach einer bestimmten Zeit abgeschaltet. Ein Schutz des Motors wird bei dieser Anord- - nung nur dann erreicht, wenn sich der Läufer beim Anlassen überhaupt nicht bewegt, sondem in seiner Ruhelage verbleibt. Erfahrungsgemäß kommt es aber selten vor, daß der Läufer des Antriebsmotors bei nicht ordnungsmäßigem Verlauf des Anlaßvorganges überhaupt keine Bewegung macht. Im allgemeinen tritt vielmehr die Störung des Anlaßvorganges erst dann ein, nachdem eine Anfangbewegung stattgefunden hat und der Totgang, beispielsweise in Kupplungen oder im Getriebe, ausgeglichen ist. In solchen Fällen ist also die bekannte Überwachungseinrichtung unwirksam, da der Schleppschalter durch die Winkelbewegung bereits in die eine oder andere Endstellung geführt ist und das Unterbrechungsrelais nicht ansprechen kann.

Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, die zur ständigen Überwachung des Laufs von Elektromotoren dienen. Hierbei wird ein Überwachungsstromkreis für den Hauptschalter über zwei in Reihe liegende Schalter geführt, deren Steuerrelais beim ordnungsmäßigen Lauf des Motors von einem vom Motor angetriebenen Impulsgeber Impulse erhalten und für die Aufrechterhaltung der Energiezufuhr zum Motor sorgen. Eine Überwachung des Anlaßvorgangs des Motors ist bei dieser bekannten Anordnung nicht vorgesehen, vielmehr ist eine Zusatzeinrichtung vorhanden, welche die Überwachung des Anlaufvorgangs unmöglich macht.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Überwachungseinrichtung für Elektromotoren zu finden, die auch dann wirksam wird, wenn der Motor beim Anlaßvorgang nach anfänglicher Drehbewegung stehenbleibt. Dies wird bei einer Sicherheitseinrichtung, bei welcher der Hauptschalter in Abhängigkeit von einem mit einem bewegten Teil zusammenarbeitenden Impulsgeber steht, dadurch erreicht, daß

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Franz Josef Mosch und Karl Hots in Berlin-Siemensstadt.

die Schalteinrichtung bei ordnungsmäßigem Anlauf von dem umlaufenden Teil mindestens zwei Impulse bekommt, um den Stromkreis eines die Energiezufuhr des Antriebs steuernden Relais aufrechtzuerhalten und ein beim Anlassen zunächst eingeschaltetes Zeitrelais zwecks endgültiger \^rerriegelung des elektromagnetischen Hauptschalters in seiner Wirkung abzulösen,
ίο In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt. In der Fig. ι soll das Anlaufen des Motors i, der durch den Hauptschalter 2 an das Netz RST gelegt werden kann, überwacht werden. Mit dem Hauptschalter sind zwei weitere Schaltglieder 3 und 4 mechanisch verbunden, welche die Kontakte 5, 6 und 7, 8 schließen. Der Hauptschalter trägt auch eine Sperrvorrichtung 9, die den Hauptschalter nach dem Einschalten verriegelt, solange das Nullspannungsrelais 10 unter Spannung steht. Auf der Motorwelle 11 sind Nockenscheiben 12 • und 13 angeordnet, die mit Rollenhebeln 14 und 15 zusammenarbeiten. Beim Anlaufen der Welle 11 in der Pfeilrichtung schließen die Nocken 16 und 17 nacheinander über die Rollenhebel 14 und 15 die Schalter 18 und 19 sowie 20 und 21. Die Schalter 18 und 20 schließen Selbsthaltestromkreise der Relais 22 und 23, während die in Reihe liegenden Schalter 19 und 21 einen Haltestromkreis für das Nullspannungsrelais 10 schließen. Dieser Haltestromkreis-kann auch über parallel zu den Schaltern 19 und 21 liegende Kontakte eines Zeitrelais 24 geführt sein. Ein weiteres Relais 25 hat die Aufgabe, beim öffnen des Hauptschalters die Spannung für die Schütze 22 und 23 aufrechtzuerhalten.

Die Einrichtung wirkt so: Beim Einlegen des Hauptschalters werden durch den Hilfsschalter 4 die Kontakte 7 und 8 vorübergehend geschlossen und setzen damit das Zeitrelais 24 in Tätigkeit. Zugleich mit dem Hauptschalter 2 wird auch der Hilfsschalter 3 eingelegt, der die Kontakte 5 und 6 überbrückt und über die Leitungen 26, 27, die geschlossenen Kontakte 28 und 29 des Zeitrelais 24 und die Leitung 30 das Nullspannungsrelais 10 unter Spannung setzt. Hierdurch wird der Hauptschalter in seiner Einschaltstellung gehalten. Läuft der Motor innerhalb der am Zeitrelais 24 eingestellten Zeit nicht an, so werden die Kontakte 28 und 29 des Zeitrelais getrennt, das Nullspannungsrelais wird ausgelöst und der Hauptschalter selbsttätig in die gezeichnete Ausschaltstellung geführt. Läuft jedoch der Motor innerhalb der vorgeschriebenen Zeit ordnungsmäßig an, so bewegt bei der angedeuteten Drehrichtung zunächst der Nocken 16 den Rollenhebel 14 und schließt damit die Schalter 18 und 19. Das Relais 22 spricht an und hält die Schalter 18 und 19 auch dann geschlossen, wenn s'ich die Nockenscheibe 12 mit dem Nocken 16 weiterdreht. Nach einer weiteren halben Umdrehung der Motorwelle 11 werden durch den Nocken 17 über den Rollenhebel 15 die Schalter 20 und 21 geschlossen und damit auch das Relais 23 zum Ansprechen gebracht. Es fließt nunmehr ein Stromlireis von der Phase R über den Schalter 3, die Leitungen 26 und 31 über die Schalter 19 und 21 und die Leitungen 32 und 30 zum Nullspannungsrelais 10 und von dort zur Phase T. Hierdurch bleibt das Nullspannungsrelais auch nach Öffnen der Kontakte 28 und 29 des Zeitrelais 24 unter Spannung, so daß der Hauptschalter auch nach Ablauf des Zeitrelais 24 die Einschaltstellung beibehält.

Beim Abschalten werden die Kontaktes und 6 des mit dem Hauptschalter gleichfalls geöffneten Schalters 3 durch die parallel liegenden Kontakte 33 und 34 des zweiten Zeitrelais 25 überbrückt, so daß die Relais 22 und 23 unter Spannung gehalten werden. Das Zeitrelais 25 ist so eingestellt, daß die Kon- = takte 34 und 35 erst nach Stillstand des Motors geöffnet werden. Die Relais 22 und 23 fallen also erst ab, wenn sich der Motor 1 nicht mehr dreht. Hierdurch wird ein dauerndes Arbeiten der Schalter 19 und 21 beim Auslaufen des Motors vermieden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2. Der Motor 51 kann durch den Hauptschalter 52 an das Netz RST gelegt werden. Mit dem Hauptschalter sind genau wie beim vorigen Ausführungsbeispiel die Schalter 53 und 54 mechanisch verbunden, die zum Überbrücken der Kontakte 55, 56 und 57, 58 dienen. Durch die Sperrvorrichtung 59 wird ioo der Schalter 52 in der Einschaltstellung gehalten, solange das Nullspannungsrelais 60 unter Spannung steht. Auf der Motorwelle 61 ist nur eine Nockenscheibe 62 mit den Nocken 63 und 64 angeordnet. Ein mit der Nockenscheibe 62 zusammenarbeitender Rollenhebel 65 schließt die Kontakte 66 und 67, sobald einer der Nocken unter den Rollenhebel gelangt. Hierdurch wird bei geschlossenem Hauptschalter dem Relais 68 ein Impuls gegeben und ein Schrittschaltwerk 69 und 70 in Tätigkeit gesetzt, das die Welle 71 dreht. Auf der Welle 71 sind eine Schaltwalze 72 mit einem Kontaktstück 73 und ein Sperrad 74 angeordnet. Eine Feder 75 sucht die Welle 71 in der gezeichneten Lage zu halten. Das Sperrad 74 trägt Einschnitte 76 und 77, in die ein Rollenhebel 78 beim Ansprechen eines Relais 79 und entsprechender Stellung des Sperrades zum Eingriff gebracht wird. Solange das Relais 79 spannungslos ist, wird der Rollenhebel 78 durch eine Feder 80 in der

dargestellten Lage gehalten. Die Zeitrelais 81 und 82 dienen der gleichen Aufgabe wie die Relais 24 und 25 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
Die Einrichtung wirkt so:

Beim Einlegen des Hauptschalters 52 wird das Zeitrelais 81 unter Spannung gesetzt. Das Nullspannungsrelais 60 erhält gleichfalls Spannung und verriegelt den Hauptschalter 52 in seiner Einschaltstellung. Läuft der Motor 51 nicht an, so gibt das Nullspannungsrelais 60 nach Ablauf des Zeitrelais 81 den Hauptschalter frei und dieser kehrt in die gezeichnete Ausschaltstellung zurück.

Läuft der Motor dagegen ordnungsmäßig an, beispielsweise in der Pfeilrichtung, so werden durch den Nocken 63 und den Rollenhebel 65 die Kontakte 66 und 67 geschlossen. Die Spule 68 erhält-einen Impuls und schaltet das Schrittschaltwerk 69 und 70 um einen Zahn. Hierdurch wird die Welle 71 mit der Trommel 72 und dem Sperrad 74 gedreht. Das Relais 79, das beim Einlegen des Hauptschalters unter Spannung gesetzt wurde, drückt die Rolle des Rollenhebels 78 in den Einschnitt ¹JJ des Sperrads 74 und hält auch nach Abfallen des Relais 68 die Welle 71 entgegen der Kraft der Feder 75 in der eingestellten Lage.

Bei Weiterdrehung der Welle 61 gelangt der zweite Nocken 64 unter den Hebel 65. Das Relais 68 erhält abermals einen Impuls, so daß das Schrittschaltwerk 69, 70 die Welle 71 um einen gewissen Winkel weiterdreht.

Hierdurdi kommt der Rollenhebel 78 mit dem Einschnitt 76 des Sperrads 74 in Eingriff. Gleichzeitig kommen die Kontakte 83 und 84 auf das Kontaktstück 73 der Schalttrommel 72. Hierdurch wird der Stromkreis einer Spule 85 geschlossen, die ihrerseits einen Kern 86 anzieht und damit die Kontakte 66 und 67 schließt. Die Relais 85, 68 und 79 halten den nunmehr erreichten Zustand aufrecht. Das Nullspannungsrelais 60 bleibt infolgedessen auch nach Ablauf des Zeitrelais 81 unter Spannung und hält den Hauptschalter 52 in seiner Einschaltstellung.

Wird der Hauptschalter ausgeschaltet, so sorgt das Zeitrelais 82 dafür, daß die Überwachungseinrichtung so lange eingeschaltet bleibt, bis der Motor stillsteht.

Die Erfindung ermöglicht also, den besonders wichtigen Betriebsabschnitt, nämlich das Anlaufen von Kraftmaschinen, Elektromotoren und bewegten Maschinenteilen zu überwachen. Dies ist um so wichtiger, als erfahrungsgemäß gerade hierbei die meisten Störungen auftreten, weil die Antriebe im Augenblick des Anlassens besonders stark belastet sind und infolgedessen Schaden und Unregelmäßigkeiten in den meisten Fällen gerade in diesem Abschnitt auftreten.

Die Erfindung ist in den Ausführungsbeispielen in ihrer Anwendung für umlaufende Wellen gezeigt; sie kann aber auch bei Maschinen mit hin und her gehender Bewegung Verwendung finden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sicherheitseinrichtung, insbesondere zur Überwachung von Elektromotoren, bei welcher der Hauptschalter in Abhängigkeit von einem mit einem bewegten Teil zusammenarbeitenden Impulsgeber steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (i8, 20, Fig. 1, und 67, Fig. 2) bei ordnungsmäßigem Anlauf von dem umlaufenden Teil (11, 61) mindestens zwei Impulse bekommt, um den Stromkreis eines die Energiezufuhr des Antriebs steuernden Relais (10, 60) aufrechtzuerhalten und ein beim Anlassen zunächst eingeschaltetes Zeitrelais (24, 81) zwecks endgültiger Verriegelung des elektromagnetischen Hauptschalters in seiner Wirkung abzulösen.

2. Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung durch eine Nockenscheibe mit mehreren Nocken (Fig. 2) oder mehrere Nockenscheiben mit je einem Nocken (Fig. 1) gesteuert wird.

3. Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den Nocken'(i6, 17) je zwei Schalter (18,19 bzw. 20, 21) verstellt werden, von denen je einer (18 bzw. 20) Haltestromkreise zweier parallel liegender Relais (22 bzw. 23) steuert, während die Arbeitsschalter (19 und 21) der Relais bei ordnungsmäßigem Anlauf des Motors das Zeitrelais (24) ablösen (Fig. 1).

4. Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (62) mit einem Schrittschaltwerk (68, 69, 70) zusammenarbeitet, das in Abhängigkeit von der Zahl der Impulse ein zur Überbrückung eines Zeitrelais (81) dienendes Kontaktstück (73) verstellt (Fig. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen