-
Einrichtung zum Stillsetzen von Gleichstrommotoren, insbesondere für
Hobelmaschinenantrieb Die Erfindung bezieht sich auf Arbeitsmaschinen mit hin und
her gehender Bewegung und beschränktem Nachlaufweg, insbesondere auf Hobelmaschinen.
Bei diesen Arbeitsmaschinen würde ein durch Störungen hervorgerufenes Überschreiten
des Nachlaufweges in der Regel zu Beschädigungen der Arbeitsmaschine, des Antriebes
oder des Werkstückes führen. Eine solche Störung ist insbesondere das Ausbleiben
der Netzspannung, da infolge Wegbleibens der Felderregung des Motors die vorgesehene
elektrische Ankerkurzschluß- oder Gegenstrombremsung versagt.
-
Mat hat daher schon Anordnungen getroffen, um den Nachlauf auf jeden
Fall sicher abzubremsen. Dabei wird die von der lebendigen Kraft des nachlaufenden
Motors erzeugte Spannung zum Erregen der Feldwicklung und damit zum elektrischen
Abbremsen benutzt und die Feldwicklung je nach der Drehrichtung durch einen mechanisch
vom Motor mitgenommenen Schleppumschalter umgeschaltet. Ein mechanisch vom Motor
mitgenommener Schleppumschalter ist jedoch sehr unerwünscht; er verlangt eine Sonderbernessung
des Motorstumpfes und beansprucht viel Platz. Wenn nun eine zweckmäßigere Lösung
geschaffen werden soll, so liegt die besondere Schwierigkeit der Aufgabe darin,
daß die Feldwicklung je nach der Drehrichtung des Motors erst nach dem Schalten
des Umkehrschützes umgeschaltet werden darf, wenn die lebendige Kraft der Massen
abgebremst ist und die Bewegungsrichtung der angetriebenen Maschine sich umkehrt.
Würde die Feldwicklung zu einem anderen Zeitpunkt umgeschaltet, so würde für das
Bremsen die stromrichtige Erregung der Feldwicklung nicht erreicht. ' Diese Aufgabe,
die Feldwicklung im richtigen Zeitpunkt, jedoch mechanisch unabhängig vom Motor
umzuschalten, wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Kippumschalter durch
denselben Steuerkontakt wie dieUmkehrschützen, jedoch zeitverzögert gesteuert wird.
Insbesondere kann der Kippumschalter elektromagnetisch durch den Steuerschalter
der Umkehrschützen gesteuert sein und die Zeitverzögerung dadurch erreicht werden,
daß der Kippumschalter an die Steuerleitung über das betriebsmäßige Kurzschlußschütz
der spannungsabhängigen Selbstanlassersteuerung angeschlossen wird.
-
Diese Lösung verlangt keinerlei zusätzliche Steuermittel außer dem
Kippumschalter selbst, welcher ein kleines und leicht anzuschließendes Gerät darstellt.
Auch braucht an der Steuerung selbst gar nichts geändert zu werden. Die Verwendung
des betriebsmäßigen
Kurzschlußschützes des Anlaßwiderstandes für
das Anschließen des Kippumschalters an die Steuerleitung hat den besonderen Vorteil,
daß die Umschaltbewegung durch den Betriebszustand des Motors selbst überwacht ist,
ohne daß eine unerwünschte mechanische Umgestaltung des Motors wie bei den bekannten
mechanisch angetriebenen Schleppumschaltern notwendig wird. Das Kurzschlußschütz
der bekannten spannungsabhängigen Selbstanlassersteuerung ist nämlich durch die
Ankerspannung des ' Motors gesteuert und kann sich nicht schließen, wenn der Anker
noch im verkehrten Drehsinn läuft.
-
Es ist auch denkbar, den Kippumschalter durch die Umkehrschützen selbst
mechanisch mitnehmen zu lassen, und zwar über Hemmwerke, um die erforderliche Zeitverzögerung
zu erhalten.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel mit elektromagnetisch
gesteuertem Kippumschalter nach der Erfindung dargestellt. P und N sind die positive
und die negative Sammelschiene der Gleichstromanlage. !V1 ist der Anker des Antriebsmotors,
F seine Feldwicklung. AS ist der Anstoßschalter, welcher von der Arbeitsmaschine
am Hubende umgelegt wird und die beiden Umkehrschützen U1 und U2 für den Gleichstrommotor
steuert. KU ist der elektromagnetische Kippumschalter mit den beiden Spulen s1 und
s@ und den beiden Umschaltkontakten k1 und k2. Der Kippumschalter bleibt in der
jeweiligen Lage auch bei unerragter Steuerspule liegen, bis die andere Steuerspule
erregt wird und ihn in die entgegengesetzte Stellung wirft. Die Leitungen 11 und
12 sind die Steuerleitungen, in welche die Spulen der Umkehrschütze U1 und U2 eingeschaltet
sind. In die dazu parallel liegenden Steuerleitungen 13 und 14 sind die Spulen s1
und s2 des Kippumschalters eingeschaltet. Ro ist das Anlaßschütz, w1 der Anlaßwiderstand.
k3 und k4 sind Hilfskontakte am Anlaßschütz, die in den Leitungen 13 und 14 vor
den Steuerspulen s1 und s2 liegen. BS ist das Bremsschütz, BW der Bremswiderstand
für die Ankerkurzschlußbremsung. NS ist das NotschaltschÜtz, seine Spule liegt an
der Spannung des Netzes. Mit seinen Kontakten k;, und k, schließt es in der oberen
Kontaktstellung die Feldwicklung F des Motors an das Netz PN an. In der unteren
Kontaktstellung schließen die Kontakte 1s, k, die Feldwicklung des Motors über die
Leitungen 1," 1, an die Klemmen des Motorankers tYl an. In die Leitungen
1," 1, ist der Kippumschalter KU mit seinen Umschaltkontakten k1, k2 eingeschaltet.
Der Kontakt k? befindet sich ebenfalls an dem Notschaltschütz NS. Er dient dazu,
um beim Abfallen des \TOtschaltschützes die Steuerleitung zu den Umkehrschützen
Ijl und U@ zu unterbrechen und dafür das Bremsschütz-BS an die Motorankerspannung
anzuschließen. E ist _ ein Einschaltdruckknopf, NH ein Nothaltedruckknopf.
-
Im normalen Betrieb ist das N otschaltschütz NS geschlossen. Die Kontakte
1z., 1," schließen die Feldwicklung F an das Netz au, und der Kontakt k7 schließt
die Steuerleitungen 11 und 12. Durch den Anstoßschalter AS werden infolgedessen
die Umkehrschützen C,'1 und U2 abwechselnd an das 1',#etz gelegt. Der Motor 11Z
wird .dadurch abwechselnd in der einen oder in der anderen Drehrichtung eingeschaltet.
Der \Tachlauf des Motors wird betriebsmäßig durch ein nicht dargestelltes an der
Motorankerspannung liegendes Betriebsbremsschütz abgebremst.
-
Der Motor wird in der bekannten spannungsabhängigen Selbstanlasserschaltung
angelassen. Diese verwendet für den Anlaßwiderstand w1 das Kurzschlußschütz Ro,
des sen Spule über Kontakte k8, k8 an den Um kehrschützen an die Ankerspannung gelegt
ist. Der die Spule durchfließende Strom ist daher von der gegenelektromotorischen
Kraft des Motors abhängig und steigt proportional mit dieser. Wenn der Motor stillsteht
oder gar in verkehrtem Drehsinn läuft, nimmt er einen sehr hohen Strom auf, wodurch
ein hoher Spannungsabfall in dem Widerstand ull entsteht und die Spannung für die
Steuerspule des Anlaßschützes Ro sehr gering wird. Dieses kann erst anziehen, wenn
sich die gegenelektrörnoto.risclle Kraft des Motors entsprechend erhöht und damit
der Strom und der Spannungsabfall in w1 entsprechend vermindert haben.
-
Bei jeder Umschaltbewegung des Anstoßschalters AS wird der Kippumschalter
KI.' mitgesteuert. Wenn z. B. AS die Umkehrschützenspule von U1 an die Leitung 11
anschließt, ist gleichzeitig der Stromkreis für die Spule s, des Kippumschalters
über die Leitung 13 vorbereitet. Die Einschaltung der Spule s1 erfolgt jedoch gegenüber
U1 verzögert durch den Kontakt k3, und zwar erst in dem Augenblick, wo der Motor
!1%1 angelaufen ist und infolgedessen das Anlaßschütz Ro den Kontakt k3 geschlossen
hat.
-
Im Fall des Ausbleibens der Netzspannung fällt das Notschaltschütz
NS ab und schließt durch die Kontakte 1s und 1ß die Feldwicklung F über KU an die
Ankerspannung des Motors an. Gleichzeitig wird das Bremsschaltschütz BS durch den
weiteren Hilfskontakt k7 an die Ankerspannung angeschlossen. Es sei angenommen,
daß kurz vor dem Ausbleiben der Netzspannung der Anstoßschalter AS gerade auf die
Leitung 14 umgeschaltet, der Motor aber seinen durch die
Schwungmassen
bedingten Nachlauf noch nicht beendet hat. In diesem Fall ist das Anlaßschütz Ro
infolge der vorangegangenen Ausschaltung des Schaltschützes Ui abgefallen. Der beim
Anziehen des Schützes U. über k, im Spulenkreis von Ro fließende Strom war sehr
gering, da der Motor 3.i keine gegenelektromotorische Kraft entwikkelte, somit der
ganze Netzstrom durch den zum Spulenkreis parallel liegenden Motoranker floß. Daher
blieb der Kontakt k4 offen, so daß der Kippumschalter KU noch nicht in die neue
Stellung, welche der neuen Stellung des Anstoßschalters AS entspricht, gelangen
konnte. Der Kippumschalter hält also noch den Schluß seiner Kontakte k1 und k2 in
der gezeichneten Lage aufrecht. Infolgedessen hält der Kippumschalter ILU die Feldwicklung
F noch im richtigen Anschlußsinn an den Motoranker ill angeschaltet, um das Abbremsen
des Nachlaufes zu bewirken.
-
Wenn dagegen beim Ausbleiben der Spannung und beim Abfallen des Notschaltschützes
NS der Motor in der neuen Stellung des Steuerschalters AS bereits angelaufen ist,
dann hat das Anlaßschütz Ro schon vor dem Abfallen des Notschaltschützes NS die
Kontakte k3 und k4 geschlossen und dadurch entsprechend der neuen Stellung des Steuerschalters
AS die Spule s2 des Kippumschalters erregt. Der Kippumschalter ist dadurch in die
rechte Stellung umgeschaltet worden, und wenn nun durch das Abfallen des Notschützes
die Feldwicklung F über die Kontakte k". k, an die Ankerspannung des Motors angeschlossen
wird, geschieht dies in dem richtigen Ahschlußsinn, um den in der neuen Drehrichtung
angelaufenen Motor abzubremsen.
-
Die Schaltung nach der Erfindung sichert also in jedem Fall ein wirkungsvolles
Abbremsen des Motors, wie dies erforderlich ist, um eine Beschädigung der Arbeitsmaschine
und des Werkstückes zu vermeiden.