DE67691C - Schaltvorrichtung für elektrische Treibmaschinen, deren Regelung durch wechselnde Einschaltung in Stromkreise verschiedenen Spannungsunterschiedes einer Mehrleiteranlage erfolgt - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für elektrische Treibmaschinen, hauptsächlich zum Zwecke eines geregelten Betriebes elektrischer Aufzüge, deren Geschwindigkeit dadurch leicht und sicher sowie ohne Stromvergeudung zu ändern ist, während der Betriebsstrom als von einer gewöhnlichen Mehrleiteranlage geliefert vorausgesetzt wird.

Auf beiliegender Zeichnung ist:

Fig. ι eine Uebersichtsdarstellung einer zum Betriebe eines Aufzuges dienenden elektrischen Treibmaschine mit den Aufzugsbetriebsmitteln sowie mit der neuen Schaltvorrichtung,

Fig. 2 eine Schaltungsskizze, die Stromkreisverbindung mit einer Dreileiteranlage darstellend.

Das Förderungsvermögen eines elektrischen Aufzuges ist bedingt durch das an der Maschine auftretende Drehungsmoment; dieses hängt wiederum, bei gegebenen Ankerverhältnissen ab, einerseits von der Stärke des magnetischen Feldes, andererseits von der Stärke des durch den Anker hindurchgehenden Stromes.

Vorausgesetzt nun, dafs die Stärke des magnetischen Feldes dieselbe bleibt, und dafs ebenso die in Ampere gemessene und im Anker wirksame Stromstärke auf gleicher Höhe gehalten wird, so wird die Maschine die volle Aufzuglast heben, jedoch so, dafs sich die Geschwindigkeit annähernd proportional mit der Spannung oder der Voltzahl ändert, die dem durch den Anker fliefsenden Strom zukommt.

Dieser Umstand ist nutzbar gemacht zur Aenderung der Treibmaschinengeschwindigkeit bei einem Aufzug, dessen elektrischer Betrieb in Verbindung mit der Drei- oder Mehrieiteranlage eines Vertheilungsnetzes erfolgt. Dabei ist die Einrichtung und Schaltungsweise eine derartige, dafs der dem Maschinenanker zuzuführende Strom entnommen wird entweder von den Aufsen- oder Hauptleitern der Anlage , in welchem Falle der volle Strom mit der zwischen diesen Hauptleitern bestehenden Spannung auf den Anker unter Erzielung maximaler Geschwindigkeit wirkt, oder dafs der Ankerstrom von einem der Haupt- und dem mittleren Leiter des Vertheilungsnetzes abgezweigt wird, wobei der Anker mit einem Strom von der zwischen diesen Leitern herrschenden Spannung gespeist wird.

Zur Veranschaulichung dieser Regelung werde angenommen, dafs der Spannungsunterschied an den beiden Aufsen- oder Hauptleitern einer Dreileiteranlage 240 Volt betrage, während demgemäfs die Spannung, welche zwischen einem dieser Hauptleiter und dem mittleren Leiter der Anlage gemessen wird, 120 Volt betragen würde. Die Treibmaschine soll nun in solcher Verbindung mit dem Vertheilungsnetz stehen, dafs der Anker der Einwirkung eines Stromes unterliegt, der entweder von den Aufsenleitern oder einem derselben und dem mittleren Ausgleichleiter abgeleitet ist; hierdurch tritt in jedem' Falle eine andere Spannung in dem Anker auf, infolge dessen die Geschwindigkeit der Maschine bezw. Aufzuges entsprechend geändert wird. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird eine Nebenschlufsmaschine als Treibmaschine angewendet.

Die äufsere Einrichtung der Maschine und die auf beiliegender Zeichnung dargestellte Anordnung des Aufzuges sind bekannt und erfordern eine eingehende Erläuterung nicht. Ueber die Windetrommel A wird das Seil B auf- bezw. abgewickelt, um die Fahrkammer B¹ zu heben oder zu senken; das Seil läuft dabei über die Leitscheiben B². Die Welle Α^λ der Trommel A erhält den Arbeitsantrieb durch ein Schneckengetriebe von der Ankerwelle C. Diese der elektrischen Treibmaschine D zugehörige Welle C trägt in fester Verbindung den Anker D¹.

Der der Treibmaschine zuzuführende elektrische Strom wird unter gleichzeitiger Regelung durch Vermittelung der Schaltvorrichtung S ein- und ausgeschaltet, wodurch die Maschine in Gang gesetzt, zum Stillstand gebracht sowie umgesteuert werden kann. Diese Schaltvorrichtung S, deren Stellverbindung. und auf die Widerstandsänderung bezügliche Anordnung übrigens bekannt ist, wird, wie dargestellt, mittelst eines Armes oder Hebels E mit Zahnkranz bewegt, welcher seine Bewegung von einer Schubstange F aufnimmt, während auf diese selbst wiederum die Stellbewegung durch einen Zahntrieb G¹ übertragen wird. Diesen auf der Welle A¹ drehbaren Zahntrieb G¹ kann man von der Fahrkammer oder einer anderen Stelle aus unter Benutzung eines Handseiles H oder anderer mechanischer oder elektrischer Uebertragungsmittel einstellen.

Die Einrichtung der Schaltvorrichtung S ermöglicht es, den Strom durch die Maschine so zu leiten, dafs sie sich in der einen oder anderen Richtung dreht. Zur Vermeidung der Gefahr des Durchbrennens oder der Beschädigung der Maschine wird der Strom zuerst in die Feldmagnetwickelung zur: Erregung des magnetischen Feldes geschickt, alsdann in stufenweiser Verstärkung durch den Ankerstromkreis, bis eine genügende Strommenge durch die Maschine fliefst. Hierbei kommen mit der Schaltvorrichtung in Verbindung gebrachte Widerstände so zur Wirkung, dafs der Strom nicht sogleich mit seiner vollen Stärke in den Anker treten kann, sondern erst dann, wenn die Maschine nach Erlangung einer ausreichenden Geschwindigkeit die erforderliche elektromotorische Gegenkraft erzeugt.

Die auf der Zeichnung veranschaulichte Anordnung der Schaltvorrichtung ist, so weit sie sich auf die eben angegebenen Regelungsmittel bezieht, im wesentlichen bekannt und bedarf deshalb keiner ausführlichen Erläuterung.

In der die Neuerungen im Einzelnen darstellenden Schaltungsskizze (Fig. 2) bezeichnen XX zwei oder mehr Stromerzeuger, die hinter einander geschaltet sind, und welche den Strom den Hauptleitern P und M der Hin- und Rückleitung, des. Systems, zuführen, während zwischen den Maschinen der mittlere oder Ausgleichsdraht N angeschlossen ist.

Als Klemmen für die drei Leitungen, den hinleitenden und zurückleitenden Hauptdraht P und M und den Ausgleichdraht JV, sind die bezw. mit 1, 2 und 3 bezeichneten Kreise anzusehen. Die bei der Klemme 1 anschliefsende Leitung führt zunächst zu der Stromschlufsplatte 4 der Schaltvorrichtung, ferner auf dem Draht 5 zur Feldmagnetwickelung 6 der Treibmaschine und auf einem Draht 7 unmittelbar zu der dem anderen Hauptdraht M zugehörigen Klemme 2. Hiernach ist ersichtlich, dafs unter solchen Verhältnissen der Feldmagnet dauernd erregt wird von einem Strom mit der vollen Spannung oder derjenigen Spannung, die zwischen den äufseren Hauptleitern aufrecht erhalten wird, im oben angenommenen Falle beispielsweise 240 Volt. Die Stärke des magnetischen Feldes wird also in jeder Betriebslage aufrecht erhalten.

Der Schaltarm S¹ trägt leitende Brückenstücke 8 und 9 zu dem Zwecke, die inneren Stromschlufsplatten 4 und 10 der Schaltvorrichtung mit den im Kreise angeordneten Stromschlufsflächen 11 und 12 leitend zu verbinden. Das Stück 11 ist getheilt ausgeführt, um die Einschaltung einer Reihe von Widerständen in bekannter Weise zu ermöglichen, so dafs aufser der Umkehr der Drehrichtung des Ankers eine Regelung des in der einen oder anderen Richtung kreisenden Stromes durch die sich stufenweise ausschaltenden Wiederstände zu erzielen ist.

Bezüglich der Feldmagneterr.egung sei übrigens bemerkt, dafs zur Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Feldes auch die geringere Spannung, die zwischen einem Hauptleiter und dem Ausgleichdraht JV besteht, bei gehöriger Anpassung des Widerstandes der Magnetwickelung ausgenutzt werden kann, wie durch die punktirte Linie JV¹ angedeutet ist; im allgemeinen wird indessen die Feldmagneterregung unter Anschlufs an die Hauptleiter der Mehrleiteranlage vorgezogen.

Damit nun unter solchen Verhältnissen die Geschwindigkeit der Maschine in Unabhängigkeit von der Widerstandsschaltung am Hauptschalter geändert werden kann, ist der Ankerstromkreis derart angeordnet, dafs derselbe entweder zwischen den beiden Hauptleitern (mit der gesammten Spannung) oder zwischen einem Hauptleiter und dem Ausgleichdraht (mit niedriger Spannung) einzuschalten ist. Zu diesem Zwecke wird ■ ein zweiter Widerstandsregler O mit Bürsten 20 und 30 angeordnet, die durch Solenoide 21,31 oder eine ähnliche Vorrichtung bewegt und unter Vermittelung von Hebeln 50 und 60 durch eine Nuthscheibe 40 derart -beeinflufst werden, dafs eine Hubbewegung der Bürsten nur in bestimmten Lagen

gestattet ist. Die Nuthscheibe 40 wird zweckmäfsig unmittelbar auf der Welle des Schaltarmes 5' angebracht, so dafs sie die Einstellung gleichzeitig mit derjenigen des Schaltarmes erfährt. In Fig. 2 ist diese Nuthscheibe der Deutlichkeit wegen herausgezeichnet, und man hat sich zu vergegenwärtigen, dafs die Nuthscheibe 40 sich in Uebereinstimmung mit dem Schaltarm S¹ bewegt.

Wenn der Schaltarm in der voll ausgezeichneten Lage (Fig. 2) ist, geht kein Strom durch den Anker; wird der Arm dagegen in die punktirte Lage gebracht, so findet der Strom folgenden Weg: von der Platte 4 durch das BrückenstUck 8 nach einem der Stromschlufsstücke 11, sodann durch den Widerstand zum Draht 13, ferner über die Sammlerbürste 14 durch den Anker, an dessen andere Bürste 15 die zur Stromschlufsfläche 12 führende Leitung 16 anschliefst. Das Brückenstück 9 des Schaltarmes vermittelt in dieser Stellung den Stromübergang nach der Platte 10, von welcher aus ein Draht 17 an die mittlere Stromschlufsplatte 18 der Widerstandsvorrichtung O herangeführt ist.

Währenddessen ist eine der Stellbewegung des Armes S¹ entsprechende Drehung der Nuthscheibe 40 veranlafst, und der Hebel 60 ist dadurch in eine derartige Lage gerückt, dafs er die Bürste 30, welche vorher an dem aufserhalb der Stromkreisverbindung liegenden Stück 19 lag, auf ein Strömschlufsstück 32 verschiebt.

Der Ankerstromkreis ist nun erst durch diesen Stromschlufs vervollständigt, und zwar über die Widerstände zwischen den Stromschlufsstücken 18 und 32, die Bürste 30 und durch das Solenoid 31 zum Ausgleichdraht N.

Bei dem bezeichneten Vorgang wurde angenommen, dafs der Schaltarm sich in eine solche Stellung bewegt hat, dafs die Laufrolle 61 am Hebel 60 Spielraum in der erwähnten Stelle 41 der der Scheibe 40 zugegehörigen Nuth findet, und dafs infolge dessen der mit der Bürste 30 verbundene Hebel 60 dem Anzug des Gewichtes 62, welchem das Solenoid 31 entgegenwirkt, frei nachgeben kann. Sobald in der Folge die Treibmaschine eine ausreichende elektromotorische Gegenkraft erzeugt, um die Wirkung des Stromes im Solenoid 31 zum Theil aufzuheben oder auszugleichen, schleift unter dem Einflufs des Gewichtes 62 der Hebel mit der Bürste 30 auf die Platte 18, wodurch alle zwischenliegenden Widerstände diesseits der Bürste ausgeschaltet werden. Der Anker arbeitet unter diesen Verhältnissen mit einem Strom von derjenigen Spannung, die zwischen einem Hauptleiter und dem Ausgleichdraht des Systems besteht, d. h. wenn das angenommene Beispiel gilt, mit einem Strom von 120 Volt Spannung; die Maschine leistet demnach ihre Arbeit mit verringerter Geschwindigkeit.

Wenn die Maschine mit voller Geschwindigkeit laufen soll, so stellt man den Schaltarm S¹ noch weiter herum und veranlafst damit die Nuthscheibe 40 ebenfalls zu einer Weiterdrehung, so zwar, dafs der Hebel 50, der.bis dahin unbeweglich gehalten wurde, vermöge der besonderen Nuthscheibenaussparung die Bürste 20 bei seiner durch das Gewicht 52 veranlafsten Bewegung mitzunehmen und von der Fläche 22, die aufser Verbindung mit dem Stromkreis ist, auf einen der Stromschlufsstücke 23 zu stellen vermag. Diese Platten sind mit der Mittelplatte 18 wiederum durch eine Reihe von Widerständen verbunden. Der Vorgang der Einschaltung setzt voraus, dafs die Laufrolle 51 den mit 42 bezeichneten Theil der Scheibennuth erreicht hat, in welchem dem Hebel 50 für die Einwirkung seines Gewichtes 52 freier Spielraum gegeben ist, während im anderen Sinne das Solenoid 21 auf denselben wirkt. Der hierdurch eingerichtete Stromweg verbindet den Ankerstromkreis mit dem zweiten (rückleitenden) Hauptdraht 7 der Dreileiteranlage. In diesem Zeitpunkt kommt mithin in dem zwischen den Hauptleitern eingeschalteten Anker die bezügliche höhere Spannung, nach der Annahme eine Spannung von 240 Volt zur Wirkung. Zugleich tritt für einen Augenblick ein übermäfsiger Strom bei der Stromschlufsplatte 18 durch die anliegenden Widerstände zur Stromschlufsplatte 23 und durchfliefst, bei der Bürste 20 eintretend, das Solenoid 21, um an dem Hauptdraht 7 die Rückleitung zu finden. Die dadurch unmittelbar veranlafste Miterregung der Solenoidspule 31 bewirkt ein augenblickliches Abziehen der Bürste 30 von der Platte 18 und Zurückstellen derselben auf die Platte 19, wodurch die Stromkreisverbindung mit dem Ausgleichdraht unterbrochen wird; als wirksamer Strom tritt nunmehr in dem Anker nur der von den Hauptleitern abgenommene Strom mit der vollen Spannung auf, so dafs die Maschine sich mit voller Geschwindigkeit fortdreht.

Zu dem Zwecke, diesen Vorgang zu sichern und die Wirkung des Solenoids zu ergänzen, ist der Theil 41 der Scheibennuth derart begrenzt, dafs, wenn der Arm S¹ in die äufserste Lage umgelegt wird, der zwangsweise bewegte Hebel 60 die Bürste 30 zurückzieht, infolge dessen die Maschine unter dem Antrieb des die Gesammtspannung aufweisenden Stromes läuft.

In solcher Einstellung verharrt die Bürste, indem sie durch die Scheibennuth festgehalten wird, und kann aus derselben auch dann nicht zur Stromschlufsplatte 18 zurückkehren, wenn zufällig der durch das Solenoid 31 gehende Strom nicht im Stande sein sollte, die Ge-

Claims (1)

1. wichtswirkung auszugleichen und die Bürste in der unwirksamen Ruhelage zu halten.

   Es ist leicht ersichtlich, wie die Theile unter der regelnden Beeinflussung durch die Nuthscheibe und das Solenoid in umgekehrter Reihenfolge in Wirksamkeit treten, sobald die Treibmaschine aus der die volle Geschwindigkeit ausnutzenden Arbeitslage zum Stillstand gebracht oder umgesteuert werden soll. Bei genügender Drehung der Nuthscheibe wird nämlich der Hebel 50 durch zwangsweisen Angriff zurückgestellt und verschiebt mit Unterbrechung des Stromkreises die Bürste 20 von der Stromschlufsplatte 18 auf die Platte 22; wenn währenddessen zufällig die Bürste 30 an der Stromschlufsplatte 32 liegt, so wird sie ebenfalls sofort durch die Nuthscheibe zurückgestellt, insofern diese die Ruhe- oder Mittellage einnimmt, und es wird die Treibmaschine zum Stillstand gebracht.

   Die angegebene Ausführungsform der Schaltvorrichtung ermöglicht mithin unter Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden magnetischen Feldes die Spannung des Ankerstromes behufs Regelung der Geschwindigkeit zu ändern bezw. eine Schaltung zu veranlassen, wodurch entweder die Gesammtspannung zwischen den Hauptleitern oder die Spannung zwischen einem Hauptleiter und dem Ausgleichdraht ausgenutzt wird. Diese Regelung oder Schaltung kann von der Fahrkammer aus ohne Weiteres durch Einstellung eines Schaltarmes bewirkt werden.

   Patenτ-Anspruch:

   Bei einer elektrischen, mit gleichbleibendem magnetischen Felde arbeitenden Treibmäschine, deren Betrieb in einer Mehrleiteranlage erfolgt, eine die verschiedenen Spannungen desselben (zwischen den Haupt- und Zwischenleitern) zur stufenweisen Geschwindigkeitsregelung ausnutzende Schaltvorrichtung,' gekennzeichnet durch eine mit dem den Widerstand und die Drehrichtung ändernden Schaltarme (S¹) stellbare Nuthscheibe (40), welche die selbsttätige Schaltung des Ankerstromkreises mit den Hauptoder Zwischenleitern bei einer Widerstandsvorrichtung (0) vermittelt, indem durch Einrichtung eines Hubspielraumes für Hebel (50, 60) die Bewegung von die auf einander folgenden Schaltungsänderungen bewirkenden Stromschliefsern (20, 30) nur in den Grenzlagen ermöglicht wird, während diese nach der Mitteloder Ableitungsstromschlufsplatte (18) der Widerstandsvorrichtung (O) zusammenstrebenden Stromschliefser wechselweise in die Unterbrechungslage durch die Gegenwirkung von Solenoiden (21, 32) zurückgezogen werden, von denen das eine den Strom von dem äufseren Hauptleiter, das andere den Strom von dem Zwischenleiter aufnimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.