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Drehwächterschaltung zum Gegenstrombremsen für Elektromotoren Es ist
bekannt, bei Motoren, die durch Gegenstrom gebremst werden, mit dem Motor eine drehzahl-
und drehrichtungsabhängige Schaltvorrichtung zu kuppeln, über deren Kontakt nach
dem Abschalten des Motors in der bisherigen. Drehrichtung der Stromkreis für das
den Gegenstrom einschaltende Schütz geführt ist und durch die der Gegenstrom bei
erreichtem Stillstand des Motors durch Öffner des Kontaktes abgeschaltet wird, um
zu verhüten, daß der Motor in der entgegengesetzten Drehrichtung anläuft. Beim Rechtslauf
der Motorwelle wird also durch die Schaltvorrichtung das Linkslaufschütz bis zum
Stillstand eingeschaltet gehalten; beim Linkslauf der Motorwelle das Rechtslaufschütz.
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Die Anwendung dieser Schaltvorrichtung macht Schwierigkeiten bei solchen
Antrieben, bei denen mittels eines mit den Hauptkontakten der Motorschütze in Reihe
liegenden Umschalters die Motörzule-itungen von Hand so umschaltbar sind, daß bei
Einschaltung desselben Motorschützes der Motor in der einen Endlage des Umschalters
in der entgegengesetzten Drehrichtung wie bei der anderen Endlage des Umschalters
eingeschaltet wird. Ein derartiger Umschalter wird beispielsweise verwendet bei
Fräsmaschinen für Rechts- und Linksfräsen. Beim Übergang von der einen
Fräsart
auf die andere, bei der die Drehrichtung der Frässpindel umzukehren ist, wird der
Umschalter in den Zuleitungen des Frässpindelmotors umgelegt, und der Arbeiter kann
dann sowohl bei der einen wie bei der anderen Fräsart mittels desselben einfachen
Ein- und Ausschalters das Ein- bzw. Ausschaltkommando geben. Ein weiteres Beispiel
ist die Vorschubsteuerung einer Blechkantenhobelmaschine. Hierbei ist der Vorschub
des Hobelstahls einmal von oben nach unten und das andere Mal von unten nach oben
auszuführen. Damit in beiden Fällen das Kommando »Vorschub vor<;, d. h. in das
Material hinein, und das Kommando »Vorschub zurück«, also vom Werkstück weg, mittels
desselben Steuerschalters gegeben werden kann, wird beim Übergang von der einen
Vorschubart auf die andere der Umschalter in den Zuleitungen des Vorschubmotors
umgelegt. Die Anwendung der drehzahlabhängigen Schaltvorrichtung zur Überwachung
der Gegenstrombremsung macht hierbei insofern Schwierigkeiten, als bei der Einschaltung
desselben Motorschützes, z. B. Rechtslaufschützes, durch den Steuerschalter der
Motor und damit auch die drehzahlabhängige Schaltvorrichtung je nach der Stellung
des Umschalters in entgegengesetzten Drehrichtungen betrieben werden, über die letztere
aber zur Gegenstrombremsung in beiden Fällen gleichfalls dasselbe Gegenschütz (Linkslaufschütz)
eingeschaltet werden muß. Außerdem muß verhindert «-erden, daß, wenn die Motorwelle,
beispielsweise zum Einrichten, bei ausgeschaltetem Motor von Hand in einer Drehrichtung
gedreht wird, durch die drehzahlabhängige Schaltvorrichtung das Schütz für diese
Drehrichtung eingeschaltet wird; vielmehr darf dabei nur das Motorschütz für die
andere Drehrichtung oder überhaupt kein Schütz eingeschaltet werden, damit der Motor
und die Maschine nicht unbeabsichtigt auf Drehzahl gebracht werden.
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Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch behoben,
daß gleichzeitig mit der Umschaltung der Motorzuleitungen durch den Umschalter auch
die über die festen Kontakte der drehzahlabhängigen Schaltvorrichtung führenden
Steuerleitungen vertauscht werden.
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In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar in den Fig. i und 2 für eine Steuereinrichtung mit einem einfachen. Ein-
und Ausschalter als Steuerschalter und in den Fig.3 und :4 für eine Steuereinrichtung
mit einem Steuerumschalter. In den Zeichnungen sind für einander entsprechende Teile
die gleichen Bezugszeichen gewählt.
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In Fig. i ist mit 4 der zu steuernde Antriebsmotor bezeichnet, der
über die Hauptkontakte ia und :2a der Schütze i und 2 und die Kontakte des Umschalters
LT mit dem Drehstromnetz RST verbunden werden kann. Das Schütz i ist das Einschaltschütz
und das Schütz 2 das Bremsschütz. Mit 3 ist der Steuerschalter bezeichnet. Mit der
Welle des Antriebsmotors 4 ist die hier nur schematisch dargestellte drehzahl- und
drehrichtungsabhängige Schaltvorrichtung 5 gekuppelt, deren bewegliche Kontakte
a und a' beim Stillstand des Motors die dargestellte 'Mittelstellung einnehmen,
in der sie sich gegen je einen festen Anschlag legen, während beim Rechtslauf (Pfeil
R) der Motorwelle der bewegliche Kontakt a mit dem festen Kontakt b
in Berührung
gebracht wird und beim Linkslauf der Motorwelle (Pfeil L) der bewegliche Kontakt
ä mit dem festen Kontakt c.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung sei angenommen, daß
der Umschalter L.' in der dargestellten Stellung I steht, in der die linken Segmente
die zugehörigen Kontaktfinger überbrücken. Beim Umlegen des Steuerschalters 3 aus
der dargestellten Ausschaltstellung in die Einschaltlage wird das Schütz i von der
Phase T über den Steuerschalter 3, die Spule des Schützes i zur Phase S erregt.
Das Schütz i öffnet seinen Ruhekontakt i r im Stromkreis des Bremsschützes 2 und
schaltet durch Schließen seiner Hauptkontakte i a den Antriebsmotor .4 im Rechtslaufsinn
ein. Dieser Zustand wird so lange aufrechterhalten, wie der Steuerschalter 3 in
der Einschaltlage gehalten wird. Der Drehwächter 5 schließt, sobald sich der Motor
in Gang setzt, seine Kontakte a und b
und bereitet dadurch den Stromkreis
für das Bremsschütz 2 vor. `Fenn nun der Steuerschalter 3 in seine Ruhelage zurückgebracht
wird, wird der Stromkreis des Schützes i unterbrochen und durch öffnen der Hauptkontakte
i a der Antriebsmotor d. abgeschaltet. Gleichzeitig schließt aber das Schütz i seinen
Ruhekontakt i r- und bringt dadurch das Bremsschütz 2 über folgenden Stromkreis
zum Ansprechen: Von der Phase S über die Spule des Schützes 2, den Ruhekontakt i
r, die Kontakte a und b des Drehwächters 5 zur Phase T. Das Bremsschütz
2 schaltet durch Schließen seiner Hauptkontakte 2 a den Motor im Gegenstromsinn
ein., so daß der Motor :4 abgebremst wird. Sobald er zum Stillstand kommt, geht
der bewegliche Kontakt a in seine Ruhestellung zurück und unterbricht dadurch den
Stromkreis für das Schütz 2 und damit die Gegenstrombremsung.
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Wenn nun der Umschalter L' beispielsweise zum Übergang von Rechtsfräsen
auf Linksfräsen hei einer Fräsmaschine in die Stellung 1I umgelegt wird, dann «-erden
hierdurch die Zuleitungen der von den Phasen.S
und T des Drehstromnetzes
zu zwei Motorklemmen miteinander vertauscht, und wenn nun der Steuerschalter 3 geschlossen
und dadurch das Schütz i zum Ansprechen gebracht wird, wird der Motor q. in der
entgegengesetzten Drehrichtung wie bei der Stellung I des Umschalters betrieben.
Infolgedessen wird auch der Drehwächter 5 in der entgegengesetzten Drehrichtung
angetrieben, wobei er die Kontakte a' und c schließt. Wenn nun der- Steuerschalter
3 in seine Ruhelage zurückgeführt wird, wird der Stromkreis für das Bremsschütz
2 wie folgt geschlossen: Von der Phase S über die Spule des Schützes 2, den Ruhekontakt
i y, die Kontakte des Drehwächters a' und c zur Phase T.
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Es ist also ersichtlich, daß trotz der Umkehr der Drehrichtung des
Drehwächters 5 beim Öffnen des Steuerschalters 3 wiederum das Schütz 2 zum Ansprechen
gebracht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß durch den Umschalter U gleichzeitig
mit der Umpolüng des Motors q. auch die Verbindung der festen Kontakte b und c zu
zwei Phasen des Drehstromnetzes vertauscht worden ist.
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Wird bei, ausgeschaltetem Steuerschalter 3 die Motorwelle zum Einrichten
von Hand, beispielsweise im Rechtslaufsinn, gedreht, während der Umschalter U in
Stellung I steht, so wird über die Kontakte a und b der Stromkreis für das Schütz
2 geschlossen, das bei dieser Stellung des Umschalters den Motor im Linkslaufsinn
einschaltet, so daß also die von Hand bewirkte Drehung der Motorwelle abgebremst
wird. Wird bei derselben Stellung des Umschalters U die Motorwelle bei ausgeschaltetem
Steuerschalter 3 im Linkslaufsinn gedreht, so wird das Schütz 2, das bei seiner
Erregung den Motor ebenfalls im Linkslaufsinn einschalten würde, beiderseits mit
der Phase S verbunden, so daß es nicht ansprechen kann. Wenn in der Stellung 1I
des Umschalters U die Motorwelle bei ausgeschaltetem Steuerschalter 3 nach rechts
gedreht wird, wird das Schütz 2 über die Kontakte a und b des Drehwächters 5 beiderseits
an die Phase S gelegt, und bei der entgegengesetzten Linksdrehung der Motorwelle
wird das Schütz 2 eingeschaltet, das, nun infolge der Umpolung der Motorzuleitungen
den Motor q. im Rechtslaufsinn einschaltet und damit die Linksdrehung sofort abbremst.
Eine Einschaltung des Antriebsmotors q. in demselben Drehsinn, wie die Drehung der
Motorwelle von Hand erfolgt, wird also auf jeden Fall verhindert. Durch jede von
Hand eingeleitete Bewegung wird also unabhängig von, der Stellung des Umschalters
U eine derartige Verriegelung vorgenommen, daß eine Selbsthaltung des Einschult-
oder Bremsschützes über den Drehwächter 5 vermieden wird, so daß jede Gefahr für
den die Maschine Bedienenden ausgeschlossen ist.
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In Fig. a ist eine Schaltung mit den gleichen Betriebsbedingungen
dargestellt, in der der Umschalter U zusätzliche Kontakte enthält, die eine Umkehrung
der Steuerleitungen zum Drehwächter 5 vornehmen. Die Wirkungsweise ist die gleiche
wie nach Fig. i. Bei der dargestellten Stellung 1 des Umschalters U, bei der bei
erregtem Schütz i der Antriebsmotor q. im Rechtslaufsinn eingeschaltet ist, wird
bei der Abschaltung des Schützes i über die Kontakte a und b des Drehwächters
5 das Bremsschütz :2 über die zusätzlichen Kontakte des Umschalters U eingeschaltet.
Wenn bei dieser Stellung des Umschalters U die Motorwelle von Hand im Uhrzeigersinn
gedreht wird, wird ebenfalls das Schütz 2 eingeschaltet, das den Motor q. im Linkslaufsinn
einschaltet, so daß die Drehung von Hand sofort abgebremst wird. Bei der entgegengesetzten
von Hand eingeleiteten Drehung der Motorwelle werden die Kontakte ä und c des Drehwächters
geschlossen. Der feste Kontakt c ist jedoch an keine Netzphase angeschlossen, so
daß auch bei dieser Drehung keine Einschaltung des Antriebsmotors q. im selben Drehsinn
erfolgen kann. Bei der Umschaltung des Umschalters U auf die Stellung II werden
die Verbindungsleitungen zu den festen Kontakten b und c miteinander vertauscht,
so daß nach der durch das Einschalten des Schützes i bewirkten Linksdrehung der
Motorwelle über die Kontakte ä und c des Drehwächters 5 das Bremsschütz :2 zur Gegenstrombremsung
eingeschaltet wird. Auch bei der von Hand bewirkten Linksdrehung der Motorwelle
wird das Bremsschütz 2 eingeschaltet, das bei dieser Stellung des Umschalters U
den Antriebsmotor q. im Rechtslaufsinn einschaltet und damit die Drehung der Motorwelle
sofort abbremst, während beider von Handbewirkten Rechtsdrehung der Motorwelle der
Kontakt b des Drehwächters 5 geschlossen wird, an dem in Stellung II des Umschalters
U keine Netzphase angeschlossen ist, so daß eine Einschaltung des Motors q. verhindert
ist.
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In Fig.3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der durch den Steuerschalter
3 wahlweise das Schütz i oder das Schütz 2 eingeschaltet werden kann, wobei jeweils
das andere Schütz als Bremsschütz wirkt. Wird bei der dargestellten Stellung I des
Umschalters U der Steuerschalter 3 in seine linke Stellung gebracht, so wird von
der Phase T über die Spule des Schützes i, den Ruhekontakt 2 r des Schützes 2, den
Steuerschalter 3 zur Phase S das Schütz i erregt, das durch Schließen seiner Hauptkontakte
i a den Antriebsmotor 4 im Rechtslaufsinn einschaltet.
Sobald sich
der Motor in dieser Richtung zu drehen beginnt, werden die Kontakte a und 1r des
Drehwächters 5 geschlossen und hierdurch der Stromkreis für das Gegenschütz 2 vorbereitet.
Dieser Stromkreis wird geschlossen. sobald der Steuerschalter 3 in seine mittlere
Ruhestellung zurückgelegt wird, wodurch der Stromkreis für das Schütz i unterbrochen
wird. Das Schütz 2 wird dann über folgenden Stromkreis eingeschaltet: Von der Phase
T über die Spule des Schützes 2, den Ruhekontakt i r, das zweitunterste Segment
des Umschalters U über die Kontakte b und a des Drehwächters 5 zur Phase
S. Das Schütz 2 schaltet durch Schließen seiner Hauptkontakte 2a den Motor .a. im
Gegenstromsinn so lange ein, bis der Motor d. bis auf Stillstand abgebremst ist
und durch Öffnen der Kontakte a und b des Drehwächters 5 das Schütz
2 und damit der Gegenstrom abgeschaltet wird.
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Wenn der Steuerschalter 3 in die entgegengesetzte Stellung umgelegt
wird, wird das Schütz 2 eingeschaltet, das den Motor im Linkslaufsinneinschaltet.
Über die Kontakte ä und c des Drehwächters 5 und das unterste Segment des Umschalters
U ist dann der Stromkreis für das Gegenschütz i vorbereitet, der geschlossen -wird,
sobald durch Zurückführen des Steuerschalters 3 in seine mittlere Ruhestellung das
Schütz 2 abgeschaltet und dadurch der Ruhekontakt 2 r- geschlossen wird.
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Wenn bei in der Ruhestellung stehendem Steuerschalter 3 die Motorwelle
bei der dargestellten Stellung des Umschalters U im Rechtslaufsinn gedreht wird,
wird über die Kontakte a und b des Drehwächters 5 das Schütz 2 eingeschaltet,
das den Antriebsmotor d. im Linkslaufsinn einschaltet und somit die Drehung der
Motorwelle sofort abbremst. Bei der Linksdrehung der Motorwelle von Hand wird durch
Schließen der Kontakte a' und c das Schütz i erregt, das den Motor im Rechtslaufsinn
einschaltet und so- j mit ebenfalls die Drehung der Motorwelle abbremst. Wenn der
Umschalter (' in Stellung 1I steht, dann wird beim Einschalten des Schützes i durch
den Steuerschalter 3 der Motor im Linkslaufsinn eingeschaltet, wobei der Drehwächter
5 seine Kontakte a' und c schließt. Da nun in Stellung II des Umschalters U die
Verbindungen der festen Kontakte b und c des Drehwächters mit den Schützen i und
2 vertauscht sind, wird nun bei der Rück-Stellung des Steuerschalters 3 in die Nullstellung
über die Kontakte a' und c des Dreh-,cächters 5 zciederum das Gegenschütz 2 eingeschaltet
und damit Gegenstrom auf den Motor d. gegeben. In entsprechender Weise erfolgt die
Gegenstromgabe, -,wenn nach dem Einschalten des Schutzes -2 durch den Steuer-Schalter
3 dieser in die Zollstellung zurückgeführt wird.
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Die Anordnung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig.3 lediglich
dadurch. daß die Vertauschung der Verbindungsleitungenzwischen den Schützen i und
2 mit den festen Kontakten b und c des Drehwächters 5 durch ein zusätzliches Hilfsschutz
6 vorgenommen wird. Das Schütz 6 ist so geschaltet, daß es in der dargestellten
Stellung I des Umschalters L' beiderseits an der Phase S liegt. so daß es nicht
ansprechen kann. Infolgedessen nehmen die Kontakte 6 r, und 6 r2 die dargestellte
Stellung ein, in der ebenso wie bei Stellung I des Umschalters L" in Fig. 3 das
Schütz i mit dem festen Kontakt c und das Schütz 2 mit dem festen Kontakt b des
Drehwächters 5 verbunden ist. In Stellung 1I des Umschalters U wird das Schütz 6
sofort zum Ansprechen gebracht, und es schaltet die Verbindungsleitungen zwischen
den festen Kontakten des Drehwächters und den Schützen i und 2 um. Die Wirkungsweise
der Steuerung ist demnach genau die gleiche wie für die in Fig. 3 beschriebene Anordnung.