-
Schalteinrichtung für in Leonard-Schaltung gesteuerte Umkehrantriebe
Im Patent 886 62o 'ist eine Schalteinrichtung für in Leoriard-Schaltung gesteuerte
Umkehrantriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen, z. B. Hobelmaschinen, beschrieben,
bei der die für die Umkehrung des Antriebes notwendige Umpolung des Feldes des Leonard-Generators
ohne Zuhilfenahme eines Schaltgerätes im Erregerkreis des Leonard-Generators oder
einer ihn speisenden Hilfsmaschine und ohne Schütze oder sonstige Fernsteuergeräte
durch einfache einpolige Druckknopfschalter oder sonstige einpolige Tastschalter
erzielt wird. Nach dem Patent 88662o erfolgt dies in der Weise, daß eine fremderregte
Hilfsfeldwicklung vorgesehen ist, die mit dem Nebenschlußfeld einer das Generatorfeld
speisenden Hilfserregermaschine zusammenwirkt und durch Gegenerregung jeweils dessen
gewünschte Feldrichtung erzwingt. Die für die Umkehrung der Drehrichtung des Leonard-Motors
maßgebliche Umpolung des Generatorfeldes wird damit nur noch durch eine Umpolung
der Hilfsfeldwicklung der Hilfserregermaschine vorgenommen, die beispielsweise über
einen Spannungsteilerwiderstand mittels zweier einpoliger Druckknöpfe oder ähnlicher
einpoliger Tastschalter umgepolt wird. Die im Stromkreis der Hilfsfeldwicklung der
Hilfserregermaschine zu schaltende Leistung beträgt naturgemäß nur einen Bruchteil
der Erregerleistung
des Leonard-Generatorfeldes, so daß die Schaltung
in dem genannten Hilfsstromkreis ohne Zuhilfenahme von melu-poligen Schützen oder
sonstigen mehrpoligen Fernsteuergeräten lediglich mittels einfacher einpoliger Druckknöpfe
oder sonstiger Tastschalter erfolgen kann.
-
Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung nach dem Patent 886
620 ist die, daß bei Betätigung eines der beiden Druckknöpfe oder Tastschalter
zur Umkehrung des Antriebes die Hilfsfeldwicklung der Hilfserregermaschine in der
dem Nebenschlußfeld der Hilfserregermaschine entgegengesetzten Pfeilrichtung erregt
wird. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Erregung der Hilfsfeldwicklung um einen
gewissen Betrag größer als die Erregung des Nebenschlußfeldes der Hilfserregermaschine
ist. Auf diese Weise wird bei Betätigung des Druckknopfes zunächst das Nebenschlußfeld
verdrängt, so daß nur noch das diesem entgegengesetzte Hilfsfeld wirksam ist. Die
Folge davon ist, daß sich die Polarität des Ankerstromes der Erregermaschine und
damit auch die Feldrichtung des Leonard-Generatorfeldes umdreht. In dem Augenblick,
in dem sich aber die Richtung des Ankerstromes der Hilfserregermaschine ändert,
wird auch die Richtung des Nebenschlußfeldes vertauscht, so daß sich die beiden
Felder (Nebenschlußfeld Lind Hilfsfeld) addieren. Wenn nun in diesem Augenblick
der betätigte Druckknopf bzw. Tastschalter wieder losgelassen wird, wird die Erregung
des Hilfsfeldes der Hilfserregerrnaschine zu Null, wobei aber trotzdem die dem Nebenschlußfeld
vom Hilfsfeld aufgezwungene Feldrichtung erhalten bleibt. Soll daraufhin die eingeleitete
und durchgeführte Drehrichtung des Leonard-Motors wieder umgekehrt werden, so wird
der andere Druckknopf betätigt, wodurch zunächst wiederum eine dem Nebenschlußfeld
entgegengerichtete Erregung der Hilfsfeldwicldung erzielt wird, die wiederum zunächst
das Nebenschlußfeld unwirksam macht und daraufhin in der entgegengesetzten Richtung
erregt, wobei diese erzwungene Feldrichtung auch beim Lösen des Druckknopfes wiederum
erhalten bleibt. Die Hilfsfeldwicklung der Hilfserregermaschine wird gemäß dem Patent
886 62o beispielsweise vom Ankerstrom der das Feld des Leonard-Motors speisenden
Haupterregermaschine erregt.
-
Aus dem Vorhergesagten ist zu entnehmen, daß sich, wenn sich die Erregung
des Nebenschlußfeldes der Hilfserregermaschine umkehrt, die beiden Felder, nämlich
Nebenschlußfeld und Hilfsfeld, addieren, wenn nicht im gleichen Augenblick der betätigte
Druckknopf losgelassen wird. Es besteht also _ die Gefahr, daß durch zu langes Drücken
des Druckknopfes infolge der Addition der beiden Felder eine Übererregung der Hilfserregermaschine
eintritt, die zu unerwünschten, von den am Drehzahlregler eingestellten Drehzahlen
abweichenden höheren Drehzahlen führt. Die Schalteinrichtung nach dem Patent 886
62o verlangt daher von dem. Bedienungsmann der Anlage, daß er zur Vermeidung derartiger
Drehzahlsteigerungen den betätigten Druckknopf immer im rechten Augenblick wieder
losläßt. Hierin ist aber eine gewisse Unsicherheit und. Erschwerung der Bedienung
des Umkehrantriebes zu sehen. Dieselben Schwierigkeiten treten übrigens auch dann
auf, wenn bei laufender Anlage der der gerade vorhandenen Drehrichtung zugeordnete
Druckknopf betätigt wird, da sich auch dann durch die Addition der beiden Felder
eine Übererregung und damit eine uner= wünschte höhere Drehzahl einstellt.
-
Die Erfindung beschäftigt sich nun mit der Aufgabe, diese Schwierigkeiten
zu beseitigen, d. h. eine Übererregung der Hilfserregermaschine im Augenblick der
Bewegungsumkehr mit den sich daraus ergebenden Drehzahlsteigerungen mit Sicherheit
zu verhindern. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem als Spannung
für die, Erregung der Hilfsfeldwicklung die Leonard-Spannung selbst benutzt wird,
wobei der Einfluß der Leonard-Spannung nach dem Umsteuern durch den Einbau von Sperrventilen
in den Stromkreis der Hilfsfeldwicklung aufgehoben wird.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schalteinrichtung
nach der Erfindung dargestellt, wobei mit dem Patent 886 62o übereinstimmende Teile
der Einrichtung mit entsprechenden Bezeichnungen versehen sind. In der Abbildung
bedeutet a den Antriebsmotor des Leonard-Satzes, der mit dem Leonard-Generator b
durch die Welle c unmittelbar gekuppelt ist. Vom Ankerstrom des Leonard-Generators
b wird der eigentliche Arbeitsmotor d
gespeist. Letzterer besitzt ein
Feld, das vom Ankerstrom einer unmittelbar auf der Generatorwelle c sitzenden Erregermaschine
e erregt wird. Diese Erregermaschine besitzt ein Nebenschlußfeld f und ein'3 Hauptstromwicklung
g. Das Feld h des Leonard-Generators wird von einer besonderen Hilfserregermaschine
i fremderregt, die ebenfalls auf der gemeinsamen Welle c angeordnet ist. Die Hilfserregermaschine
i besitzt ein Nebenschlußfeld k. Zur Umpolung des Feldes lt des Leonard-Generators
b, die für die Umkehrung der Drehrichtung des Leonard-Motors d maßgeblich
ist, dient eine mit dem Nebenschlußfeld k der Hilfserregermaschine i zusammenwirkende,
deren Feldrichtung erzwingende Hilfsfeldwicklung y, die erfindungsgemäß von der
Leonard-Spannung gespeist wird. Zum Zweck der Umkehrung des Antriebes wird lediglich
diese Hilfsfeldwicklung r umgepolt, und zwar durch wahlweise Betätigung der beiden
Druckknöpfe t1 und ur. In der Abbildung sind außer den beiden Druckknöpfen 1l und
u1 weitere Druckknöpfe t2, t3 und u2, u3 gestrichelt eingezeichnet, die veranschaulichen
sollen, daß die Einleitung und Durchführung der Bewegungsumkehr des Antriebes von
beliebig vielen Stellen aus erfolgen kann. Im Stromkreis der Hilfsfeldwicklung r
sind Sperrventile v und w eingebaut.
-
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schalteinrichtung nach der
Erfindung näher erläutert. Beim Ingangsetzen des Antriebes wird zunächst der den
Leonard-Generator sowie die beiden Erregermaschinen i und e antreibende Motor
a angelassen. Damit wird gleichzeitig das Feld des Leonard-Motors d von der Erregermaschine
e konstant erregt. Gleichzeitig wird auch das Feld h des Leonard-Generators erregt,
worauf der Ankerstrom des Leonard-Generators fließt und damit den Leonard-Motor
anlaufen läßt. Im selben Augenblick wird außerdem die Nebenschlußwicklung
k
der Hilfserregermaschine i z. B. im Sinne der eingezeichneten Pfeilrichtung erregt.
Diese Richtung des Stromes im Nebenschlußfeld der Hilfserregermaschine i bedingt
eine bestimmte Richtung des Generatorfeldes h, dem dadurch ebenfalls eine bestimmte
Drehrichtung des Arbeitsmotors d zugeordnet ist. Wie bereits erwähnt, dient zur
Umkehrung der Drehrichtung des Arbeitsmotors d das von der Leonard-Spannung erregte
Hilfsfeld y. Bei Betätigung des Druckknopfes u1 wird das Feld y über das Sperrventil
w in der eingezeichnten, dem Nebenschlußfeld k der Hilfserregermaschine
i entgegengesetzten Pfeilrichtung erregt. Unter der Voraussetzung, daß die
Erregung des Feldes r um einen gewissen Betrag größer als die Erregung des Nebenschlußfeldes
k ist, wird bei Betätigung eines der Druckknöpfe u1, u2 oder u3 zunächst das Nebenschlußfeld
k verdrängt, so daß nur das diesem entgegengesetzte Feld r wirksam ist und die Polarität
des Ankerstromes der Hilfserregermaschine und damit auch die Feldrichtung des Leonard-Generatorfeldes
h sich umdreht. In dem Augenblick, in dem sich aber die Richtung des Ankerstromes
der Hilfserregermaschine i ändert, wird auch die Richtung des Feldes k geändert.
Da sich aber als Folge der Feldumkehrung des Generatorfeldes h auch der Leonard-Strom
in seiner Richtung ändert, wird die Hilfsfeldwicklung y spannungslos, da das Sperrventil
w den Erregerstrom in der entgegengesetzten Richtung nicht durchläßt. Hierdurch
wird mit Sicherheit vermieden, daß nach dem Umsteuervorgang eine Übererregung der
Hilfserregermaschine i und damit unerwünschte Drehzahlsteigerungen durch Addition
der Felder k und y eintreten. Diese Wirkung wird auch dann erreicht, wenn der Druckknopf
u1 nach dem Umsteuervorgang noch länger niedergedrückt bleibt. Soll daraufhin diese
eingeleitete und durchgeführte Drehrichtung des Arbeitsmotors d umgekehrt werden,
so kann dies in entsprechender Weise durch Betätigung eines der Druckknöpfe t1,
t2 oder 1, erfolgen.
-
Durch die Erfindung wird die Schalteinrichtung des Patents 886 62o
also wesentlich verbessert, indem, ohne daß eine besondere Aufmerksamkeit von dem
Bedienungsmann der Anlage verlangt wird, unerwünschte Drehzahlsteigerungen beim
Umkehren des Antriebes verhindert werden.
-
In der Zeichnung ist der Einfachheit halber angenommen, daß die Anlage
mit gleichen Umlaufgeschwindigkeiten für beide Drehrichtungen betrieben werden soll.
Soll dagegen, wie es im Falle des Hobelmaschinenantriebes üblich ist, eine von der
Schnittgeschwindigkeit abweichende größere Rücklaufgeschwindigkeit angewendet werden,
so kann dies entsprechend dem Patent 886 62o in der Weise erfolgen, daß im Stromkreis
des Generatorfeldes zwei Sperrventile angeordnet werden, die den über einen als
Drehzahlregler dienenden Einstellwiderstand über zwei bewegliche Kontakte abgenommenen
Erregerstrom jeweils in der einen Richtung sperren. Im Gegensatz zum Patent 88662o
muß jedoch im vorliegenden Falle ein entsprechender Einstellwiderstand auch im Erregerkreis
der Hilfsfeldwicklung y vorgesehen werden, wobei zweckmäßig die Abgriffe beider
Einstellwiderstände miteinander gekuppelt werden.