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Umkehrsteuereinrichtung für Elektromotoren Bei Maschinen. mit hin
und her gehender Bewegung, z. B. Hobelmaschinen mit Antrieb tdurch Elektromotoren,
wird die Bewegungsumkehr an den Hubenden durch ein Schaltwerk bewirkt, @dessen Betätigung
über ein verstellbares Kurvenstück am Hobeltisch erfolgt.
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Die Erfindung bezweckt, diese Einrichtung durch eine Anordnung zu
ersetzen, bei der unter Verwendung von möglichst wenig Kontakten die Einstellung
der Endhagen in beiden Richtungen entfernt vom Hobeltisch erfolgen kann, so da.ß
eine mühelose Äniderung,des Hobelweges auch während des Arbeitsganges in Anpassung
an das Profil des Werkstücks erfolgen kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß unter Verwendung einer In;duktionsfernsteuerschaltung, bei der nur der Ge'hermotor
am Netz liegt iunid bei oder Verstellung gegenüber dem Riotur des Gebermotors aus
der neutralen Stellung gegenüber dem Rotor :des Empfängermotors in diesem induzierte
Spannungen zur Regelung verwendet werden, ,die Endlagen ,durch ;die Einstellung
je eines vom zwei Gebermotoren (bestimmt sind, die wechselweise auf den mit :der
Welle ödes umzusteuernden Antriebsmotors oder mit dem hin und her gehenden Teil
gekuppelten Empfängermotor geschaltet werden, indem bis zu der in der angesteuerten
Endlage wieder hergestellten neutralen Lage von dem
einen; Gebermotor
eine mit der Netzspannung .in Phase liegende Wechselspannung und von dem anderen
Gebermotor -eine in Gegenphase zur Netzspannung liegende Wechselspannung induziert
wi,r@d.
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Diese Wechselspannungen werden -zweckmäßig mittels zweier in, Gegenschaltung
biegender elektrischer Ventile, z. B. Verstärkerröhren, auf zwei zur Steuerung des
An.tri-ebsmotors in entgegengesetzten Drehrichtungen dienende Steuerkanäle geleitet,
die je einen die An@schaltung des zugehörigenGebermotors herbeiführenden Spannungswächter
enthalten.
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In :der Zeichnung ist die Schaltung eines Ausführungsbeispiels oder
Erfinidung in Anwendung auf einen Hobelmaschinenantrieb in Leonardschaltung dara
stellt.
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Der Leonardgenerator i speist Aden Antriebsinotor 2 der Hebelmaschine.
Die Erregung des Feldes i",des Leonardgenerators erfolgt mittels der Verstärkermaschine
3, die mit vier Feldwicklungen versehen ist. Die Feldwicklungen 3, und 3d dienen
als Steuerwicklungen und werden wechselweise aus dem Verstärker 4 :gespeist. Parallel
zu ihnen -ist je ein Spannungswächter 2@z bzw. 23 ,geschaltet. Die Gegenkopplungfeldwicklung
3b wird über die einstellbaren `Widerstände 7 und 8 von der Ankerspannung .des Leonardgenerators
i erregt. Jedem Widerstand 7 und 8 ist ein Gleichrichter g bzw. 10
mit entgegengesetzter
Durchlaßrichtung vorgeschaltet, so daß je nach der Polarität der Leonardspan@rnung
stets nur einer der Widerstände wirksam ist. Hierdurch wird erreicht, daß für Hin-
und Rücklauf zwei verschiedene Werte der Gegenkopplung entsprechend den verschiedenen
Geschwindigkeiten für den Vor- und Rücklauf eingestellt werden können. Die Feldwicklung
3a dient zur Kompensation des Ankerspannungsabfalles der aschimen i und 2, und sie
ist hierzu an den Span-2
nungsabfall der Wendepole ib und 2b des Generators
i bzw. des :Motors 2 geschaltet. Ferner ist in die Zuleitung der Wicklung 3" die
Sekundärwicklung eines Transformators 6 geschaltet, dessen Primärwicklung über den
Widerstand 5 an die Ankerspannung der Maschine 3 geschaltet ist.
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Mit dem Anker des Antriebsmotors 2 ist der Rotor 13 eines Empfängermotors
mit solcher Übersetzung gekuppelt, daß etwa 17o° Verdrehung der Empfängerwelle dem
größtmöglichen Hub des Hobeltisches entspricht. Mit dem Rotor 13 können über die
Kontakte 20a1 und 2i"1 zweier Relais 2o und 21 die Rotoren i i und i2 zweier Gebermotoren
verbunden werden, deren einphasig erregte Ständerwicklung i i" bzw. 12" am Wechselstromnetz
liegt. Mit den Rotoren i i und 12 sind Steuerscheiben 14 bzw. 15 gekoppelt, mittels
denen die Rotoren zur Einstellung des gewünschten Hubes gedreht werden können. Die
Ständerwicklung i3" des Empfängers liegt an der Primärwicklung eines Transformators
24, deren mit einer Mittelanzapfung versehene Sekundärwicklung mit je einem Ende
mit dem Gitter der Röhren 27 und 28 verbunden ist.
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Aus der gleichen Wechselstromquelle, die auch die Ständerwicklungen
ii" und 12" der beiden Gebermotoren speist, wird über die Transformatoren 26 und
25 eine Gittervorspannung an die Röhren 27 und 28 angelegt, die in jedem Augenblick
infolge der Anschaltung des Transformators 25 an die Mitte der Sekundärwicklung
des Transformators 24 bei dem Gitter der Röhre 27 in bezug auf die Anodenspannung
entgegengesetzt gerichtet ist wie beim Gitter der Röhre 28.
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Die Geber i i und 12 sind so geschaltet, daß beim Nachlauf des Motors
2 auf eine an der Steuerscheibe 14 eingestellte Endlage, die einer entsprechenden
Verdrehung des Gebermotors i i aus der neutralen Lage gegenüber dem Empfängermotor
13 entspricht, in dem Empfängermotor eine Wechselspannung induziert wird, die beispielsweise
in Phase mit der Wechselspannung des den Ständer i i, des Gebers speisenden Netzes
ist, während umgekehrt beim Nachlauf des Motors :2 auf eine an der Steuerscheibe
15 eingestellte Endlage dem Empfängermotor 13 eine Wechselspannung induziert wird,
die in Gegenphase zu der Wechselspannung des den Ständer i2a des Gebers 12 speisenden
Netzes ist. Im ersten Fall induziert die vom Empfänger 13 an den Transformator 24
angelegte Wechselspannung in der oberen Hälfte der Sekundärwicklung dieses Transformators
eine Spannung, die in Gegenphase mit der an dem Gitter der Röhre 28 liegenden Wechselvorspannung
liegt und infolgedessen die Röhre 28 leitend wird, wodurch der Steuerkanal zu der
Feldwicklung 3d der Verstärkermaschine 3 freigegeben wird; im zweiten Fall ist dann
die vom Empfängermotor 13 in der Sekundärwicklung des Transformators 24 induzierte
Wechselspannung in Phase mit der an dem Gitter der Röhre 27 liegenden Wechselvorspannung,
so daßdann :diese Röhre leitend wird.
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Die Einschaltung der Relais 20 und 21 soll sowohl willkürlich erfolgen,
so daß es möglich ist, den Motor 2 dem von Hand zu verstellenden Geber i i oder
12 beliebig folgen zu lassen, als auch selbsttätig wechselweise in den Endlagen.
Zu diesem Zweck ist ein Wahlschalter 16 vorgesehen mit den Stellungen »Einrichten«
- »Aus« - »Hobeln«. In der Stellung »Einrichten« kann z. B. das Relais 2o des Gebers
i i durch Betätigung des Druckknopfes 17 eingeschaltet werden. Nach Loslassen des
Druckknopfes bleibt das Relais 20 über den Selbsthaltekontakt 20a und den Ruhekontakt
21, des Relais 21 eingeschaltet. Der Geber i i kann jetzt so lange verdreht werden,
bis der nachfolgende Motor 2 die gewünschte erste Endlage erreicht hat. Danach kann
der Druckknopf 18 betätigt werden, wodurch das Relais 2i den Geber 12 auf den. Empfänger
13 schaltet und gleichzeitig den Haltestromkreis des Relais 2o unterbricht. Mit
Hilfe des Gebers 12 kann jetzt die zweite Endlage eingestellt werden. Danach ist
der Wahlschalter 16 in die »Aus«-Stellung zu schalten, wodurch beide Relais 2o und
21 abgeschaltet werden.
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Für den eigentlichen Arbeitsvorgang ist der Wahlschalter 16 in die
Stellung »Hobeln« zu bringen. Durch Betätigung des Druckknopfes 17 oder 18
wird
wieder das Relais 20 eingeschaltet, so daß das Steuerfeld 3, der Verstärkerrnaschine
erregt wird. Diese erregt daraufhin das Feld ia des Leonardgenerators, so daß der
Motor 2 in Richtung auf die Endstellung des Gebers i i anläuft. Mit der ansteigenden
Spannung des Leonardgenerators i wird auch die Wicklung 3b im Gegensinn zur Wicklung
3, erregt, wobei der Gleichrichter io den Vorschaltwiderstand 8 freigibt. Dieser
ist so eingestellt, daß die ID,ifferenz der Amperewindungen der Feldwicklungen 3,
und 3b den der gewünschten Drehzahl des Motors 2 entsprechenden Betrag darstellt.
Die Schnellerregung auch bei kleinen Schnittgeschwindigkeiten soll dadurch erreicht
werden, daß die Steuerfelder 3, und 3d unabhängig von der Schnittgeschwindigkeit
stets voll erregt werden und daß statt dessen die Vorschaltwiderstände 7 und 8 vor
der Wicklung 3b für die Gegenkopplung so weit vermindert werden können, daß bereits
bei kleiner Istspannung die Differenz der Amperewindungen der Steuerwicklung
3, oder 3,1 minus Amperewindungen der Gegenwicklung 3b der erforderlichen
resultierenden Amperezahl entspricht. Wird jetzt der Motor Z belastet, so wird auch
noch die Wicklung 3" mit dem Spannungsabfall an den Wendepolen der Maschinen i und
2 erregt, und zwar in einem solchen Sinne, daß der die Drehzahl des Motors 2 mindernde
Spannungsabfall im gesamten Ankerstromkreis kompensiert wird.
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Um die durch die Überregung der Steuerwicklung 3, erreichte Schnellerregung
in den hinsichtlich des Ankerstromes zulässigen Grenzen zu halten, ist der Transformator
6 vorgesehen, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit dem stromabhängigen Spannungsabgriff
der Wicklung 3" vorgeschaltet ist. Die Primärwicklung 6 liegt über dem einstellbaren
Widerstand 5 am Anker 3 der Verstärkermaschine, so daß eine Zu- bzw. Abnahme der
Ankerspannung 3 eine Spannung in der Sekundärwicklung induziert, die stets der Änderung
der Spannung des Ankers 3 entgegengerichtet ist.
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Wenn der Motor 2 die durch die Stellung des Gebers i i bestimmte Endlage
erreicht hat, wird durch den Empfänger 13 über den Verstärker q. die Erregung
der Wicklung 3, ausgelöscht. Die Gegenerregung der Wicklung 3b verursacht deshalb
ein rasches Verschwinden der Spannung des Ankers 3 und dementsprechend auch der
Erregung des Feldes i, Der Motor 2 wird also durch Rückstrom auf den Generator kräftig
gebremst. Der verhältnismäßig kurze Weg jedoch, auf dem der Empfänger von der vollen
Erregung in einer Richtung bis zur volleer Erregung in der anderen Richtung überdreht
wird (5 bis 6% des längsten Hobelweges), bewirkt, daß der Motor 2 über seine Soll-Endlage
hinausläuft. Hierbei ändert sich die Phasenlage der im Empfänger 13 induzierten
Wechselspannung um i8o°, so daß nun die Röhre 28 leitend und die Gegenwicklung 3d
erregt wird. Dadurch zieht der Spannungswächter 23 an und schaltet das Relais 21
ein. Dieses unterbricht zunächst den Selbsthaltestromkreis des Relais 20, so daß
der Geber i i vom Empfänger 13 abgeschaltet wird. Gleichzeitig wird der Geber
12 auf den Empfänger 13 geschaltet, so daß jetzt der Motor 2 in Richtung auf die
andere Endlage anlaufen muß. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis der Schalter
16 wieder in die Stellung »Aus« gebracht wird, in der die Einschaltung der Relais
20 bzw. 21 durch die Spannungswächter 22 bzw. 23 verhindert wird.
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Damit auch bei kleinen Geschwindigkeiten des Motors 2 sichergestellt
ist, daß das Überfahren der Endlage ausreicht, den Spannungswächter des Steuerfeldes
zum Ansprechen zu bringen, muß den Spannungswächtern eine ausreichende Ansprechempfindlichkeit
gegeben werden. Ein weiteres Mittel ist die Verkürzung des relativen Umschaltweges
des Empfängers 13 durch den zusätzlichen Einbau von Feinsystemen, mit denen der
Umschaltweg so- kurz gemacht werden kann (kleiner als 5 %o des Gesamtweges), daß
der Motor 2 in jedem Fall noch bis zur Erregung des Gegenfeldes über die Soll-Endlage
hinausläuft. .
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Aus Sicherheitsgründen sind noch zusätzlich feste Endschalter in den
Grenzstellungen des Hobeltisches vorzusehen.