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Elektrisch betätigter Schutz der Bauteile von mit Kurbeln, Kniehebeln
u. dgl. arbeitenden Pressen, Scheren und ähnlichen Maschinen vor Bruchbeanspruchung
Bei Pressen, Scheren, Steinbrechern u. dgl., die mit Kurbeln oder Kniehebeln arbeiten,
besteht die Gefahr, daß die Bauteile dieser Maschinen bei Annäherung des Getriebes
an die Totpunktlage über die Bruchgrenze hinaus beansprucht werden.
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Ist P die mit Rücksicht auf die Festigkeit der Bauteile der Maschine
zulässige größte Druckkraft, die von einer am Kurbelzapfen angelenkten Schubstange
in der Richtung des von ihrem anderen Ende bewegten Bauteils ausgeübt wird, so müßte
das an der Kurbelachse jeweils übersetzt wirksame Antriebsdrehmoment D sich
mit dem Winkel a, den der Kurbelarm dabei jeweils mit der Bewegungsrichtung
der Druckkraft einschließt, sich nach der Beziehung
ändern. Das Drehmoment muB also mit dem Winkel a gleichzeitig bis auf Null herabgesenkt
werden, wenn die zulässige Höchstkraft P nicht überschritten werden soll.
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Man führt die genannten Maschinen, die auf kurze Zeiten meist sehr
große Druckkräfte ausüben müssen, zur Unterstützung ihres Antriebsmotors oft mit
sehr
großen Schwungscheiben auf der schnell laufenden Vorgelegewelle
aus. Selbst wenn es mit den bekannten Mitteln ohne weiteres möglich wäre, den Antriebsmotor
rechtzeitig vom Netz abzuschalten, würden die großen Schwungmassen weiterhin wirksam
bleiben. Um Brüche dennoch zu vermeiden, hat man daher die genannten Maschinen mit
mechanisch wirkenden Sicherheitsgliedern ausgeführt, wie beispielsweise Abscherbolzen
u. dgl., oder man hat hydraulische Zwischenglieder eingebaut, die bei Überschreitung
eines gewissen Höchstdruckes wirksam werden. Diese Sicherheitsglieder haben aber
meist derartige Nachteile, daß man es vorzog, bei Pressen und Scheren Kurbeln und
Kniehebel ganz zu vermeiden, ein Weg, den man besonders bei Blockscheren beschritt.
Aber hiermit mußten wieder gewisse andere Nachteile in Kauf genommen werden.
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Gegenstand der Erfindung sind elektrisch wirkende Einrichtungen, durch
die bei Maschinen mit Kurbeln und Kniehebeln das jeweils wirksame Antriebsdrehmoment
praktisch der Beziehung P durch sin α angeglichen wird, und zwar für den Fall,
daß keine zusätzlichen Schwungmassen vorhanden sind, als auch für den, daß solche
in beliebiger Größe zum Arbeiten mit herangezogen werden.
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Es seien zunächst Maschinen betrachtet, die ohne zusätzliche Schwungmassen
arbeiten und von einem Drehstrommotor angetrieben werden, wobei das im Läufer steckende
Schwungmoment zunächst unberücksichtigt bleiben soll.
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Es liegt nahe, diesen Motor vom Netz abzuschalten, wenn sich die auftretende
Druckkraft einer unzulässigen Höhe nähert. Zum Abschalten des Motors muß dessen
Energieaufnahme, der Einfachheit wegen möglichst sogar nur seine Stromaufnahme,
herangezogen werden. Weder die erstere noch die letztere stehen jedoch in unmittelbarer
Beziehung zu der von der Kurbel ausgeübten Druckkraft. Setzt man unveränderte Spannung
im Drehstromnetz voraus und vernachlässigt die mit dem Drehmoment wechselnden Verluste
im Motor, so ist dessen Drehmoment D = k ₧ i ₧ cos p und damit die
auftretende Druckkraft
Hiernach ist also die Stromaufnahme des
bzw. die Energieaufnahme E ₧ i ₧ cos c ₧ I,73 = k ₧
P ₧ sin α.
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Hieraus geht hervor, daß das Abschalten des Antriebsmotors weder durch
ein wattmetrisches Relais noch durch ein einfaches Überstromrelais veranlaßt werden
kann.
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Nach der Erfindung wird zum Abschalten des Motors bei der Annäherung
an eine gefährlich hohe Beanspruchung trotzdem ein einfaches Überstromrelais verwandt,
dessen Auslösespule in Abhängigkeit vom Motorstrom unter entsprechender Beeinflussung
durch Winkel α und r erregt wird. Diese Beeinflussung erfolgt erfindungsgemäß
jedoch nur in dem Bereich, in welchem durch die Maschine Druckkräfte erzeugt werden
sollen, also im wesentlichen im Bereich von 9o° Kurbeldrehung, während im übrigen
Bereich eine Abschaltung nur bei einer solchen Stromaufnahme des Motors stattfindet,
wie sie ausschließlich mit Rücksicht auf diesen zweckmäßig erscheint, so daß in
diesem die größtmöglichen Motordrehmomente zum gegebenenfalls erforderlichen Abbremsen
bzw. Wiederanfahren der Maschine ungehindert zur Verfügung stehen.
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Um die beispielsweise bei einer Blockschere mit Kurbeltrieb während
eines Umlaufes zu berücksichtigenden Gesichtspunkte möglichst anschaulich zu machen,
ist ein solcher in der Fig. I dargestellt. Die Kurbel durchläuft den Bereich von
Punkt I bis Punkt 2 ohne Schneidebelastung, die erst nach 9o° Drehung im Punkt 2
beginnt und nach weiteren 9o° Drehung im Punkt 3 beendet sein möge. Die weitere
Drehung von I8o° über den Punkt 4 in die angenommene Ausgangsstellung Punkt I möge
wieder ohne Belastung durch Schneiden stattfinden.
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Das Auslöserelais soll so erregt werden, daß es zum Ansprechen kommt,
wenn die im Punkt 2 einsetzende Belastung beispielsweise das doppelte Normaldrehmoment
des Antriebsmotors überschreitet. Der Verlauf dieses Drehmomentes ist durch die
Kurve 6 über 5 als Abszisse dargestellt, die, von Punkt 2 aus beginnend, entsprechend
der Funktion P ₧ D ₧ sin α bis zum Punkt 3 auf Null abfallen
muß, wenn in diesem Bereich die im Punkt 2 einsetzende Schubkraft nicht überschritten
werden soll. Nach berschreitung des Punktes 3 soll das Auslösedrehmoment möglichst
schnell wieder seinen Ausgangswert erreichen und auf weiteren 27o° beibehalten.
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der Kurve 6 des Drehmomentes ist die diesem entsprechende Stromaufnahme
des Motors als Kurve 7 gezeichnet, die der Kurve 8 entnommen ist, welche die Stromaufnahme
des Motors beispielsweise darstellen möge, wobei diese auf der Abszisse aufgetragen
ist, während auf der Ordinate das Drehmoment im gleichen Maßstab dargestellt ist,
der für die Kurve 6 gilt. Dabei möge der Punkt 9 dem Vollastdrehmoment und der Punkt
I2 dem doppelten Drehmoment zukommen, während der Punkt II den reinen Leerlaufstrom
darstellt, der etwa 4o% des Vollaststromes möge, was etwa den tatsächlichen Verhältnissen
solcher Zweck verwendeter Motoren entspricht. Wenn also im Bereich zwischen den
Punkten 2 und 3 keine größere Druckkraft auftreten soll als jene, die dem doppelten
Motordrehmoment in 9o°-Kurbelstellung entspricht, muß das Überstromrelais ansprechen,
wenn die Motorstromaufnahme die durch den Kurvenzug 7 begrenzten Werte überschreitet,
die im vorliegenden Fall auf fast ein Sechstel des Ausgangsstromes heruntergehen.
Dies kann ziemlich genau erreicht werden dadurch, daB man die Auslösespule des Relais
durch die Spannung eines in der Motorzuleitung liegenden Shunts unter Vorschaltung
von Widerständen speist, die in entsprechender Abstufung von der Welle der Scherenkurbel
so Beschältet werden, daß deren Gesamtwert unter ßerücksichtigung
der
Eigenwiderstände von Shunt und Relaisspule in dem gleichen Verhältnis abnimmt, wie
der Strom entsprechend der Kurve 7 herabgehen muß, so daß also in der Relaisspule
bei diesem Verlauf des Motorstromes stets der gleichbleibende Auslösestrom fließt.
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Eine dem Zweck dienende Regelvorrichtung könnte erfindungsgemäß beispielsweise
so ausgeführt sein, wie sie die Fig. I2 und I3 schematisch darstellen. An den Stumpf
37 der Kurbelwelle ist die Scheibe 38, durch Verdrehung einstellbar, angeflanscht,
die mit einem Wellenstumpf versehen ist, auf dem ein Schleifkörper sitzt. Dieser
besteht aus einem ununterbrochenen Schleifring 39, neben dem isoliert ein weiterer
Schleifring 4o sitzt, der ununterbrochen etwa drei Viertel des Umfanges einnimmt,
während der verbleibende Rest des Umfanges von ebenfalls voneinander isolierten
Segmenten 41 eingenommen wird, wie dies aus dem Schnitt der Abb. I2 durch diesen
Teil des Schleifkörpers ersichtlich ist. Das in der eingezeichneten Drehrichtung
letzte dieser Segmente 42 ist mit dem Schleifring 39 verbunden. An diese Segmente
sind die entsprechend abgestuften Einzelwiderstände 43 in der gezeichneten Weise
angeschlossen.
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Bei Drehung des Schleifkörpers in der eingezeichneten Richtung werden,
ausgehend von der gezeichneten Stellung, die zwischen den Bürsten 44 liegenden Widerstände
nacheinander kurzgeschlossen, woraufhin nach Ablauf des Segmentes 42 wieder auf
27o° Drehung der gesamte Widerstand zwischen Shunt und Relaisspule geschaltet wird.
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Auf eine mit der beschriebenen Einrichtung erzielbare sehr weitgehende
Anpassung des Ausschaltstromes an den durch die Kurve 7 dargestellten Verlauf kann
in der Praxis meistens verzichtet werden. Eine ausreichende Anpassung an diesen
Verlauf kann erfindungsgemäß mit der nachfolgend beschriebenen Einrichtung auf einfachere
Weise erreicht werden.
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Nach der Darstellung der Fig. 8 wird zwischen die Klemmen des vom
Motorstrom durchflossenen Shunts 24 und die Zugspule 27 des Auslöserelais 28 ein
transformatorisch wirkendes Kuppelglied 36 geschaltet, dessen Primär- und Sekundärspulen
25 und 26 in der gezeichneten Art an den Shunt und die Auslösespule angeschlossen
sind. Durch Veränderung der Größe der magnetischen Kupplung kann bei sinkendem Strom
im Shunt gemäß Kurve 7 der Strom in der Auslösespule auf der erforderlichen gleichbleibenden
Höhe gehalten werden.
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Ein solches transformatisches Kuppelglied ist beispielsweise in den
Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellt. In Nuten eines aus Dynamoblechen geschichteten
Ständers I6 liegt die Primärspule I8, die an den Shunt 24 angeschlossen ist. Auf
dem in diesem Ständer drehbaren Anker I7 sitzt in Nuten die Sekundärspule I9, die
mit der Zugspule des Auslöserelais 28 verbunden ist, die einen kleineren Bogen umschlingt
wie die Primärspule. Der Anker des Kuppelgliedes steht bei Stellung der Kurbel zwischen
den Punkten I und 2 der Fig. I in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung still. Dabei
wird von der Sekundärspule I9 nur ein kleiner Teil des von der Primärspule 18 erzeugten
Wechselflusses umschlungen, wobei die Stellung eine solche ist, daß bei einem Strom
im Shunt gemäß dem Linienzug Io der Fig. I im Punkt 2 gerade der Strom in der Sekundärspule
I9 erzeugt wird, der das Relais zum Auslösen bringt.
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Während sich die Kurbelwelle um 9o° von Punkt 2 zu Punkt 3 dreht,
wird der Anker etwa um den gleichen Winkel mit der gleichen eingezeichneten Richtung
verdreht. Dabei wächst der von der Sekundärspule umfaßte Fluß stetig und erreicht
in der in Fig. 3 gezeichneten Stellung seinen Höchstwert, den er bis zur Erreichung
der in Fig. 4 gezeichneten Endstellung beibehält. Durch den sich in der beschriebenen
Art ändernden Grad der magnetischen Kupplung wird erreicht, daß in der Sekundärspule
und damit in der Zugspule des Auslöserelais der gleichbleibende Auslösestrom fließt,
wenn der Strom im Shunt 24 nach dem Linienzug Io gegen den Punkt 3 hin abnimmt.
Wie ersichtlich, deckt sich dieser Linienzug ziemlich gut mit dem anzustrebenden
Verlauf nach der Kurve 7. Beim Erreichen des Punktes 3 muß sprunghaft wieder das
zwischen den Punkten I und 2 bestandene Kupplungsverhältnis hergestellt werden,
das über weitere I8o° Kurbeldrehung beibehalten werden muß. Der Anker muß also sprunghaft
in die Ausgangsstellung nach Abb. 2 zurückgebracht werden.
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Die beschriebene Art der Drehung des Ankers kann erfindungsgemäß beispielsweise
durch Mitnehmerscheiben bewirkt werden, wie sie in den Fig. 9 bis II dargestellt
sind. Auf dem Ende der Kurbelwelle 35 sitzt, durch Verdrehung einstellbar, die Scheibe
33 mit der Mitnehmernase 34. Auf dem Wellenstumpf des Ankers I7 des Kuppelgliedes
36 sitzt die Scheibe 29, deren Mitnehmernase 3o zeitweilig im Eingriff mit der Nase
34 der Scheibe 33 steht. Die Achse des Ankers des Kuppelgliedes 36 ist, wie die
eingezeichneten Mittellinien erkennen lassen, gegenüber der Achse der Kurbelwelle
35 um einen gewissen einstellbaren Betrag parallel versetzt. Die Scheibe 29 hat
am Umfang eine weitere Nase 31, mit der sie sich unter der dauernden Einwirkung
einer nicht miteingezeichneten Feder in der eingezeichneten Drehrichtung gegen die
feste Anschlagnase 32 legt.
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Bei Rechtsdrehung der Kurbelwelle 35 vom Punkt I der Fig. I aus legt
sich nach etwa 9o° die Nase 34, wie in Fig. 9 gezeichnet, gegen die Nase 3o und
nimmt von hier ab die Scheibe 29 bis in die in Fig. Io gezeichnete Stellung mit,
in der die beiden Nasen nach etwa 9o° Drehung wieder außer Eingriff kommen, so daß
die Scheibe 29 unter der Wirkung der Rückdrehfeder wieder in die Ausgangsstellung
der Fig. 9 zurückschnellt, während sich die Scheibe 33 um I8o° in die dem Ausgangspunkt
i entsprechende Stellung weiterdreht.
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Bei Ausführung des Kuppelgliedes nach der Fig. 2 muß der Anker i7
mit zwei Schleifringen versehen werden, mit denen die Auslösespulen des Relais 28
verbunden werden müssen. Die Fig, 5 bis 7 zeigen demgegenüber eine Ausführungsform
nach der Erfindung, bei der Schleifringe, die immer der Wartung bedürfen, vermieden
werden. Hierbei ist die mit der Auslösespule des Relais verbundene Sekundärwicklung
23 unmittelbar an die mit dem Shunt verbundene Primärwicklung 22 anschließend ebenfalls
auf dem
Ständer 2o des Kuppelgliedes angeordnet, während das Dynamoblech
zwischen den beiden anderen Spulenseiten ausgespart ist. Der Anker 2I trägt dabei
keine Wicklung, und das Blech ist auf etwa ein Drittel des Umfangs ebenfalls bis
zu einer gewissen Tiefe ausgespart.
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Zwischen den Punkten I und 2 bzw. 3 und I der Fig. I steht der Anker
2I in der in Fig. 5 gezeichneten Stellung still. In dieser können die AW der Primärspule
22 nur einen kleinen Wechselfluß durch die Sekundärspule 23 treiben, so daß sich
dort nur ein entsprechend kleiner Strom ausbilden kann. Mit der Drehung des Ankers
rechtsum nimmt der magnetische Widerstand fortschreitend ab und erreicht in der
in Fig. 6 gezeichneten Stellung seinen kleinsten Wert, den er bis zu der in Fig.
7 gezeichneten Stellung beibehält. Entsprechend dem derart veränderten magnetischen
Widerstand wächst der in der Sekundärspule 23 erzeugte Strom gegenüber dem in der
Primärspule 22 fließenden. Dieser kann also auch hier wieder nach dem Linienzug
Io der Fig. I herabsinken, wobei der Strom in der Spule des Auslöserelais unverändert
die zum Ansprechen erforderliche Höhe beibehält. Nach Erreichung der Endstellung
der Fig. 7 springt auch hier der Anker 2I wieder in die Ausgangsstellung der Fig.
5 zurück, wozu die gleichen Mitnehmerscheiben wie in Fig. 9 bis II gezeichnet verwandt
werden können.
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Da die von der Zugspule des Auslöserelais 28 aufgenommene Scheinleistung
nur wenige kVA ausmacht, bekommt das Kuppelglied solch kleine Abmessungen, daß es
preislich nicht ins Gewicht fällt. Es kann in der Verlängerung des Kurbelwellenstumpfes
ohne weiteres an den Körper der Kurbelmaschine geflanscht werden.
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Da jede Abschalteinrichtung mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung
arbeitet, muß der Auslösestromimpuls mit einer entsprechenden zeitlichen Voreilung
gegeben werden, was durch eine entsprechende Verdrehung des Ständers des Kuppelgliedes
oder bei der Vorrichtung nach Fig. I2 und I3 durch Verschiebung der Bürsten 44 gegenüber
dem Kurbeldrehsinn leicht und beim Lauf nachstellbar zu erreichen ist. Hiermit kann
gleichzeitig bis zu einem gewissen Grad auch die zeitliche Verzögerung erfaßt werden,
die zwischen dem Abschalten und dem Eintritt des Stillstandes des Antriebsmotors
liegt, während welcher die Kurbelwelle sich noch um einen kleinen Winkel weiterdreht.
Um diesen Nachlauf möglichst klein zu halten, verwendet man als Motoren zweckmäßig
solche mit kleinem Läuferschwungmoment. Gleichzeitig versieht man aber den Motor
auch mit einer solch starken mechanischen Bremse, die ihn beim Abschalten in wenigen
Umläufen zum Stillstand bringt. Hierbei ist dem Umstand gebührend Rechnung zu tragen,
daß sich die im Zustand der höchsten Druckkraft befindliche Kurbelmaschine durch
ihr gegen den Nullwert absinkendes Lastmoment an der Abbremsung des Motors überlegungsgemäß
kaum mehr beteiligt.
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In der Folge seien Antriebe betrachtet, bei denen der Antriebsmotor
durch Schwungscheiben unterstützt wird, die man meistens auf die schnell laufende
Vorgelegewelle setzt. Derartige oft recht große schnell laufende Schwungmassen lassen
sich natürlich in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit nicht bis zum Stillstand
abbremsen. Man schützte die angetriebene Maschine in solchen Fällen, wie bereits
eingangs erwähnt, durch Kupplungen mit Abscherbolzen und dergleichen Vorrichtungen,
die den Nachteil haben, daß sie nach dem Ansprechen durch neue ersetzt werden müssen,
was meist mit einem erheblichen Zeitverlust verbunden ist. Man hat auch magnetische
Reibungskupplungen zwischen die Schwungräder und die Vorgelegewelle der anzutreibenden
Kurbelmaschine geschaltet. Diese erfüllen ihren Zweck jedoch nur sehr unvollkommen.
Denn da deren Übertragungskräfte auf das größtzulässige Drehmoment bei beispielsweise
etwa 6o° Kurbelwinkel fest eingestellt werden müssen, sind sie auch imstande, bei
Verkleinerung dieses Winkels solch große Schubkräfte hervorzurufen, daß es zum Bruch
der Bauteile kommen muß.
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Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, bei der Annäherung der
Kurbel an die Totpunktstellung neben der Abschaltung des Antriebsmotors auch die
zusätzlichen Schwungmassen in ihrer Wirkung unschädlich zu machen, ehe eine Bruchbelastung
in den Bauteilen der Maschine auftritt.
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Zu dem Zweck wird zwischen die Schwungscheibe und die Vorgelegewelle
der Kurbelpresse oder Schere eine gleichstromerregte magnetische Kupplung geschaltet,
und erfindungsgemäß wird deren Erregung so beeinflußt, daß sie jeweils nur das Drehmoment
übertragen kann, das in der Fig. I durch die Kurve 6 über einen vollständigen Kurbelumlauf
dargestellt ist, wobei diese Beeinflussung wieder selbsttätig durch die Kurbelwelle
erfolgt.
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In der Fig. I ist als Kurve I3 zwischen den Punkten 2 und 3 die Größe
des magnetischen Flusses der Kupplung in einem beliebigen Maßstab gezeichnet, dessen
Einzelwerte dem Wurzelwert der Zugkraft entsprechen, dem das übertragbare Drehmoment
unter Annahme unverändert bleibender Reibung verhältnisgleich sein möge. Zur Erzeugung
eines derart verlaufenden Magnetflusses müßte bei Annahme einer für solche Kupplungen
zweckmäßigen Sättigung des aktiven Eisens der Erregerstrom etwa nach der Kurve I4
verändert werden, wenn die Entkupplung beispielsweise wieder in go° Kurbelwinkel
bei einem Drehmoment erfolgen sollte, das dem doppelten Normalmoment des vorher
angenommenen Antriebsmotors entspricht.
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Dieser Verlauf des Erregerstromes kann erfindungs- i gemäß gut durch
eine Reihe von Widerständen erzielt werden, die, ausgehend vom Punkt 2, in entsprechender
Abstufung bis zum Punkt 3 vor die Erregerwicklung der Kupplung geschaltet und im
Punkt 3 wieder kurzgeschlossen werden. Dazu könnte ein Schleifkörper auf der Kurbelwelle
Verwendung finden, der bei sinngemäßer Abwandlung der Schaltung in seinem äußeren
Aufbau etwa dem durch die Fig. 12 und 13 dargestellten entspricht.
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In der Praxis kommt man mit einer weniger vollkommenen Anpassung an
den Kurvenzug 14, insbesondere in seinem ersten, weniger wichtigen Teil, vollkommen
aus. Man erzielt eine gut ausreichende Übereinstimmung im Absinken des Erregerstromes
in dessen wichtigerem Teil dadurch, daß man erfindungsgemäß die Erregerwicklung
bei langsamer Gangart
der Kurbelmaschine über eine mit ihr in Reihe
geschaltete Selbstinduktion durch Kurzschließen zur Entladung der magnetischen Energie
bringt, wodurch beispielsweise leicht der durch die Kurve 15 dargestellte
abklingende Verlauf des Erregerstromes erreicht werden kann. Um ein schnelles Wiederansteigen
des Erregerstromes der Kupplung nach Überschreitung des Punktes 3 zu bekommen, muß
das Wiedererregen über einen Schnellerregungswiderstand unter Ausschaltung der verzögernden
Wirkung der Selbstinduktion erfolgen. Eine dem Zweck dienende Schaltung zeigt als
Beispiel die Fig. I4. Bis kurz nach Überschreitung des Punktes 2 der Fig. I fließt
der aus der Gleichstromquelle 45, 46 kommende volle Erregerstrom durch die Erregerwicklung
47 der Kupplung über die vorgeschaltete Selbstinduktion 48 und den Vorwiderstand
49 bei offenen Schaltern 50 und 5I.
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Durch verstellbare Nocken auf der Kurbelwelle wird im bereits genannten
Zeitpunkt hinter Punkt 2 der Schalter 50 geschlossen, so daß der Erregerstrom
über den entstandenen Kurzschlußweg gesetzmäßig abklingt, während gleichzeitig über
den Vorwiderstand 49 verstärkter Gleichstrom über den Schalter 5o fließt. Mit der
Erreichung des Punktes 3 der Fig. I wird durch den genannten Nocken der Schalter
50 wieder geöffnet und durch einen weiteren Nocken auf der Kurbelwelle der Doppelschalter
51 geschlossen. In dieser Schaltung lädt sich auf dem Weg über den Vorwiderstand
49 und den weiteren Widerstand 52 sowie den Schalter 5I die Wicklung 47 der Kupplung
schnell wieder bis zum ursprünglichen Erregerstrom auf, während der Strom in der
Selbstinduktion 48 langsamer ansteigt. Wenn er den gleichen Wert erreicht hat wie
der Strom in der Erregerwicklung 47, wird der Doppelschalter 5I durch den genannten
zweiten Nockenschalter wieder geöffnet und damit die beiden Widerstände 52 und 53
als Vor- und Parallelwiderstände wieder abgeschaltet. Die Schaltung ist damit zur
folgenden Entladung wieder bereit. Die Größe des stationären Erregerstromes sowie
dessen zeitlicher Verlauf können durch die Selbstinduktion 48 und den Vorwiderstand
49 in den erforderlichen Grenzen leicht eingestellt werden.
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Für den Erfindungszweck kann die bekannte Art der Kupplung Verwendung
finden, bei der durch magnetischen Zug die Reibflächen beider Kupplungshälften gegeneinandergepreßt
werden. Diese Kupplungsart hat allerdings einige Nachteile, die sie für den vorliegenden
Zweck wenig günstig erscheinen lassen. Als wesentlichster ist der zu betrachten,
daß die Kraft, bei der die Reibflächen gegeneinander zum Gleiten kommen, nicht allein
von der Größe des magnetischen Zuges abhängig ist, sondern auch von der jeweiligen
Reibung der Flächen, die je nach Wärme und Abnutzungszustand der Reibflächen wesentlichen
Veränderungen unterworfen ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Reibflächen
beim Gleiten stark verschleißen, wobei zu berücksichtigen ist, daß das Gleiten,
wenn es eintritt, mit der vollen Relativgeschwindigkeit erfolgt, da die Kurbelmaschine
beim Ansprechen des Schutzes absichtsgemäß zum sofortigen Stillstand kommen soll.
Bei der mit diesem starken Gleiten einsetzenden starken Erhitzung der Reibflächen
steigt die Reibung erfahrungsgemäß sehr schnell bis zu einem Mehrfachen der beim
Haften im gleitfreien Zustand Wirksamen. Es tritt damit die Gefahr auf, daß unter
der Wirkung der stark gestiegenen Reibung in der Folge Drehmomente auf die Maschine
übertragen werden, welche zur Beanspruchung über die Bruchgrenze der Bauteile hinaus
führen, so daß eine Beschädigung selbst nach eingetretenem Stillstand noch unvermeidlich
ist.
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Man muß bei Verwendung von magnetischen Reibungskupplungen daher dafür
Sorge tragen, daß die Erregung gänzlich ausgeschaltet wird, wenn das Gleiten eintritt.
Dabei darf hier jedoch nicht die bekannte Schutzart verwendet werden, bei der das
Ausschalten der Erregung durch die Erhitzung eines Widerstandes durch die Reibflächen
bewirkt wird, weil das Abschalten nach den vorigen Überlegungen zu spät zur Wirkung
kommen würde. Um die bekannte Kupplung für den vorliegenden Zweck dennoch geeignet
zu machen, wird sie erfindungsgemäß so ausgebildet, daß in einer neben der Erregerspule
zweckentsprechend angeordneten Hilfsspule beim Gleiten durch Lücken in der gegenüberliegenden
umlaufenden Eisenscheibe Wechselstrom erzeugt wird, der zum Ausschalten der Erregung
herangezogen wird.
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Wesentlich besser für den vorliegenden Zweck geeignet sind Kupplungen,
bei denen die Übertragung der Drehkraft durch Bauteile erfolgt, die ebenfalls durch
magnetischen Zug gegeneinandergepreßt werden, bei Überschreitung der diesem entsprechenden
Haltekraft aber im wesentlichen senkrecht und damit ohne Verschleiß voneinander
abreißen, woraufhin der antreibende Teil leer weiterläuft. Bei solchen fällt dann
auch das zeitraubende Nachstellen des magnetischen Spaltes weg.
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Bei Anwendung des Schutzes nach der Erfindung wird die Magnetkupplung
zweckmäßig zwischen die das Schwungrad tragende Welle und die Vorgelegewelle der
anzutreibenden Kurbelmaschine gesetzt, während die erstere Welle mit der des Antriebsmotors
durch eine normale Kupplung verbunden wird. Man kann bei dieser Anordnung auf ein
Abschalten des Motors mit den im ersten Teil beschriebenen Mitteln der Erfindung
verzichten und diesen zunächst mitsamt dem Schwungrad im Auslösungsfall leer weiterlaufen
lassen. Wenn Motor mit Schwungrad nach kurzer Überprüfung der Kurbelmaschine wieder
gekuppelt werden müssen, so kann dies bei Verwendung einer Abreißkupplung dadurch
geschehen, daß man das Schwungrad mit gegenläufigem Drehfeld im Motor bis zum Stillstand
abbremst.
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Die Mittel zum Schutz der Bauteile der Kurbelmaschine vor Bruchbelastung
sind in der Anwendung auf die meist verwendeten Drehstrommotoren als Antriebsmotor
beschrieben. Es ist mit Gegenstand der Erfindung, diese Mittel in ihrer grundsätzlichen
Wirkungsweise bei sinngemäßer Abwandlung auch für Gleichstrommotoren zu verwenden.