DE973460C - Steuervorrichtung fuer den periodischen Umkehrbetrieb eines Drehstrommotors - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 3. MÄRZ 1960

M 8654 VIIIb/2i c

Die Erfindung betrifft eine Umsteuereinrichtung für elektrische Antriebsmotoren mit periodischem und intermittierendem Wechsel der Drehrichtung, z. B. für Antriebsmotoren von Waschmaschinen, Rührwerken, Gerbfässern od. dgl. Sie bezweckt, die für derartige Maschinen bisher bekannten Steuereinrichtungen zu vereinfachen. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vielfach verwendeten, aus elektromagnetischen Schaltern bestehenden und durch ein zeitabhängiges Geberwerk gesteuerten Wendeschütze durch billigere und weniger empfindliche Umsteuermittel zu ersetzen, die aber keinen größeren Platz beanspruchen als solche Wendeschütze.

Erfindungsgemäß sollen mehrere Schaltwellen von einer einzigen, durch einen Hilfsmotor angetriebenen Nockenscheibe über mechanische Kraftübertragungsglieder abwechselnd und regelmäßig wiederkehrend in Drehbewegung versetzt werden und dabei im Stromkreis des Drehstrommotors liegende bewegliche Kontaktstücke betätigen.

Steuereinrichtungen mit Nockenscheibenantrieb sind in zahlreichen Ausführungsfolgen und für die unterschiedlichen Zwecke bekannt. Bei Vorhandensein mehrerer Schaltglieder, wie Schalthebel od. dgl., ist aber jedem dieser Glieder eine besondere Nockenscheibe zugeordnet, wobei in der Regel alle Nockenscheiben verstellbar auf einer gemeinsam, i. allg. von einem Hilfsmotor angetriebenen Steuerwelle sitzen. Schon die richtige Einstellung der verschiedenen Nockenscheiben zueinander bereitet erhebliche Schwierigkeiten und kann nur von besonders geschulten Bedienungsleuten vorgenommen werden. Aus diesen Gründen hat man

909 722/28

daher Wendeschütze od. dgl. vorgesehen, die zwar gegen fehlerhaftes Einstellen oder Verstellen seitens Unkundiger einigermaßen gesichert, aber kostspielig und vor allen Dingen störungsanfällig sind. Die Erfindung macht sich die Vorteile beider bekannter Antriebsarten zunutze, ohne deren jeweilige Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die eingangs dargelegte Lösung der Erfindungsaufgabe ermöglicht einen einfachen, billigen, störungsunempfindlichen Aufbau der Umsteuereinrichtung bei geringstem Platzbedarf.

Vorteilhaft ist die Einschaltstelle der Nockenscheibe mit einer vor einer Stufe angeordneten Abschrägung versehen. Dadurch wird ein erhöhter Kontaktbrand vermieden, sofern der Kontakt beim plötzlichen Einschalten infolge der großen Beschleunigung aller Teile zum Prellen neigt.

Die benutzte Nockenscheibe erhält vorzugsweise nur einen einzigen Nocken, der abwechselnd die beiden Schaltwellen betätigt, so daß die Betätigungsdauer bei den verschiedenen Schaltwellen stets die gleiche ist. Dabei erstreckt sich der die Ausschaltzeit der beweglichen Kontaktstücke bestimmende Nocken über mindestens i8o° der Nockenscheibe. Eine solche Nockenscheibe kann aus zwei gleichartigen Scheiben bestehen, die um ihre Achse gegeneinander zur Veränderung der Betätigungsdauer verdrehbar sind.

Bei der praktischen Ausführung kann zwischen der Schaltwelle und der Kontaktstelle ein einstellbares Glied, z. B. eine Justierschraube, angeordnet werden, die eine genaue Einstellung der Ein- oder Ausschaltpunkte der Kontakte ermöglicht.

Die Kontakthebel der Steuervorrichtung können durch eine handbetätigte Schaltwalze in die Ausschaltstellung schwenkbar sein, so daß man mit Hilfe dieser Schaltwalze die gesamte Vorrichtung stillsetzen kann. Es erübrigt sich dann der Einbau eines besonderen Schalters zum Ein- und Ausschalten der Vorrichtung. Diese handbetätigte Schaltwalze kann einen weiteren Kontakt zum Schalter des Synchronmotors beeinflussen, so daß dieser Hilfsmotor durch die Schaltwalze gesteuert wird.

Die Kontakthebel für die Umsteuerung sind fest, die übrigen Kontakthebel lose auf den Schaltwellen angeordnet.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Steuereinrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι die Draufsicht auf die Steuereinrichtung bei abgenommenem Deckel,

Fig. 2 den Längsschnitt nach der Linie A-B der Fig. i,
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie C-D der Fig. 4,

Fig. 4 die Draufsicht auf die Kontakte, die zum Teil entfernt sind,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Schaltwalze, Fig. 6 eine Abänderung der Nockenscheibe und Fig. 7 das Schaltbild.

Der Hauptbestandteil der Umkehrsteuereinrichtung ist ein kleiner Synchronmotor 1, der über ein Untersetzungsgetriebes die langsam umlaufende Achse 3 antreibt, auf der sich eine aus den beiden Teilen 5 und 6 zusammengesetzte Nockenscheibe befindet. Die Nockenscheibe steuert über Gleitstücke 7 die beiden Schalthebel 8 und 9, die fest mit den Schaltwellen 10 und 11 verbunden sind. Auf diesen Schaltwellen sitzen die Kontakthebel 12, die fest mit diesen Wellen verbunden sind. Außerdem sitzen am Ende der Wellen die gleichen Kontakthebel 13, die aber drehbar auf diesen Achsen sitzen.

An den Enden der Kontakthebel 12 sind Zwischenglieder 43 aus Isolierstoff angeordnet, die mittels Justierschrauben 14 mit den beweglichen Kontaktfingern 15 in Verbindung stehen. Diese Kontakte sitzen jeder für sich in getrennten Kammern 16, die durch Isolierstoff wände 17 gegeneinander abgeschirmt sind. Diese IsolierstofFwände 17 sind zu einer Grundplatte 18 zusammengefaßt, die die Befestigungsschrauben 19 für die feststehenden Kontaktteile 20 und außerdem die Befestigungsschrauben 21 für die Kontaktträger 22 tragen, an denen die Kontaktfinger 15 gelenkig befestigt sind. Durch eine Feder 23 werden die Kontaktfinger nach oben gedruckt, wobei sich ein Ouerstift 24 der Justierschraube 14 in eine Mulde 25 des Kontaktfingers einlegt, wodurch gleichzeitig die Justierschraube gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert wird. Die Justierschraube 14 gestattet eine sehr genaue Einstellung der Kontaktbetätigung.

Der elektrische Anschluß der Steuereinrichtung erfolgt über eine Klemmleiste 26 (Fig. 1), von der — nicht dargestellte — Leitungen zu den Kontaktschrauben 19 bzw. 21 führen.

Oberhalb der Kontakthebel 12 ist zwischen zwei Lagerblechen 27 und 28 (Fig. 2) eine Schaltwalze 29 angeordnet. Diese Schaltwalze trägt auf der einen Seite Nocken 30 und auf ihrer vorderen Seite einen Vierkant 31, der dazu dient, daß die Schaltwalze durch die Flachfeder 32 stets in der Aus- oder Einstellung festgehalten wird. Durch den Handgriff 33 kann diese Schaltwalze 29 betätigt werden.

In Fig. 3 ist angedeutet, daß diese Schaltwalze so gedreht ist, daß die gesamte Vorrichtung eingeschaltet ist, da die Nocken 30 nicht zur Wirkung kommen. Zum Ausschalten wird die Schaltwalze 29 um 90⁰ verdreht, wodurch die Nocken 30 in Eingriff mit den Kontakthebeln 12 und 13 kommen und diese hierdurch entgegen dem Druck der Federn 25 heruntergedrückt werden. Es werden mithin auf diese Weise zwangläufig alle Kontaktfinger 15 heruntergezogen und damit jede Kontaktgabe verhindert. Da diese Betätigungsart zur zwangläufigen Unterbrechung aller Kontakte führt, kann dieser Handschalter mithin als Hauptschalter für die Maschine betrachtet werden, so daß sich die Verwendung eines besonderen getrennten Ausschalters erübrigt.

In Fig. 7 ist das Schaltbild der Einrichtung schematisch dargestellt. Es sind die sechs Kontakte bis VI vorhanden, wobei die Kontakte VI und IV durch die Schaltwelle ro und die Kontakte V und

III durch die Schaltwelle 11 von der Nockenscheibe 5, 6 gesteuert werden. In dem Schaltbild ist auch die Schaltwalze 29 angedeutet, die durch den Griff 33 betätigt wird und hierbei auf sämtliche Kontakte einwirkt. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, dient der Kontakt I zum Einschalten des Synchronmotors i, während der Kontakt II zum Einschalten der dritten Phase des nicht dargestellten Drehstrommotors dient. Die Kontakte III bis VI werden mithin zur zweiphasigen Umschaltung des Drehstrommotors herangezogen. Da das periodische Ein- und Ausschalten des Motors zu Rundfunkstörungen führen kann, werden vorteilhaft drei Drosselspulen 34, 35 und 36 vorgesehen, mit ebenfalls drei Kondensatoren 37, 38 und 39, die als Dreifach-Kondensator zusammengefaßt sein können.

Um ein schnelles Auswechseln der Kontaktfinger 15 zu ermöglichen, erhalten diese ein Langloch 40 (Fig. 4), so daß man durch Verdrehen der Justierschraube 14 um 90⁰ den Stift 24 in eine solche Lage bringen kann, daß man den Kontaktfinger 15 ohne weiteres herausnehmen kann, wenn der Gegenkontakt 20 entfernt worden ist.

Wie aus dem Schaltbild (Fig. 7) ersichtlich ist, würde ein Phasenkurzschluß eintreten können, falls die Kontakte III und V sowie IV und VI gemeinsam eingeschaltet wurden. Diese bei bekannten Einrichtungen vorhandene Gefahr ist aber gemäß der Erfindung vollkommen ausgeschlossen, da die Kontakte nur dann geschlossen sein können, wenn einer der Schalthebel 8 oder 9 in der Vertiefung der Nockenscheibe liegt, was jedoch durch die beschriebene Ausgestaltung der Nockenscheibe stets nur für einen Schalthebel der Fall sein kann, da sich der die Ausschaltzeit bestimmende Nocken mindestens i8o° der Nockenscheibe erstreckt. Auf Grund dieser Ausführung ist mithin eine Kurzschlußgefahr mit Sicherheit vermieden.

Da oft die Forderung gestellt wird, daß die Schaltzeiten für Rechts- und Linkslauf des Motors unbedingt gleich sein sollen, so besitzt die Nockenscheibe nach der Erfindung nur einen einzigen Nocken, der sowohl einen Rechts- wie einen Linkslauf bestimmt, wodurch eine gleiche Einschaltdauer für beide Drehrichtungen ohne weiteres gewährleistet ist. Da die weitere Forderung besteht, die Einschaltzeiten sowie die Pausendauer in gewissem Umfang verstellbar einzurichten, so ist, wie bereits beschrieben, die Nockenscheibe aus den beiden Teilen 5 und 6 zusammengesetzt. Diese beiden Teile werden durch Schrauben 41 und 42 (Fig. 2) auf ihrer Unterlage 48 festgehalten. Die Gestalt der Nockenscheibe ist so ausgeführt, daß der Nokken einer einzelnen Scheibe die längste Einschaltdauer darstellt. Wird eine kürzere Einschaltdauer gewünscht, so ist es nur erforderlich, die beiden Scheiben 5 und 6 gegeneinander zu verdrehen, wobei sich die Nocken natürlich überlappen und die die Einschaltdauer angebende Vertiefung der Nokkenscheibe entsprechend kurzer wird, wodurch auch eine kürzere Einschaltzeit erreichbar wird. Zur Erhöhung der Lebensdauer bestehen die Scheiben 5 und 6 aus verschleißfestem Kunststoff. Die Gleitstücke 7 der Schalthebel 8 und 9 können ebenfalls aus Kunststoff oder aber auch aus Stahl gefertigt werden. Um sie bei einem Verschleiß leicht auswechseln zu können, sind sie mittels Schrauben 44. (Fig. 1) mit den Hebeln verbunden.

Die Nockenscheibe 5,6 und die Gleitstücke 7 sind so ausgebildet, daß das Einschalten plötzlich erfolgt, um schnell einen sicheren Kontakt zu erzielen. Dies ist in Fig. 1 durch die radiale Stufe 45 der Nockenscheibe angedeutet. Bei diesem plötzlichen Einschalten kann es aber vorkommen, daß der Kontakt infolge der Massenbeschleunigung aller Teile zum Prellen neigt, was zu einem erhöhten Kontaktabbrand führen kann. Um dies zu vermeiden, kann man gemäß Fig. 6 an der radialen Stufe 46 der Nockenscheibe eine Abschrägung 47 anbringen. Hierdurch wird der Kontaktfinger 15, der nach Fig. 6 durch den Kontakthebel 12 über das Zwischenstück 43 mit Justierschraube 14 mit der Nockenscheibe in Verbindung steht, langsam bis unmittelbar vor den festen Kontakt 20 geführt und dann erst zum schnellen Einschalten durch die Stufe 46 freigegeben. Auf diesem kurzen Weg ist die Massenbeschleunigung dann so gering, daß jedes Prellen des Kontaktes vermieden wird. Der Kontakt bleibt dann geschlossen, bis er durch die Kurvenscheibe, und zwar durch die Gleitfläche 48 wieder abgehoben wird.

DieArbeitsweise der gesamten Steuereinrichtung ist kurz folgende:

Zur Inbetriebnahme des Antriebsmotors einer Waschmaschine od. dgl. wird der Handgriff 33 von der »Aus«- in die »Ein«-Stellung gedreht. Hierbei werden mittels der Kontakthebel 13 die Kontakte I und II eingeschaltet, wobei der Kontakt I den Synchronmotor 1 in Betrieb setzt, der dann die Nockenscheibe (5,6) dreht, während der Kontakt II die Phase U des Drehstrommotors einschaltet. Zugleich werden je nach der Stellung der Nockenscheibe im Moment des Einschaltens mittels der Kontakthebel 12 entweder die beiden Kontakte III und V oder IV und VI eingeschaltet, sofern die Stellung der Nockenscheibe nicht die Betriebspause für beide Drehrichtungen festsetzt. Der Antriebsmotor setzt nun die Waschtrommel in einer Drehrichtung in Bewegung. Durch die Nockenscheibe wird dann nach einiger Zeit diese Drehrichtung abgeschaltet, und während der eingestellten Pause erfolgt kein weiteres Umlaufen der Waschtrommel. Danach kommt die andere Drehrichtung zur Einschaltung, sobald der entsprechende Schalthebel 8 oder 9 freigegeben wird. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis die Waschmaschine abgeschaltet wird, was durch Betätigung des Handgriffs 33 erfolgt, durch den über die Schaltwalze 29 sämtliche Kontakte geöffnet werden.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Steuervorrichtung für den periodischen Umkehrbetrieb eines Drehstrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltwellen (10, 11) von einer einzigen, durch einen Hilfsmotor

   (ι) angetriebenen Nockenscheibe (5, 6) über mechanische Kraftübertragungsglieder (7 bis 9) abwechselnd und regelmäßig wiederkehrend in Drehbewegung versetzt werden und dabei im Stromkreis des Drehstrommotors liegende bewegliche Kontaktstücke (15) betätigen.
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltstelle der Nockenscheibe mit einer vor einer Stufe

   (46) angeordneten Abschrägung (47) versehen ist (Fig. 6).
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe nur einen einzigen Nocken trägt, der abwechselnd die beiden Schaltwellen (10, 11) betätigt.
4. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der die Ausschaltzeit der beweglichen Kontaktstücke (15) bestimmende Nocken über mindestens i8o° der Nockenscheibe erstreckt.
5. 5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe aus zwei gleichartigen Scheiben (5, 6) besteht, die um ihre eigene Achse zur Veränderung der Betätigungsdauer gegenseitig verdrehbar sind.
6. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder von der Nockenscheibe gesteuerten Schaltwelle (10 oder 11) und der Kontaktstelle einstellbare Glieder (14) angeordnet sind.
7. 7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als einstellbare Glieder (14) Justierschrauben verwendet werden, die durch in Mulden (25) der beweglichen Kontaktstücke (15) liegende Querstifte (24) gesichert sind.
8. 8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthebel (12) oder die Schaltwellen (10, 11) durch eine handbetätigte Schaltwalze (29) in die Ausschaltstellung schwenkbar sind.
9. 9. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die handbetätigte Schaltwalze (29) ein weiterer Kontakt (I) zum Schalten des Synchronmotors (1) beeinflußbar ist.
10. 10. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthebel (12) für die Umsteuerung fest, die übrigen Kontakthebel (13) lose auf den Schaltwellen (10, 11) angeordnet sind.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 473980, 512493, 959- 534 228, 542 706, 622 873, 746 143;
    deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 162 in;
    schweizerische Patentschriften Nr. 129 097,

    148;

    französische Patentschrift Nr. 687492; USA.-Patentschriften Nr. 1 856 407, 2 203 224,

    2 441 593.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    ,© 909 722/28- 2.60