DE977451C - Schaltgerat fur die periodische Umsteuerung von Elektromotoren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 23. JUNI 1966

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ist als Erfinder genannt worden

Für die periodische Umsteuerung von Elektromotoren werden Geräte benötigt, durch welche die Motoren durch Vertauschen der Phasen wechselweise in der einen oder der anderen Richtung betrieben werden können. In den meisten Fällen ist bei der Umschaltung von der einen auf die andere Drehrichtung eine kurze Pause erwünscht. Eine solche Arbeitsweise findet man bei Antrieben für elektrische Waschmaschinen, Rührwerke und Gerbfässer. Eine Reihe von Konstruktionen sind bereits bekannt, bei denen eine größere Anzahl von Kontakten über eine oder mehrere Nockenscheiben durch einen kleinen Synchronsteuermotor betätigt werden. Bei allen sind jedoch für den Rechts- und den Linkslauf jeweils getrennte Kontaktsätze vorgesehen, die untereinander mittels Drahtverbindungen entsprechend geschaltet sind. Diese Verdrahtung wie auch die größere Anzahl der Kontakte selbst stellt eine Verteuerung der Geräte dar und hindert den Großeinsatz solcher Geräte für billigere Elektroantriebe.

Zur periodischen Umschaltung der Phasen eines Motors ist es auch bereits bekannt, ein Wendeschütz zu verwenden, das aus elektromagnetischen Schaltern besteht, die durch ein zeitabhängiges Geberwerk gesteuert werden. Eine solche Anordnung ist aber auf Grund ihres Aufbaues verhältnismäßig kostspielig und außerdem sehr empfindlich, so daß es oft zu Störungen kommt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, von einer Nockenwelle aus über Schalthebel od. dgl. mehrere Schaltwellen anzutreiben, die ihrerseits die Kontaktstellen betätigen. Diese Anordnungen weisen zwar gegenüber den anderen Konstruktionen gewisse Vorteile der Einfachheit auf, jedoch ist auch hier die Anzahl der verwendeten Einzelteile noch verhältnismäßig

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groß. Des weiteren ist ein Schrittschaltrelais bekannt, bei dem eine Schaltstange durch das Gleiten einer an ihr angeordneten Rolle auf einer Nockenscheibe in eine Richtung verstellt wird, die Bewegung in der hierzu entgegengesetzten Richtung jedoch durch eine Feder bewirkt wird.

Bei einer elektrischen Schalteinrichtung für einen mittels Anschlag abschaltbaren Vorschubmotor zum Antrieb des Rundtisches von Werkzeugmaschinen, insbesondere Stoßmaschinen, bei der ein vom Rundtisch betätigter Ausschalter mittels eines Hilfsschützes selbsttätig überbrückt wird, so daß der Motor trotz unveränderten Beibehaltens der Ausschaltestellung des Ausschalters zum Weiterbearbeiten in der gleichen Drehrichtung mittels eines Druckknopfschalters eingeschaltet werden kann, ist es bekannt, daß die Erregung des Hilfsschützes nur in der Ausschaltstellung des Ausschalters möglich ist. Der Ausschalter wird dabei mittels eines traversenähnlichen Gliedes betätigt, das mit Kontaktträgern versehen ist und von einer Kurvenscheibe wechselseitig gezogen oder gedrückt wird. Das traversenähnliche Glied trägt einen Nocken, der mit einer Schneide versehen ist, die mit einer federbelasteten, ortsfesten Schneide in der Weise zusammenwirkt, daß bei Erreichen eines bestimmten Teilschaltweges die Schneiden aneinander vorbeibewegt werden und die federbelastete Schneide infolge der auf sie ausgeübten Kraft der gespannten Feder die andere Schneide und damit das traversenähnliche Glied in Bewegungsrichtung vorschnellt. Dadurch wird eine ruckartige Schaltbewegung des traversenähnlichen Gliedes erreicht, die aber mit einem erheblichen Verschleiß der zusammenwirkenden Schneiden verbunden ist. Außerdem kommt infolge der schrägen Ausbildung der Nocken stets nur eine Komponente der wirklichen Federkraft zur Wirkung. Deshalb muß die Feder entsprechend kräftig bemessen werden. Vor allem ist die bekannte Sprungschaltung aber unvollkommen, weil sie nur in Sonderfällen brauchbar ist. Eine Sprungwirkung ist nämlich erst auf der zweiten Hälfte des Weges vorhanden, nachdem die Schneiden aneinander vorbeigedrückt worden sind. Auf diese Weise kann leicht ein schleichendes öffnen der Kontakte entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgerät für die periodische Umsteuerung von Elektromotoren mit einer die beweglichen Schaltstücke tragenden, von einer Kurvenscheibe wechselseitig gezogenen und gedrückten Schiebetraverse zu schaffen, mit dem eine ruckartige Schaltbewegung der Schiebetraverse bei geringstmöglichem Verschleiß der beweglichen Teile und voller Ausnutzung der Federkraft bewirkt wird und schleichende Bewegungen der Schiebetraverse vollkommen vermieden werden. Eine solche Anordnung ist insbesondere für große Schalthäufigkeiten und Schaltzahlen bestimmt, weshalb auf die Verwendung einer möglichst reibungsfreien Mechanik geachtet werden muß.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kurvenscheibe zusätzlich zu der die Schiebetraverse steuernden Kurvenbahn eine weitere, ein in Längsrichtung der Schiebetraverse bewegliches und mit dieser über Federn verbundenes Zwischenstück antreibende Kurvenbahn trägt, die das Zwischenstück wechselseitig in die eine oder andere Richtung bewegt, wobei die größten Auslenkungen an den Stellen der Bewegungsfreigabe der Schiebetraverse durch die zu steuernde Kurvenbahn liegen. Das Zwischenstück wird dabei so bewegt, daß es Federn jeweils vorspannt und damit eine ruckartige Schaltbewegung der Schiebetraverse bewirkt.

Der Antrieb der Kurvenscheibe kann entweder in üblicher Weise durch einen Synchronmotor oder aber direkt durch den umzusteuernden Motor erfolgen. Bei der letztgenannten Möglichkeit wird zweckmäßig ein Sperradantrieb verwendet, dessen Transportklinke von einem auf dem Hauptantriebsrad angeordneten Nocken bewegt wird. Hierdurch wird die notwendige Untersetzung erreicht, die erforderlich ist, um entsprechende Laufzeiten einhalten zu können.

Die festen Kontaktträger sind vorzugsweise auf einer Isolierplatte so gegeneinander versetzt angeordnet, daß die U-förmig ausgebildeten Kontaktträger der einen Seite gegenüber den Zwischenräumen der anderen Seite liegen, wobei ihre Schenkel in einer Fluchtlinie angeordnet sind. Dadurch ergeben sich besonders einfache Verhältnisse für die Phasenwendung, und außerdem fallen Schaltverbindungen fort. Vor allem wird durch diese Maßnahme gegenüber den früheren Anordnungen etwa die Hälfte der Kontaktstücke eingespart.

Die feststehenden Kontaktträger weisen zusätzliche Lötfahnen auf und sind mit Schrauben und Kontaktstücken versehen. Um eine Schaltpause für die Ausführungsform zu erreichen, bei welcher der umzusteuernde Motor die Bewegung der Schiebetraverse veranlaßt, kann ein Verzögerungsglied vorgesehen sein, das die Umschaltung der Schiebetraverse zeitlich verzögert.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele eines Schaltgerätes gemäß der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. ι die Seitenansicht des unteren Geräteteils im Schnitt,

Fig. 2 den Schnitt A-B eines Geräteteils nach Fig. i, no

Fig. 3 den Schnitt C-D eines Geräteteils nach Fig. i,

Fig. 4 den Querschnitt eines Gerätes mit Sperrradantrieb,

Fig. 5 den Längsschnitt eines Gerätes nach Fig. 4 und

Fig. 6 ein eingebautes Umsteuergerät.

Das Umsteuergerät nach den Fig. 1 bis 3 besteht aus einer Schiebetraverse 4, deren eines Ende in einem Bügel 9 geführt ist, der mittels Nieten 10 od. dgl. an einer Isolierplatte 11 befestigt ist. Die Schiebetraverse 4 besteht aus den beiden Teilen 12 und 13, an denen bewegliche Kontaktträger 14 befestigt sind, die mit U-förmig ausgebildeten, fest angeordneten Kontaktträgern 21 zusammenwirken.

Die Schiebetraverse 4 wird durch zwei Federn

29 und 30 in einer Mittellage gehalten. Die beiden Federn stützen sich gegen zwei Rippen 31 ab, die an den beiden Teilen 12 und 13 der Traverse 4 vorgesehen sind. In einem Schlitz der Schiebetraverse ist ein Zwischenstück 32 angeordnet, durch dessen Bewegung jeweils eine der beiden Federn gespannt wird. Mit einem Ansatz 33 gleitet das Zwischenstück 32 in einer Kurve 34 einer Kurvenscheibe 35, die von einem Synchronmotor 3 angetrieben wird.

Die Bahn des Ansatzes 33 ist durch eine strichpunktierte Linie 36 dargestellt und die Bahn eines Bolzens 37, der mit der Schiebetraverse 4 in Verbindung steht und in einer Kurvenbahn 28 der Kurvenscheibe 35 gleitet, durch eine strichpunktierte Linie 38. Der Bolzen 37 der Schiebetraverse 4 gleitet ferner in einem Schlitz 39 eines ebenfalls U-förmig gebogenen Bleches 40. Andererseits wird die seitliche Führung der Schiebetraverse 4 durch einen Bolzen 41 erreicht, der in zugehörigen Schlitzen 42, 43 des Zwischenstückes 32 und des U-förmigen Bügels 40 gleitet. Die seitliche Führung des Zwischenstückes 32 wird durch einen in zwei sich gegenüberliegenden Schlitzen 45 des U-förmigen Bügels 40 geführten Bolzen 44 erreicht.

Wenn infolge der Drehbewegung der Kurvenscheibe 35 das Zwischenstück 32 nach oben gleitet, so wird die Feder 29 vorgespannt, so daß in dem Augenblick, in dem der Bolzen 37 durch die Kurvenbahn 28 der Kurvenscheibe 35 in der entsprechenden Richtung freigegeben wird, dieser Bolzen 37 sich ruckartig nach oben bewegt. In gleicher Weise erfolgt die Bewegung abwärts, wenn die Feder 30 vorgespannt ist. Auf der Bahn des Bolzens 37 der Schiebetraverse 4 ist mit 27 die mittlere Ruhestellung bezeichnet.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen die Ausführungsformen mit einem Sperradantrieb. Ein Hebel 46 wird jeweils durch einen Nocken 47 des Hauptantriebsrades 48 betätigt. Hierbei spielt die Drehrichtung des Rades 48 keine Rolle. Sein Antrieb erfolgt durch einen Motor 49. Die Bewegungen des Hebels 46 erfolgen gegen die Kraft einer Feder 50 und wirken auf einen Winkelhebel 51, der wiederum durch eine Feder 52 gegen ein Sperrad 53 angedrückt wird. Bei jeder Bewegung des Hebels 46 wird durch den Winkelhebel 51 das Sperrad 53 um einen Zahn vorbewegt, wobei dessen Rückwärtsbewegung durch eine Klinke 54, die durch eine Feder 55 an das Sperrad 53 gepreßt wird, verhindert wird. Die einzelnen Kurven für die entsprechenden Bolzen der Traverse 4 bzw. des Zwischenstückes 32 sind in dem Sperrad 53 vorgesehen, wobei die Führungsbahn für die Traverse 4 mit 56 und für das Zwischenstück 32 mit 57 bezeichnet ist. Die ganze Anordnung ist in einem Gehäuse 58 untergebracht, welches für die Feder 55 einen Ansatz 63 aufweist. Der Hebel 46 ist an seinem unteren Ende gabelförmig ausgebildet, wobei die Gabelteile 59 und 60

So auf der Welle 61 des Sperrades 53 gelagert sind. Um die Bewegungen der Traverse 4 entsprechend den Erfordernissen zeitlich verzögern zu können, ist ein Dämpfungsglied 62 vorgesehen

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltgerät für die periodische Umsteuerung von Elektromotoren mit einer die beweglichen Schaltstücke tragenden, von einer Kurvenscheibe wechselseitig gezogenen und gedrückten Schiebetraverse, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (35) zusätzlich zu der die Schiebetraverse (4) steuernden Kurvenbahn (28) eine weitere, ein in Längsrichtung der Schiebetraverse (4) bewegliches und mit dieser über Federn (29, 30) verbundenes Zwischenstück (32) antreibende Kurvenbahn (34) trägt, die das Zwischenstück (32) wechselseitig in die eine oder andere Richtung bewegt, wobei die größten Auslenkungen an den Stellen der Bewegungsfreigabe der Schiebetraverse (4) durch die sie steuernde Kurvenbahn (28) liegen.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Kurvenscheibe (35) durch den umzusteuernden Motor (49) erfolgt.

3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über ein Sperrad (53) erfolgt, dessen Transportklinke durch einen auf dem Hauptantriebsrad (48) angeordneten Nocken (47) bewegt wird.

4. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontaktträger (21) auf einer Isolierplatte (11) so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß die U-förmig ausgebildeten Kontaktträger der einen Seite gegenüber den Zwischenräumen derjenigen der anderen Seite liegen, wobei ihre Schenkel in einer Fluchtlinie angeordnet sind.

5. Schakgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktträger (21) zusätzliche Lötfahnen aufweisen und mit Schrauben und Kontaktstücken versehen sind.

6. Schaltgerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsglied (62) die Bewegungen der Schiebetraverse

(4) von der einen in die andere Endstellung zeitlich verzögert.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 216 129, 296612, 300235, 428945, 468226, 509724, 527967, 637, 533 959, 535 759, 544 106, 578 730, 595322, 604848, 621795, 646296, 690409, 698918, 714914, 728372, 746143, 747 637. "5 754643, 842510, 890373, 894876, 903241, 931720;

Patentschrift Nr. 1821 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

USA.-Patentschriften Nr. 2 245 369, 2 398 994, 2481333·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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