DEP0004798DA - Dauerschaltgerät für die Prüfung elektrischer Maschinen und Geräte, die mit regelbarer Schalthäufigkeit und regelbarer prozentualer Einschaltdauer geschaltet werden müssen - Google Patents

Description

Elektrische Maschinen und Geräte, wie etwa Elektromotoren und Hubmagnete, müssen vielfach vor ihrer Abnahme oder im Verlauf von Entwicklungsarbeiten auf ihr Verhalten unter verschiedenen Schaltbedingungen geprüft werden, beispielsweise um die Erwärmung festzustellen. Zu diesem Zweck muss einmal die Schalthäufigkeit verändert werden können, wobei aber die prozentuale Einschaltdauer konstant bleiben soll. Es soll aber auch weiter die prozentuale Einschaltdauer bei konstanter Schalthäufigkeit geändert werden können, und schließlich müssen beide Verstellungen auch gleichzeitig während des Betriebes vorgenommen werden können, beispielsweise um die günstigsten Bedingungen für das Gerät herauszufinden.

Bisher hat man zur Erfüllung dieser Bedingungen bekannte Schalter mit Zeitrelais oder Schaltwalzenanordnungen benutzt, die jedoch sämtlich umständlich zu bedienen sind, weil zur Veränderung der prozentualen Einschaltdauer die Nocken von den Schaltwalzen gelöst werden müssen, was nur nach Auseinandernahme möglich ist. Außerdem sind die Einrichtungen unübersichtlich, raumbeanspruchend, sodass ein brauchbares handliches Gerät zur schnellen Ermittlung der im praktischen Betrieb auftretenden wirklichen Werte bisher nicht vorhanden sind.

Die Erfindung betrifft ein für dauernde Schaltungen brauchbares Gerät, das trotz seiner Kleinheit wesentlich mehr leistet als vorhandene Schalteinrichtungen, da es die stufenlose Veränderung der gewünschten Werte vorzunehmen gestattet, sodass also keinerlei Betriebspausen mit Temperaturveränderungen des zu prüfenden Motors oder Gerätes eintreten, wenn eine der Prüfgrößen verändert werden soll. So können die Kennlinien, wie etwa die Erwärmungskennlinien, für verschiedene Bedingungen schnell ermittelt, fehlerfrei abgelesen und die günstigsten Werte in kürzester Zeit herausgefunden werden.

Erreicht wird dies durch eindrehzahlregelbaren Antrieb für die Ein- und Ausschaltvorrichtung in Verbindung mit einem Überlagerungsgetriebe, welches eine Vorstellung des Zeitpunktes der Ein- oder Ausschaltung während des Laufes gestattet. Beispielsweise kann eine Schaltwalze benutzt werden, deren nebeneinander liegende, sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckende Kontaktstreifen von einem zum anderen Ende der Walze an Länge zunehmen und bei der zwischen ihr und ihren Gegenkontakten eine Relativlängsbewegung möglich ist. Man kann aber auch Schaltnocken benutzen, die über ein Überlagerungsgetriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, während des Laufes in ihrer gegenseitigen Winkellage verstellt werden können. Beide Ausbildungen sowie eine Reihe von Weiterbildungen und Abwandlungen der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erörtert.

In dieser zeigt Abb. 1 ein Schema des neuen Gerätes. Der Motor 1 ist drehzahlregelbar, beispielsweise ist er als durch Bürstenverstellung regelbarer Motor ausgebildet. Er treibt ein Übersetzungsgetriebe 2 an, dessen Übersetzung regelbar ist. Vom Übersetzungsgetriebe 2 wird eine Schaltwalze 3 angetrieben, die mit einer Reihe nebeneinander liegender Kontaktstreifen 4 versehen ist. Die Kontaktstreifen erstrecken sich wie üblich in der Umfangsrichtung und sind, von einem Ende der Walze zum anderen gesehen, von zunehmender Länge. Schaltwalze 3 und Stromabnehmer 5 dieser Schaltwalze sind gegeneinander verstellbar, sodass je nachdem, welcher Kontaktstreifen 4 dem Abnehmer 5 gegenübersteht, der Strom bei jeder Umdrehung der Schaltwalze 3 eine längere oder kürzere Zeit fließt. Die Vorstellung kann beispielsweise dadurch vorgenommen werden, dass der Abnehmer 5 in der Längsrichtung der Schaltwalze 3 durch eine Schraubenspindel bewegt wird, während sich die Schaltwalze dreht. Man kann auch umgekehrt die Abnehmer fest stehen lassen und die Schaltwalze während ihrer Drehung axial verschieben. Diese Ausführungsform ist in Abb. 1 dargestellt. Mit Hilfe eines Handrades 6 wird ein Steilgewinde 7 an einem Bolzen o.dgl. entlang geführt, derart, dass sich das Handrad und Gewinde bei der Drehung axial verschieben. Diese axiale Verschiebung wird in an sich bekannter Weise durch eine Muffe o.dgl. auf die sich drehende Schaltwalze übertragen. Das STeilgewinde 7 kann beispielsweise aus einem nicht ganz vollständigen Gewindegang gebildet sein, dessen Anfang und Ende durch

Eine nahezu parallel zur Achse liegende Kante miteinander verbunden sind, sodass in der Abwicklung ein sägezahnartiges Gebilde entsteht. Man hat dann den Vorteil, dass die Schaltwalze 3 von der Endstellung unmittelbar in die Anfangsstellung zurückgeführt wird, sofern eine Feder 9 sie in axialer Richtung beeinflusst, wie in der Zeichnung angedeutet.

Da bei solchen Geräten sowieso mit einem Hilfsstrom gearbeitet wird, ergibt sich, wie die Zeichnung lehrt, ein ungemein einfaches und leicht zu bedienendes kleines Gerät.

Es hat auch noch den Vorzug, dass die jeweils eingestellten Prüfbedingungen leicht abgelesen werden können. Gemäß einer weiteren Abbildung der Erfindung wird nämlich ein Drehzahlmesser benutzt, dessen Skala oder sonstiges Anzeigemittel nicht die Drehzahl, sondern die Schaltfähigkeit angibt, die im vorliegenden Fall proportional der Drehzahl ist.

Man kann diesen Drehzahlmesser 8 auf die Schaltwalzenwelle setzen. Im vorliegendem Beispiel ist der Drehzahlmesser an die Motorwelle angeschlossen. Wenn nun das Übersetzungsverhältnis zwischen Motorwelle und Schaltwalze geändert wird, würde die Schalthäufigkeit nicht unmittelbar am Drehzahlmesser abgelesen werden können. Um die richtige Ablesung zu erleichtern, wird ein Stufengetriebe benutzt,, dessen Übersetzungen dekadisch abgestuft sind, sodass also die am Schalthäufigkeitsmesser abgelesenen Zahlen gegebenenfalls nur mit der entsprechenden Zehnerpotenz zu multiplizieren sind, um die richtige Schalthäufigkeit zu ermitteln.

Andererseits kann an dem Handrad für die axiale Verschiebung der Kontaktwalze, ein Zeiger angebracht werden, an dem die prozentuale Einschaltdauer abgelesen ist. Die Prüfbedingungen können daher durch einfaches Drehen des Handrades verstellt und durch Ablesen der Zeigerstellung unmittelbar ersehen werden, wodurch sich die Handhabung des Gerätes außerordentlich erleichtert.

Zur Kontrolle kann auch ein optisches Anzeigegerät 10 vorgesehen werden, welches den Stromdurchgang anzeigt, also die Kennwerte auch unmittelbar durch Aufleuchten und Erlöschen einer Lampe ersichtlich macht. Zweckmäßig geschieht das durch einen Glimmanzeiger, wie in der Zeichnung angedeutet.

Man kann gegebenenfalls eine kinematische Vertauschung zwischen den Stromabnehmern und der Schaltwalze stehen lassen, dass die Stromabnehmer umlaufen und die Schaltwalze stehen bleibt. In diesem Falle würde die Rückschnellvorrichtung 7, durch welche nach Durchmessung eines gewissen Dreh-Winkels die Vorrichtung auf die Anfangslage zurückkehrt, an den Stromabnehmern statt an der Schaltwalze anzugreifen haben.

In Abb. 2 ist die mechanische Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, die zwar nicht ganz so klein und übersichtlich ist wie die elektrische Ausführung, jedoch immerhin auch noch Vorteile gegenüber den bekannten Steuereinrichtungen aufweist.

Zwei auf der Welle 11 sitzende Nocken 12 und 13 steuern einen Schalter, und zwar schaltet jeweils der verlaufende Hebel den Stromkreis ein, während der nachlaufende Hebel den Stromkreis unterbricht. Der Winkelunterschied zwischen beiden Nocken ergibt, bezogen auf den Vollwinkel von 36°, die prozentuale Einschaltdauer, während die Drehzahl der Welle 11 maßgebend für die Schaltläufigkeit ist.

Die prozentuale Einschaltdauer kann auch hier während des Betriebes geändert werden, beispielsweise indem mittels des Hebels 14 über die Muffe 15 des Stellgewindes 16 und den Stift 17 der Nocken 12 gegenüber der Welle 11 verdreht wird. Es kann aber auch ein Planetengetriebe o.dgl. zur Übersetzung der Winkelverstellbewegung über die Drehbewegung der Schaltwelle benutzt werden.

Die Erfindung ist in der ersten Linie für die geschilderte Prüfung elektrischer Maschinen und Geräte bestimmt. Darüber hinaus ist das neue Gerät so praktisch, klein und handlich und die Veränderung der Verstellgrößen ist sehr bequem und leicht ablesbar, sodass es auch für andere Zwecke, beispielsweise für die Zuteilung von Energie an Verbraucher, etwa zur Regelung von Motoren oder auch für Lichtreklame, anwendbar ist.

Claims (8)

1.) Dauerschaltgerät für die Prüfung elektrischer Maschinen und Geräte, die mit regelbarer Schalthäufigkeit und regelbarer prozentualer Einschaltdauer geschaltet werden müssen, gekennzeichnet durch einen drehregelbaren Antrieb für die Ein- und Ausschaltvorrichtung in Verbindung mit einem Überlagerungsgetriebe, welches eine Verstellung des Zeitpunktes der Ein- oder Ausschaltung während des Laufes gestattet.

2.) Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltwalze, deren nebeneinander liegende, sich in Umfangsrichtung erstreckende Kontaktstreifen von einem zum anderen Ende der Walze an Länge zunehmen und deren Gegenkontakte (Stromabnehmer) axial gegenüber der Walze verschiebbar sind.

3.) Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine während des Laufes axial, insbesondere durch Gewindeverstellung verschiebbare Schaltwalze.

4.) Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schalthäufigkeitsmesser, der aus einem Drehzahlmessgerät besteht, dessen Skala die Schalthäufigkeit angibt.

5.) Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einschaltung eines nach dem dekadischen System abgestuften Getriebes mit sprungweiser veränderlicher Übersetzung zwischen Motor und Schaltwalze.

6.) Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung für das Verstellglied der Schaltwalze oder der Stromabnehmer mit einer Rückschnellvorrichtung (z.B. nach dem Prinzip der schiefen Ebene) versehen ist, welche das Verstellglied von der Endstellung unmittelbar in die Anfangsstellung zurückführt.

7.) Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Anzeigegerät, insbesondere Glimmanzeiger, welches in den über die Schaltwalze geführten Stromkreis eingeschaltet ist.

8.) Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Überlagerungsgetriebe, welches zur Verstellung des Zeitpunktes der Ein- und Ausschaltung die Winkelverstellbewegung während des Betriebes der Drehbewegung der Schaltwalze überlagert.