DE238586C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 238586 .-KLASSE 21 c. GRUPPE

einen Elektromotor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. April 1909 ab.

Bei Werkzeugmaschinen mit hin und her gehender Bewegung, beispielsweise bei Hobelmaschinen, verwendete man bislang meist offene und gekreuzte Riemen, die wechselweise von den Losscheiben auf die Festscheiben der Maschinenwelle geleitet werden und nach Beendigung eines jeden Hubes den Bewegungssinn umkehren. Während der Verzögerung und Beschleunigung der meist nicht unbedeutenden

ίο Massen tritt ein teil weises Gleiten der Riemen ein, das ihre schnelle Abnutzung zur Folge hat.

Bei der nachstehend beschriebenen Einrichtung kann dagegen der die Maschine antreibende Elektromotor in bekannter Weise unmittelbar mit der Hobelmaschine verbunden werden, so daß Riementriebe zum Umsteuern völlig entbehrlich werden.

Von anderen Umkehrantrieben, wie sie beispielsweise bei Aufzügen erforderlich sind, unterscheidet sich der nachfolgend beschriebene gemäß der besonderen Aufgabe in zwei Punkten.

Erstens soll die Bewegung selbsttätig bei Beendigung eines jeden Hubes umgesteuert werden, und zweitens werden die bewegten Massen am Hubende nicht durch mechanische Bremsvorrichtungen zur Ruhe gebracht, sondern die Verzögerung der Massen und ihre Beschleunigung in entgegengesetztem Sinne soll lediglich auf elektrischem Wege durch Gegenstrom erfolgen, nach Befinden ebenfalls in bekannter Weise unter Benutzung einer vorhergehenden Feldverstärkung zur teilweisen Verzögerung der Massen und Rückgewinnung von Energie.

Ein derartiger Antrieb erfordert nun eine elektrische Umschaltvorrichtung für den Ankerstrom, die zweckmäßig durch die bei Hobelmaschinen übliche mechanische Knaggenumsteuerung bewegt wird, und einen Selbstanlasser, der in mehreren Stufen die Anlaßwiderstände kurzschließt.

Als Selbstanlasser sind für diesen Zweck häufig Stufenschalter mit mechanischem Antriebe benutzt (vgl. »The Electrician«, London, vom 3. März 1905, S. 956), die unter Zwischenschaltung einer Rutschkupplung direkt von dem Motor je nach seiner Drehrichtung bald im einen, bald im anderen Bewegungssinne angetrieben werden, und deren Kontakthebel durch Endanschläge in seiner Bewegung nach beiden Seiten begrenzt ist.

Derartige rein mechanische Selbstanlasser zeigen aber den Mangel, daß die Hobelmaschine bei einer Abstellung während des Hubes ohne äußeren Eingriff nicht wieder im gleichen Sinne in Gang gesetzt werden kann, da sich ja für die betreffende Bewegungsrichtung der Selbstanlasser nicht in der Anfangsstellung, sondern bereits in der Endstellung befindet. Man vermeidet diesen Mangel durch Verwendung eines elektrischen Selbstanlassers, beispielsweise eines Relaisanlassers, der nach Ab-

Stellung der Maschine infolge einer Stromunterbrechung von selbst in seine Anlaßstellung zurückkehrt.

Die Verwendung derartiger Anlasser, deren Anlaßrelais beispielsweise als Spannungsrelais parallel zum Anker des Motors geschaltet sein mögen, erfordert aber gewisse Vorsichtsmaßregeln.

Da nämlich der Anker beim Beginn der

ίο Stromumkehrung noch in der früheren Drehrichtung in dem erregten Felde läuft und eine Spannung nahezu gleich der vollen Netzspannung gibt, so würden die Relais sofort die Anlaßwiderstände kurzschließen, also ihre Aufgabe nicht richtig erfüllen. Es ist daher eine Vorrichtung erforderlich, welche die Relais so lange außer Tätigkeit setzt, bis "der Motor nahezu zum Stillstande gekommen ist oder, wie bei der vorliegenden Anordnung, sich bereits in entgegengesetztem Sinne zu drehen beginnt. Ferner müssen Vorkehrungen getroffen werden, daß die zuvor kurzgeschlossenen Anlaßwiderstände während der fast augenblicklichen Umsteuerung sicher wieder vorgeschaltet werden.

Der ersten Bedingung kann durch die verschiedensten Mittel und Schaltungen entsprochen werden. Im vorliegenden Falle wird dazu eine Hilfskontaktvorrichtung . an der Hobelmaschine benutzt, welche einerseits die Umkehr der Motordrehrichtung bewirkt, andererseits ein vorzeitiges Ansprechen der Anlaßschütze verhütet.

Der zweiten Bedingung wird durch eine mechanische Abhängigkeit zwischen den Relais entsprochen, die den Gegenstand der Erfindung bildet.

In der Zeichnung ist eine derartige Einrichtung beispielsweise schematisch dargestellt.

Der Tisch α der Hobelmaschine wird durch eine Zahnstange, Zahnrad und Schneckenübersetzung unmittelbar von dem Motor b angetrieben. Die gesamte Steuervorrichtung besteht aus drei Teilen; einem Steuerschalter S, einem Anlasser A und dem Umschalter U. Die Kontakte des Steuerschalters i_x, i₂ und «₅, i₆ dienen zur Steuerung des Umschalters U, die Kontakte i₃, i₃ zur Verstärkung des Motorfeldes vor und während der Umschaltung und die Kontakte p_x bis p₃ zur Steuerung der Anlaßschützen Y₁, r₂, r₃- Die Umschaltung im Steuerschalter erfolgt durch Bewegen des über q_x dauernd mit dem Netzpol P verbundenen Schaltarmes i_it an dem ein Hebel c befestigt ist. In seiner Ruhelage nimmt dieser Hebel c und der Schaltarm i_t infolge des Zuges einer Feder f o. dgl. die in der Zeichnung dargestellte Mittellage ein, in der er die Kontakte i₆, i_e und p₃ überdeckt, während er die Kontakte i_x bis i_s nicht berührt. Von den Kontakten i_x bzw. i₂ führen die Leitungen I₁ bzw. I₂ unmittelbar, und von den Kontakten i₅, i₆ die Leitungen I₅,1₆ über die Hilfskontakte s_s, S₄ zu den Erregerspulen S₁ bzw. S₂ der Umschaltschützen des Umschalters U. Dieser dient dazu, mittels der Kontakthebel Zi₁, k₃ bzw. k₂, Ji₄ dem Anker b des Motors in dem einen oder anderen Sinne Strom zuzuführen. Die beiden Kontakte i₃, i_s liegen mittels einer gemeinsamen Leitung I₃ unmittelbar an der Feldwicklung η ηο des Motors, vermitteln also eine von der Stellung des Steuerschalters abhängige Verbindung zwischen dem Netzpol P und der Feldwicklung n des Motors unter Umgehung des Regulierwiderstandes M₁, m₃. Die Kontakte p_x bis p_s sind mittels Leitungen mit den Wicklungen der entsprechend bezeichneten Relais r_x, r₂, r_s des Anlassers A verbunden, so daß je nach den Stellungen des Steuerschalters je ein Relais r, z. B. r_x über i_i: p_x oder r₂ über i_t, p₂ und r₃ über i_it p₃ mit dem Netzpol P verbunden und erregt wird, da die anderen Enden der Relaiswicklungen gemeinsam an den Netzpol N geführt'sind. Bei Erregung dieser Relais werden die zugehörigen Schaltanker angezogen und überbrücken die Anlaßwiderstände W₁, W₂, W₃. Der Kontakt m_x des Regulierwiderstandes liegt über q₁ dauernd an P. Es fließt daher ständig ein Strom über den Regulierwiderstand m_x, m₃ durch die Feldwicklung n des Motors. Dieser Strom kann aber durch Kurzschließen der Teile Wi₁, m₂ bzw. M₁, m₃ des Regulierwiderstandes zu bestimmten Zeiten verstärkt werden.

In den Endstellungen des Hobeltisches wird der Hebel c des Steuerschalters S durch die am Hobeltisch befestigten Anschläge a₂, a_x nach links bzw. nach rechts in eine seiner äußersten Stellungen verschoben, und nach Umkehr der Bewegung kehrt er, da der betreffende Anschlag ihn dann wieder freigibt, unter der Wirkung der Feder f allmählich in seine Mittelstellung zurück.

Nunmehr möge die Wirkungsweise des gesamten elektrischen Schaltapparates verfolgt werden unter der Annahme, daß der Hauptschalter q_x, q₂ noch offen und der Hobeltisch sich in einer mittleren Lage, also nicht in einer Endstellung befindet. Demgemäß wird auch der Hebel c, i_i sich in seiner Mittellage befinden.

Sobald nun q_x, q₂ geschlossen wird, erhält die Feldwicklung n des Motors Strom von P über q_x, m_x, m₃, n nach N. Es wird zwar ferner noch das Anlaßschütz r₃ erregt, der Motor kann sich aber noch nicht in Bewegung setzen, da keins der beiden Schütze S₁ oder S₂ erregt ist. Zu dem Zweck ist es, sofern der Hobeltisch, wie oben angenommen ist, sich nicht in einer seiner Endlagen befindet, erforderlieh, den Hebel c, t₄ von Hand in eine Endlage, z, B. y, zu bringen, wodurch das Um-

schaltschütz S₁ erregt wird (Stromweg P, i₄, I₁, I₁, S₁, N). In der Endstellung y des Hebels z₄ wird ferner das Feld η voll erregt, da W₁, m₃ über t₄, i₃ kurzgeschlossen ist. Durch das Schütz S₁ werden die Kontakthebel A₁, A₃ geschlossen, und der Anker δ des Motors erhält Strom von P über W₁, W₂, w_s (die Anlaßschütze r_v Y₂, Y₃ sind in der Stellung y des Schaltannes i_t nicht erregt), A₁, A₅, δ, A₇, A₃, N.

ίο Läßt man nun den Hebel i_t langsam in seine Mittelstellung zurückgleiten, so wird zwar der Kontakt für die Schützspule S₁ bei I₁ unterbrochen, dieses Schütz bleibt aber trotzdem erregt, indem ein zweiter Stromweg über i₄, i_s, s₃ nach S₁, N entstanden ist. Der Kurzschluß von W₁, m₃ wird ferner bei i₃ aufgehoben, es bleibt aber während des ganzen, der geschilderten Drehrichtung des Motors entsprechenden Arbeitshubes der Teil M₁, m_% des Regulier-Widerstandes durch die Kontakte A₁₁, A₁₂ und während der Anlaßperiode durch den Kontakt m₅ der gesamte Widerstand JM₁, m_s kurzgeschlossen, so daß nach beendetem Anlassen, wo das Relais r_s seinen Anker angezogen und dadurch den Kurzschlußstromkreis für den Feldregelungswiderstand beim Kontakt m₅ geöffnet hat, noch der Widerstandsteil m₂, m₃ dem Motorfelde η vorgeschaltet bleibt, entsprechend der für den Arbeitshub gewünschten Geschwindigkeit des Motors. Bei dem oben erwähnten Rückgange des Hebels «₄ in seine Mittellage werden der Reihe, nach die Kontakte P₁, p₂, p_s berührt und dadurch die Relais Y₁, r₂, r_B nacheinander erregt und die Anlaßwiderstände W₁, W₂, W₃ kurzgeschlossen. Der Rückkontakt

am letzten Relais r* soll die

Feldverstärkung, wie oben geschildert ist, so lange aufrechterhalten, bis der Anlaßvorgang beendet ist. .

Der Hobeltisch läuft nunmehr so lange weiter, bis der Knaggen a₂ den Hebel c berührt. Dadurch wird zunächst der Kontakt i_it i_s geschlossen und das Feld η des Motors auf seinen Maximalwert verstärkt, indem der ganze Widerstand JM₁, m₃ wieder über den Stromweg i₄, J₃, I₃, η kurzgeschlossen ist. Der Motor arbeitet als Generator und gibt einen Bremsstrom ins Netz zurück, wodurch die Tourenzahl des Motors entsprechend herabgedrückt wird. Bei Erreichung der Stellung χ sind alle Relais r₃, Y₂, Y₁, die zwar beim Hinübergleiten des Hebels «₄ über die Kontakte p₂, P₁ nochmals ansprachen, stromlos geworden, und der gesamte Widerstand W₃, W₂, W₁ ist wieder vorgeschaltet. Da der Kontakthebel i_i ferner das Kontaktstück i_s hierbei verläßt, um bald darauf am Schlüsse seiner Bewegung den Kontakt i₂ zu berühren, so wird dadurch der Erregerstrom des Umschaltschützes S₁ unterbrochen und der von S₂ geschlossen, wodurch die Kontakthebel A₄, A₂ angezogen werden, der Motoranker umgeschaltet und der Motor mittels Gegenstrom (Stromweg P, W₁, w₂, W₃, A₂, A₆, b, A₈, A₄, N) vollends zur Ruhe gebracht und in umgekehrtem Drehsinne beschleunigt wird. Damit vor dem Einschalten des Gegenstromes die früheren Kontaktverbindungen an den Anlaß- und Umkehrschützen sicher unterbrochen sind, ist die den Gegenstand der Erfindung bildende mechanische Abreißvorrichtung A₁ bis A₆ vorgesehen. Dieselbe besteht einerseits aus einem Balancier H₁, welcher beim Ansprechen eines der beiden Umschaltschütze S₁ oder S₂ und Anziehen seiner Anker A₁, A₃ bzw. A₂, A₄ die Anker des jeweils anderen Schützen mechanisch abreißt, andererseits aus dem Schubkurbeltrieb A₂, A₃ mit den Abreißnocken A₄, A₅, A₆, welcher derartig wirkt, daß während der ersten Hälfte der Bewegung der Umschaltschützenanker A₁, A₃ oder A₂, A₄ die Anker der Anlaßschütze, sofern sie nicht zuvor von selbst abgefallen sind, mechanisch von den Polen ihrer Relais abgedrückt, während der zweiten Hälfte der Bewegung dagegen wieder freigegeben werden.

Hierdurch wird auch bei schnellstem Umsteuern erreicht, daß alle vorher bestandenen Kontaktverbindungen sicher gelöst sind. Die Gefahr des Bestehenbleibens einer Verbindung liegt nämlich ohne diese Anordnung vor, da bei dem schnellen Anspringen der Schütze s₂ bzw. S₁ die vorher erregten Umschalt- und Anlaßschütze S₁ bzw. s₂ und Y₁, Y₂, Y₃ infolge der Massenträgheit ihrer Anker und der Remanenz oder durch mechanische Klemmungen kleben bleiben und dann unzulässige gefährliche Verbindungen noch bestehen könnten, welche unbedingt zuvor unterbrochen werden müssen.

Bei der beschriebenen Anordnung ist besonders zu beachten, daß die Bewegungen der Umschaltschütze S₁, s₂ nicht durch elektrische Abhängigkeitskontakte gegeneinander verblockt sind. Würde nämlich die Abhängigkeit der Umschaltschütze auf elektrischem Wege herbeigeführt, so ist ein Klebenbleiben eines der Schütze nicht unbedingt ausgeschlossen. Infolgedessen besteht die Möglichkeit, daß der bremsende Gegenstrom ausbleibt und eine Beschädigung der Maschine herbeigeführt wird, weil der Arbeitstisch nicht rechtzeitig zum Stehen kömmt. Bei der beschriebenen Anordnung sind deshalb für die gegenseitige Blockierung elektrische Abhängigkeitskontakte ganz vermieden, und das Abreißen der Schütze wird nur durch die oben beschriebene mechanische Vorrichtung A₁ bis A₆ herbeigeführt.

Die Anordnung der mechanisch zwangläufigen Abhängigkeit zwischen den Umkehrhebeln des Umschalters U bzw. zwischen den sie steuernden Schützen S₁, S₂, welche in dem Ausführungsbeispiel durch den Balancier A₁

gegeben ist, und die Übertragung der Bewegungen des Balanciere A₁ oder einer ihm gleichwertigen Vorrichtung auf die Schaltschütze T₁₁Y₂, t_s im Anlaß widerstand, die im vorliegenden Falle durch das Schubkurbelgetriebe A₂ bis A₆ vermittelt wird, bilden den Gegenstand der Erfindung. Diese mechanische Abhängigkeit soll trotz der Schnelligkeit der Schaltbewegungen die zu sicherem Betriebe

ίο erforderliche unbedingte Zuverlässigkeit der

■ Schaltfolge und der Einstellung der Schaltorgane verbürgen. Bei ihrer Anwendung ist eine Kontaktgebung an dem einen Schalthebelpaar des Umschalters U ohne vorherige Ausschaltung des anderen Schalthebelpaares vollständig ausgeschlossen, und es wird dadurch sicher verhütet, daß der Anker des Motors an die volle Netzspannung ohne Vorschaltung der Anlaßwiderstände gelegt wird.

Wie bereits erwähnt, ist die präzise Einschaltung des Gegenstromes am Ende jedes Hubes von Wichtigkeit, um Beschädigungen der Arbeitsmaschine zu verhüten. Es ist daher erforderlich, bei Überschreitung des eingestellten Hubes den Motorstrom abzustellen und erforderlichenfalls auch die rotierenden Massen mechanisch oder elektrisch abzubremsen. Eine derartige Sicherheitsvorrichtung läßt sich sehr einfach mit dem dargestellten Steuerschalter S an der Hobelmaschine verbinden. Es ist zu dem Zwecke nur erforderlich, bei einer Bewegung des Hebels c über die normalen Endeinstellungen hinaus einen Kontakt zu schließen oder zu öffnen, der einen selbsttätigen,, im Motorstromkreise liegenden Ausschalter auslöst und, wenn nötig, eine Bremsvorrichtung in Tätigkeit setzt. Die Anschlagstücke U₁, a₂ können ferner treppenförmig gestaltet werden, damit der Kontakthebel i_t in den einzelnen Stellungen länger verbleibt und um besonders bei kleinen Hubüberschreitungen eine Ausschaltung an dem letzterwähnten Notschalter zu vermeiden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Selbsttätig wirkende Vorrichtung zum Umsteuern und Anlassen von Hobel- und anderen Maschinen mit hin und her gehendem Arbeitsgang und mit Antrieb der Maschinen durch einen Elektromotor in Verbindung mit einem aus zwei durch elektromagnetische Schütze bewegten Umschaltern und mehreren Anlaßschützen bestehenden Wendeanlassef, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anker (H₁, k₃ und A₂, k₄) der beiden Umschaltschütze ^s₁ und S₂) untereinander als auch die Anker der Anlaßschütze (V₁, Y₂, Y₃) mit den Ankern der Umschaltschütze durch einen mit einem Schubkurbelgetriebe (h₂, h₃) verbundenen Balancier (h_x) oder ähnlich wirkende Vorrichtung in mechanische Bewegungsabhängigkeit gebracht sind, derart, daß beim Anziehen des einen Umschal tschützenankerpaares (z. B. k_v k_s) das andere Umschaltschützenankerpaar (z. B. A₂,, A₄) durch den Balancier (H₁) von der Schützspule abgerissen wird und das Schubkurbelgetriebe (h₂, h₃) zufolge dieser Bewegung des Balanciere (H₁) eine hin- und rückläufige Bewegung ausführt, in deren erstem Teile die Anker der Anlaßschütze (V₁, Y₂, Y₉) in ihre Ruhestellung zurückgeführt und gesperrt werden und diese Sperrung der Anker im zweiten Teile der Bewegung wieder aufgehoben wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.