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Umkehrsteuereinrichtung für Elektromotoren Es sind schon automatisch arbeitende Elektro- motorsteuereinrichtungen bekannt mit einer Vorrichtung zum Abschalten und Umkehren des Motors in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Motordrehmoment. Die vorliegende Erfindung zielt auf eine verbesserte Einrichtung mit den folgenden Vorteilen a) die Einrichtung soll robust sein, aber dennoch empfindlich; b) sie soll verhältnismässig einfache und ohne weiteres erhältliche Bestandteile aufweisen, wie z.
B. elektromagnetische Gleichstromrelais und ein an sich bekanntes Amperemeter mit Relaiskontakten; e) der an den Motor abgegebene Ausschalt - Strom soll ohne weiteres nach Wunsch eingestellt werden können; d) die wechselnde Grösse des Motorstroms soll leicht beobachtet werden können.
Eine wichtige Anwendungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung ergibt sich in Verbindung mit Ausweitwerkzeugen, wie sie gewöhnlich zum Einwalzen der Enden von Heiz- und Kondensationsröhren verwendet werden. Dabei ist es nämlich wünschenswert, beim Befestigen jedes Rohrendes in den Rohrplatten des Kondensators oder der Heizvorrichtung den genauen Wert eines vorbestimmten maximalen Ausweitdrehmomentes auszuüben, um mit einer minimalen Kaltbearbeitung des Rohrmaterials gleichmässige, dichte Verbindungsstellen zu gewährleisten. Bei einer solchen Verwendung der Erfindung kann somit offensichtlich die menschliche Beurteilung durch eine automatische Kontrolle ersetzt werden, und auf menschliche Fehler zurückzuführende Unregelmässigkeiten können verringert oder sogar ausgeschaltet werden.
Die Umkehrsteuereinrichtung nach vorliegender Erfindung weist einen von Hand betätigbaren Schalter zum Inbetriebsetzen des Motors und automatische Mittel zum Abschalten des Motors beim Erreichen eines vorbestimmten Maximalwertes des Motorstroms auf und ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum automatischen Umkehren des Motors nach einer vorbestimmten Periode nach dem Inbetriebsetzen der Abschaltemittel.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch eine zusätzliche Vorrichtung, z. B. ein Druckknopfschalter, vorgesehen sein, um den Motor in speziellen Umständen und unabhängig von der oben erwähnten automatischen Umschaltung umkehren zu können.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Verbindung mit Ausweitwerkzeugen. Es zeigen Fig. 1 schematisch ein Ausweitwerkzeug, für das die erfindungsgemässe Einrichtung verwendet werden kann, und Fig. 2 ein bevorzugtes Beispiel des Schaltschemas nach der Erfindung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der mechanische Teil des Werkzeugs einen tragbaren Elektromotor auf, der zusammen mit einem Reduktionsgetriebe in einem Gehäuse 1 untergebracht ist. Das Reduktionsgetriebe treibt über ein Spannfutter 2 eine verjüngte Welle 3, die einen Ausweitkopf und an ihrem Aussenende eine Haltemutter 5 trägt. Der Ausweitkopf weist einen Haltering 4 und einen Satz von Schrägrollen 6 auf und ist auf der Welle 3 zwischen dem Spannfutter und der Haltemutter 5 axial verschiebbar. Der Motor ist mittels Klemmen 01, 02 über ein Steuergehäuse 7 an Kraftleitungen angeschlossen.
Das Gehäuse 7 enthält elektrische Steuerorgane, einschliesslich einer Messvorrichtung mit einem einstellbaren Zeiger Z1.
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Die Einstellung des letzteren bestimmt den Wert, bei dem die automatische Umkehr des Motors eintreten soll, und ein weiterer Zeiger Z2 ist vorgesehen, der die elektrische Grösse anzeigt, die ein Mass für das Motordrehmoment bildet und daher bei der Arbeit des Ausweitwerkzeugs variiert. Der Beginn der ganzen Operation wird gesteuert durch einen einzigen Schalter mit einem Betätigungsorgan 8, das aus einem Handgriff 9 des Gehäuses 1 hervorragt.
Mittels des oben beschriebenen Werkzeugs kann die folgende mechanische Operation des Ausweitens eines Rohrendes und Befestigens des letzteren an einer Rohrplatte ausgeführt werden. Zuerst wird der Ausweitkopf mit der Schrägrollenanordnung 6 gegen das kleinere Ende der Welle 3 verschoben, bis er gegen die Haltemutter 5 stösst. Dann wird der Kopf in das auszuweitende Rohr eingeführt, bis der Haltering 4 gegen das Rohrende stösst. Ein Axialdruck wird ausgeübt, und der Abzugschalter gedrückt, um den Motor in Betrieb zu setzen, der die verjüngte Welle reibt.
Wenn letztere von Hand relativ zum Ausweitkopf axial bewegt wird, so wächst der Effektivdurchmesser der Schrägrollenanordnung und das Rohrende wird ausgeweitet. Das wachsende, entgegengesetzte Drehmoment verursacht ein Ansteigen des Motorstroms, das zum automatischen Stillsetzen und Umkehren des Motors benützt wird, wenn der Strom, der ein Mass für das Drehmoment und daher auch für die unter den gegebenen Bedingungen erreichte Ausweitung bildet, einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Die Art und Weise, in der dies von der automatischen elektrischen Steuerung gemäss der vorliegenden Erfindung bewerkstelligt wird, ist nun in bezug auf Fig. 2 beschrieben. Ausser Betrieb befinden sich alle Kontakte in der im Schema gezeigten Stellung.
Vorwärtsbetrieb (Ausweitung) Beim Niederdrücken eines Anlassschalters, wie z. B. des in Fig. 1 gezeigten und elektrischen, in den Motorstromkreis einbezogenen Abzugschalters 8, werden die Kontakte TI und T2 geschlossen. Strom fliesst dann von der Klemme 01 über TI, die Motorfeldwicklung F1, den geschlossenen Kontakt A3, die Primärwicklung eines Stromtransformators Q, den geschlossenen Kontakt B2, die Ankerwicklung MA des Motors, den geschlossenen Kontakt B1, die Motorfeldwicklung F2 und den geschlossenen Kontakt T2 zur Klemme 02, wobei die Klemmen 01, 02 z. B. an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind.
Gleichzeitig fliesst auch Strom durch eine zweite Abzweigung, nämlich von der Klemme 01 über geschlossene Kontakte TI, R1 und D1, den Gleichrichter P, Widerstand J, Relaisspule C und den geschlossenen Kontakt T2 zur Klemme 02. Dieser Zweigstrom, der in P gleichgerichtet und vorzugsweise durch die Tätigkeit eines mit dem Widerstand J und der Relaisspule C im Nebenschluss liegenden Kondensators I geglättet wird, betätigt die Relais- spule C nach einer kurzen Verzögerung, die von der Ladezeit eines mit der Relaisspule C verbundenen Verzögerungskondensators F bestimmt ist.
Die Erregung der Spule C schliesst einen Kontakt Cl im Kreis eines mit der Sekundärwicklung des Transformators Q verbundenen Amperemeters ME. Letzteres zeigt somit, nach Abebben des Anlaufstosses, den wachsenden Motorstrom, der ein Mass für das wachsende Drehmoment bildet.
Ausschaltung Durch das wachsende Gegendrehmoment wird der Motorstrom verstärkt, bis er einen vorbestimmten, vom erforderlichen maximalen Drehmoment abhängigen Wert erreicht. Ein von Hand betätigbares, verstellbares Einstellmittel, z. B. ein Zeiger Z1, ist am Amperemeter vorgesehen und wird vor Beginn der Operation eingestellt, so dass die beiden Zeiger Z1, Z2 beim Erreichen des maximalen Drehmomentes zusammenfallen. In diesem Augenblick werden zwei an den Zeigern befestigte Kontakte M geschlossen und Gleichstrom fliesst nun aus dem Gleichrichter P durch die Erregerspulen von Stop- und Umkehrrelais A und B und durch einen Widerstand L.
Befindet sich das Stoprelais A in Tätigkeit, so öffnet sich nach einer kurzen, von der Ladeperiode eines Verzögerungskondensators H bestimmten Verzögerung, etwa %-Sekunde, ein Kontakt A3 im Motorkreis zwecks Unterbrechens des Motorstroms. Das in Tätigkeit befindliche Relais A verursacht auch ein Schliessen eines Kontaktes A1, so dass die Erregerspule von A erregt bleibt, nachdem der Kontakt M infolge Unterbrechens des Motorstroms geöffnet worden ist.
Das Relais A verursacht auch ein Öffnen eines weiteren Kontaktes A2, um so das Aufladen eines Verzögerungskondensators G und weiter die Erregung des Umkehrrelais B zu ermöglichen. Automatische Umkehr Das Relais B tritt in Tätigkeit nach einer Verzögerung von etwa zwei Sekunden, die bestimmt ist durch den Wert des Kondensators G und so ausgewählt wird, dass der Motor zum Stillstand kommt, bevor er automatisch umgeschaltet wird.
Ist das Relais B erregt, wie oben dargelegt, so werden die Umschaltkontakte B1, B2 so betätigt, dass die Ankeranschlüsse umgekehrt werden, worauf dann Strom von der Klemme 01 durch TI, die Feldwicklung F1, den Kontakt B1, die Motorankerwicklung MA, den Kontakt B2, die Feldwicklung F2 und den Kontakt T2 zur Klemme 02 fliesst.
Während all den oben angeführten Operationen drückt die Bedienungsperson den Abzug, um die Kontakte TI und T2 geschlossen zu halten. Wenn der Abzug freigegeben wird, so werden alle Relais und Kontakte zurückgestellt und sind wieder für eine neue Vorwärtsoperation bereit. Es ist zu beachten, dass das Amperemeter während des Umkehrlaufes des Motors nicht in den Stromkreis einbezogen ist,
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da keine Stromspitze zu erwarten ist und das Amperemeter während dieser Betriebsdauer überflüssig ist.
Manuelle Umschaltung Bei der oben beschriebenen automatischen Operation wird der Motor nur nach Erreichen eines vorbestimmten Wertes im Vorwärtslauf auf Umkehr geschaltet. Da es aber hin und wieder wünschbar ist, den Motor im umgekehrten Drehsinn anzulassen, kann eine zusätzliche manuelle Steuerung vorgesehen werden. Diese besteht aus einem Schalter (nicht gezeigt), wie z. B. einem Druckknopfschalter, der beim Niederdrücken die Kontakte R1 umschaltet und einen weiteren Kontakt R2 schliesst.
Der Abzugschalter 8 wird jetzt nicht betätigt und Strom fliesst von der Klemme 01 über die Kontakte Rl, D1, einen Gleichrichter N, einen Widerstand S, die Erregungsspule eines Relais D, die Feldwicklung F1, den Kontakt A3, die Primärwicklung des Transformators Q, den Kontakt B2, den Motoranker MA, den Kontakt B1, die Feldwicklung F2, den Widerstand L, den Kontakt Al, der beim Niederdrücken des Druckknopfes, wie unten beschrieben, sich schliesst, und den Kontakt R2 zur Klemme 02.
Die Impedanz dieses Stromkreises ist so gewählt, dass der Gleichrichterstrom sehr klein ist und den Motor nicht betätigen wird, wohl aber das Relais D, wobei an die Spule des letzteren und den Widerstand S zwecks Glättens des gleichgerichteten Stroms ein Kondensator E angeschlossen ist. Befindet sich das Relais D in Tätigkeit, so stellt es die Kontakte D1 um und schliesst den Kontakt D2, wodurch die Kontakte R1 und R2 am Druckknopf umgangen werden.
Gleichzeitig fliesst Strom durch den Kontakt DI, den Gleichrichter P, die Relais A und B zum Kontakt D2, wodurch diese beiden Relais erregt, der Kontakt A1 geschlossen, die Kontakte A2, A3 ge- öffnet und die Kontakte B1, B2 zwecks Bereitstellens für den Umkehrbetrieb umgeschaltet werden.
Beim Niederdrücken des Abzugschalters 8 (T,, T2) lassen die Kontakte TI, T2 wieder den vollen Strom zum Motor fliessen, der jetzt umgekehrt läuft. Gleichzeitig übergeht der Kontakt TI beim Schliessen D1, N, S und D und bringt das Relais D zum Freigeben und Rückstellen der Kontakte D1 und D2 in die Ruhe -Stellung. Beim Freigeben des Abzugschalters werden auch die Relais A und B zwecks Bereitstellens für die Vorwärtsoperation freigegeben.
Es versteht sich ohne weiteres, dass Einzelheiten der gezeigten Konstruktion und Stromkreisanord- nung für verschiedene Anwendungen ausgebildet und zwecks Anpassung an individuelle Erfordernisse variiert werden können, und dass eine Anordnung nach der Erfindung mit beliebigen geeigneten und wünschbaren Mitteln kombiniert werden kann, die an sich bekannt sind, ohne den Gedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen.