Steuereinrichtung für Maschinen, bei denen die Geschwindigkeit innerhalb weiter Grenzen nicht eindeutig von der Stellung eines den Gang der Maschine beeinflussenden Steuerhebels abhängig ist. Bei elektrischen Maschinen, deren Touren zahl entweder bei konstanter Spannung durch Änderung des Feldes oder bei konstan tem Feld durch Veränderung der Spannung geregelt wird, bedarf es nur einer geringen Bewegung des Steuerorganes, um von der Anlassperiode in die Bremsperiode überzu gehen. Hierin liegt ein grosser Vorteil der artiger Steuereinrichtungen.
Die bekannteste Art ist die Leonardschaltung. Bewegt der Maschinist den Steuerhebel von der Nullstel lung nach einer der Endlagen hin, so wird der Motor beschleunigt; er befindet sich in der Anlassperiode. Hält der Maschinist den Steuerhebel still, so fährt der Motor mit kon stanter oder annähernd konstanter Geschwin digkeit.
Zieht der Maschinist aus einer sol chen Auslagestellung den Steuerhebel um einen nur geringen Betrag zurück, so tritt augenblickliche Bremsung des Motors ein, er befindet sich in der Bremsperiode. Anlass- periode und Bremsperiode sind also bei Um- kehr der Steuerhebelbewegung unmittelbar aneinander gereiht.
Ganz anders liegen die Verhältnisse, wenn der Motor mit Widerständen im Haupt stromkreis geregelt wird. Bei Auslage des Steuerhebels aus der Nullstellung findet auch hier die Beschleunigung des Motors statt ent sprechend der Ausschaltung der Widerstände. Wird der Steuerhebel in einer Auslagestel- lung festgehalten, so läuft der Motor im all gemeinen nicht mi'i konstanter Tourenzahl weiter, sondern stellt sich auf eine Touren zahl ein, die von der Grösse der Last und den noch eingeschalteten Anlasswiderständen ab hängig ist.
Zieht der Maschinist den Steuer hebel jetzt zurück und schaltet dadurch wie der mehr Widerstände ein, so entsteht noch keine Bremswirkung. Die Tourenzahl des Motors kann abnehmen, sie braucht es aber nicht. Sie kann vielmehr noch weiter anwach sen, insbesondere wenn die Last negativ ge worden ist, also den Motor antreibt.
Eine Bremsung wird erst dann erzwungen, wenn der Steuerhebel ganz auf Null zurückgezogen und über die Nullage hinaus in die Anlass stellung für die umgekehrte Drehrichtung zu rückgeführt wird, also mit Gegenstrom ge bremst wird. Anlassperiode des Motors und Bremsperiode sind also nicht unmittelbar bei Vorwärts- und Rückwäitsbewegung des Steuerhebels aneinander gereiht, sie sind viel mehr durch einen Zwischenraum getrennt, der gegeben ist durch die Grösse des Ausschlages des Steuerhebels von der Nullstellung aus, bei dem die Rückführung des Steuerhebels beginnt.
In diesem Zwischenraum hat der Maschi nist den Motor nicht mit Hilfe der Steuerung in der Gewalt. Dies ist ein grosser Nachteil. Die Zeit, die verfliesst, bis der Steuerhebel über die Nullstellung hinaus in. die Brems lage umgelegt ist, kann genügen, zum Bei spiel bei Fördermaschinen, eine unzulässige Tourenerhöhung oder ein Übertreiben und da mit Unglücksfälle herbeizuführen.
Gemäss der Erfindung sollen R.egelaangs- organe für das Anfahren und solche für das Bremsen in einer solchen Abhängigkeit von der Grösse der Steuerhebelauslage stehen, da ss bei jeder Änderung der Bewegung des Steuerorganes im Sinne einer Verminderung der Umdrehungszahl die Maschine von der Kraftzufuhr sofort abgeschaltet und die Bremsung eingeleitet wird.
In den Figuren sind Beispiele der Erfin dung dargestellt, und zwar beziehen sich die Fig. 1 bis 3 auf Gleichstrommaschinen, wäh rend die Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für einen asynchronen Wechselstrommotor dar stellt.
In Fig. 1 ist 1 der Anker des Motors, der mit Hilfe des Widerstandes geregelt werden soll. Der Widerstand wird sowohl in der An lassperiode, wie in der Bremsperiode benutzt. In der Anlassperiode ist der doppelpolige Um schalter 3 nach oben gelegt und dadurch der Regelkontakt 4 am Anlasswiderstand an die Netzleitung 5 angeschlossen. Beim Bremsen tvird der Umschalter 3 nach unten gelegt, wie in der Figur punktiert dargestellt ist. Da durch wird der Regelkontakt 4 aus- und der Regelkontakt 6 eingeschaltet. In beiden Fahr perioden ist die Erregung 7 des Motors dauernd an die Netzleitungen 5 und 8 ange schlossen.
Die beiden Regelkontakte 4 und 6 werden durch den Steuerhebel gleichzeitig, aber in entgegengesetzter Richtung, bewegt, beim Anlassen, wie es die ausgezogenen Pfeile, beim Bremsen, wie es die punktierten Pfeile angeben. Befindet sich also der An lasskontakt 4 in der äussersten Rechtsstellung, so befindet sich der Regelkontakt 6 in der äussersten Linksstellung. Dies ist die Stellung der Kontakte beim Beginn einer Fahrt.
Ist der Motor vollständig angelassen, so befindet sich der Kontakt 4 in der äussersten Links stellung, der Kontakt 6 in der äussersten Rechtsstellung. -N%Tird jetzt der Schalter 3 von oben nach unten umgelegt, so setzt un mittelbar die Bremsperiode des Motors ein, wobei zunächst der gesamte Widerstandswert des Widerstandes 2 "in den Bremsstromkreis eingeschaltet ist. Wird jetzt der Steuerhebel zurückgelegt, so bewegt sich der Kontakt 6 in Richtung des gestrichelten Pfeils und schaltet allmählich den Bremswiderstand aus. der Motor bremst sich also auf den Wi derstand ab und kommt zum Stillstand., wenn der Kontakt 6 in die äusserste Linksstellung gebracht ist.
Die Bremsenergie wird hierbei im Widerstände verzehrt.
Die Betätigung der beiden Regelkontakte 4 und 6 durch den Steuerhebel 10 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der eine Kontakt ist ober halb, der andere unterhalb des Drehpunktes angeschlossen, so dass ihre Bewegungen ent gegengesetzt sind. Die Fig. 2 entspricht im übrigen der Fig. 1 mit dem Unterschiede, dass zum Anlassen und Bremsen getrennte Wider stände, nämlich der Anla.sswiderstand 2 und der Bremswiderstand 9, benutzt werden. Der Schalter 3 ist dementsprechend dreipolig ausgebildet.
Bei 11 sind die Umschalter für den Ankerstromkreis des Motors angedeutet, die in an sich bekannter Weise mit dem Steuerhebel verbunden sein können. Fig. 3 zeigt eine Schützensteuerung, bei der ebenfalls ein gemeinsamer Anlass- und Bremswiderstand 2 verwendet wird. Die Schützen 12 werden durch die Kontakte 4 und 6 zum Ansprechen gebracht. Beide Kon takte werden in entgegengesetztem Sinne von einem Hebel 18 betätigt, der die.
Kurbel 14 mit dem Steuerhebel 10 in an sich bekannter Weise verbindet. Die Umschaltung auf Brem sen oder Anfahren geschieht durch den Um schalter 3, der sowohl die beiden Kontakte 4 und 6 ein- und ausschaltet, wie auch den Ankerstromkreis des Motors entweder ans Netz legt oder in sich kurzschliesst. Da in der Figur ein Hauptstrommotor angenommen ist, so bedeutet das Insichkurzschliessen des Motors die Einleitung der Bremsperiode. Mit 11 ist wieder der Drehrichtungsschalter und mit 7 das Feld des Motors bezeichnet. Der Schalter 3 ist also das Schaltorgan zum Um schalten von Anfahren auf Bremsen.
Er wird in an sieh bekannter Weise, zum Beispiel durch eine Schleppbremse, die bei Bewe gungsumkehr des Steuerhebels den Schalter umlegt, durch den Steuerhebel betätigt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf einen asyn chronen Drehstrommotor 1, der durch einen Flüssigkeitsanlasser mit feststehenden Elek troden und bewegtem Elektrolyt, wie sie für grössere Anlagen fast ausschliesslich in Frage kommen, gesteuert wird. 2 sind die Elektro den zum Anlassen, . 9 die Elektroden zum Bremsen. Diese sind in dem Rücklaufgefäss 16 des Anlasswiderstandes untergebracht, während das Hauptgefäss mit 17 bezeichnet ist. Die Bewegung des Elektrolyten zwischen den beiden Gefässen besorgt eine Pumpe 35, die durch einen Motor 34 angetrieben wird. Mit 36 ist ein Ventil bezeichnet, das über das Gestänge 37 und das Zahnrad 14 vom Steuer hebel 10 aus verstellt wird.
Der Übergang von Brems- auf Anfahrperiode wird bei die sem Beispiel durch besondere Ausbildung des Steuerhebels erreicht. Dabei ist der Hand griff 25 des Steuerhebels um eine Achse drehbar in der Weise, dass beim Auslegen des Steuerhebels in der einen oder andern Rieh- tung durch den Druck der Hand auf den Handgriff dieser um seine Achse 46 geknickt wird, ehe eine Bewegung des Steuerhebels 10 stattfinden kann. Aus der Ruhestellung ist der Handgriff 25 nach beiden Seiten hin um legbar, beim Zurücklegen aus einer Knick stellung wird er jedoch in der Mittellage festgehalten, so dass nicht etwa ein Um knicken von einer Endlage durch die Mittel stellung in die andere Endlage möglich ist.
Durch die einer Bewegung .des Steuerhebels 10 zwangsläufig in der gleichen Bewegungs richtung vorausgehende Drehbewegung des Handgriffes bis zu einem Anschlag werden die verschiedenen Steuerkreise derartig ge schaltet, dass beim Schliessen des Statorschal- ters 47, was erst durch eine Bewegung des Steuerhebels 10 selbst erfolgt, alle Umschal tungen in der Strombahn des Fördermotors bereits ausgeführt vorliegen. Zu diesem Zwecke schliesst je nach der Auslage des Handgriffes dessen über den Drehzapfen hin ausgehende Verlängerung verschiedene Kon takte (26, 27, 28) für die Steuerstromkreise.
In der Mittelstellung (28) ist die Einschal tung des Schützes 42 für Rotorumschaltung auf die Gleichstrombatterie 100 vorbereitet. In den Endlagen 26 und 27 ist der Kontakt 28 unterbrochen, dagegen erstens der Steuer kreis für das Minimalrelais 29 des Fahrt richtungsumschalters 47 .geschlossen (Stator- hauptschalter oder Netzschalter eingeschaltet, zweitens das Schütz 41 für Rotorumschaltung auf Anfahrwiderstände eingeschaltet, und drittens der Drehrichtungsumschalter 33 des Pumpenmotors 34 nach links umgelegt.
Es entspricht also die Mittelstellung 28 des Handgriffes 25 einer Einschaltung der Steuerkreise für elektrische Verzögerungs bremsung, dagegen jede Knickstellung in gleicher Weise einer Einschaltung der Steuer kreise für Fahren. Hierbei wird aber die Ver zögerungsbremsung nur dann wirksam, wenn der Steuerhebel nicht in der Nullage, sondern in einer Schaltstellung sich befindet, da nur dann der mit Kontakt 28 in Reihe liegende Kontakt 30 geschlossen ist, so dass nur in solchem Falle das Schütz 42 anspringt die Gleichstrombatterie 100 auf den Motor schaltet.
Will man also zu einem beliebigen Zeitpunkt der Anfahr- oder Fahrperiode die Fördermaschine stillsetzen, so hat man nur nötig, den Steuerhebel wieder langsam nach der Nullstellung zurückzuführen. Sobald die Rückführung eingeleitet wird, muss -- ehe eine Widerstandsänderung durch Bewegung des Steuerhebels 10 eintreten kann - zu nächst der Handgriff 25 des Steuerhebels aus der Knickstellung in die Strecklage gebracht werden.
Damit wird der Steuerkreis für das Minimalrelais 29 unterbrochen, d. h. der Sta- tor wird vom Netz abgeschaltet und durch der_ Fahrtrichtungsumschalter 47 in dessen Nullstellung an die Bremselektroden 9 ge legt; weiter wird das Schütz 41 (R.otorum. Schalter auf Anfahrwiderstände) unterbro chen und der Umschalter 33 für den Pumpen motor umgeschaltet, so dass jetzt die Pumpe das Anlassergefäss wieder zu entleeren be ginnt.
Beim Erreichen der Strecklage wird Kontakt 28 geschlossen und damit der Rotor an Gleichstrom gelegt. Sobald also der Hand griff in die Strecklage gebracht worden ist, setzt die elektrische Verzögerungsbremsung ein. Das Mass der Verzögerung wird durch Änderung der Steuerhebelauslage geändert. Alle Starkstromumschalter haben zweck mässig Vorkontakte mit passend bemessenen Widerständen, so dass auch während des Um schaltens keine Unterbrechung der Strom kreise eintritt.
Bewegt man bei der Bremsung den Steuerhebel, der sich ja beim Zurück ziehen in der Strecklage befindet, weiter rückwärts über die Mittelstellung hinaus, so knickt dabei der Handgriff von selbst um, d. h. man erhält Gegenstrombremsung, ohne irgendwelche besondere, Schaltungen vorneh men zu müssen. Für Revisionsfahrten oder beim langsamen Einhängebetrieb sperriger Güter wäre es also möglich, mit Gegenstrom zu fahren.
Statt des sen ist es aber viel empfehlenswerter, mit Rotorerregung und Widerständen im Stator- kreis zu arbeiten, man kann dabei jede Senk geschwindigkeit sehr genau innehalten, braucht keine zusätzlichen Bremswider stände und vergeudet keinerlei Energie aus dem Netz. Um das in einfacher Weise vom Steuerhebel durch die genau gleichen Hand griffe wie beim. Fördern oder Einhängen vom Netz aus zu ermöglichen, wird vor einem sol chen Zuge nur der Steuerkreisumschalter 50 umgelegt.
Infolgedessen kann kein Steuer strom zum Minimalrelais 29 des Statorum- schalters oder in das Rotorschütz 41 für An fahrwiderstände gelangen, dagegen wird be reits in der Nullstellung des Steuerhebels beim Umknicken des Handgriffes dieses He bels der Rotor an Gleichstrom gelegt. Auch beim Auslegen des Steuerhebels bleibt der Anschluss des Rotors an Gleichstrom bestehen. Es wird in der Knicklage des Handgriffes durch den Schalter 50 erhalten, in der ge- streckten Lage des Griffes wie bisher durch den Kontakt 30 vermittelt. Je mehr ausge legt wird, um so grösser wird der Bremswider stand, d. h. um so grösser wird die Senk geschwindigkeit.
Zum Stillsetzen ist auch hier der Steuerhebel einfach zurückzuziehen. In der Fahrtstellung bleibt auch in Streck lage die Rotorerregung eingeschaltet, so dass man durch Zurückziehen des Steuerhebels den Bremswiderstand wieder verringert, d. h. die Bremsung verstärkt, die Senkgeschwindigkeit erniedrigt. Der Antriebsmotor für die ver wendete Pumpe wird beim Übergang des Handgriffes 25 in die Strecklage stets umge steuert.
Die Einschaltung des Pumpenmotors 34 erfolgt bei Auslage des Steuerhebels 10 aus der Mittel_stelluing über die Kontakte 31 und das Relais 32. Der Motor 1 ist in Fig. 4 beim Bremsen auf eine Gleichstrombatterie 100 geschaltet. Es kann statt einer Gleich- stromdrelle aber aneh eine Wechselstrom quelle verwendet werden, beispielsweise in dem der Motor beim Bremsen über einen Fre- quenzwandler erregt wird.
Die anhand der elektrischen Maschine im Vorstehenden beschriebene Erfindungsidee, durch den Steuerhebel gleichzeitig die Regel organe für Anfahr- und die für Bremsen zu betätigen, derart, dass bei Umkehr der Bewe gungsrichtung des Steuerhebels in einer belie- bigen Auslage desselben stets beide Regel organe in richtiger oder annähernd .richtiger Stellung stehen, bezw. die Anfahrregelung oder die Bremsregelung richtig vorbereitet ist, kann auch bei andern Kraftmaschinen An wendung finden. So ist es zum Beispiel mög lich, eine Dampfmaschine in normaler Weise durch den Dampf anzulassen und durch eine regelbare Bremse, z.
B. eine Luftdruckbremse, abzubremsen. Es wird dann bei Anwendung der Erfindung vom Steuerhebel aus sowohl das Anlassorgan betätigt, wie auch die Rege lung der Bremse vorbereitet, so dass beim Zu rückziehen des Hebels sofort die richtige Bremswirkung eintritt. Die Mittel, um die Wirkung zu erzielen, sind an sich bekannt. Es handelt sich nur darum, diese bekannten Mittel in ähnlicher Weise zur Wirkung zu bringen, wie es im Vorstehenden für elek trische Maschinen im einzelnem beschrieben ist.
Die Erfindung ist stets 'anwendbar für solche Kraftmaschinen, bei denen die Ge schwindigkeit nicht eindeutig. von der Stel lung des Steuerhebels allein, sondern auch von andern Umständen, zum Beispiel der Grösse der Last, abhängig ist.
Die neue Steuerung ist auch in Verbin dung mit Sicherheitsvorrichtungen, insbeson dere Retardierapparaten, verwendbar. Es wird dann die Einrichtung so getroffen, dass beim Einsetzen der Retardierung die Schalt organe (Umschalter 3 in den Fig. 1 bis 3, oder ein dem Handgriff 25 in Verbindung mit den Kontakten 26, 27, 28 in Fig. 4 ent sprechendes Schaltorgan)
durch die Retar- diervorrichtung auf die Bremsstellung selbst tätig umgestellt werden vor oder bei Rück führung der Steuereinrichtung durch die Re- tardiervorrichtung. Die Mittel hierzu können als bekannt vorausgesetzt werden.