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Vorrichtung zum Schalten von Reibungskupplungen unter Verwendung von
mindestens zwei Magnet-Induktoren Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung
zur Schaltung von Reibungskupplungen unter Verwendung von mindestens zwei der als
Geber für fernanzeigende Meßgeräte bekannten. Magnet-Induktoren, von denen der eine
mit .der treibenden und der andere mit der getriebenen Kupplungshälfte verbunden
ist, wobei die Umdrehungszahlen der Geber in einem bestimmten, für beide Geber gleichen
Verhältnis zu den Umdrehungszahlen der Kupplungshälften stehen.
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Gemäß der Erfindung werden die von den Gebern erzeugten Spannungen
in an sich bekannter Weise gleichgerichtet, dann gesiebt und zwecks Erzielung einer
Spannungsdifferenz gegeneinandergeschaltet, worauf diese Spannungsdifferenz einem
Röhrenverstärker zugeleitet wird, in dessen Anodenstromkreis ein Relais liegt, das
über ein Schaltschütz zur Schaltung der Reibungskupplung dient.
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Die elektrische Schaltung wird erfindungsgemäß zweckmäßigerweise so
ausgeführt, daß die von den Gebern erzeugten und gleichgerichteten Spannungen unter
Parallelschaltung von zwei Ladekondensatoren an zwei Potentiometern gegeneinandergeschaltet
sind, wobei die aus diesen Potentiometern ausgehenden Spannungen über ein weiteres
in Reihe liegendes Potentiometer den Gitterstromkreis einer Verstärkerröhre beeinflussen,
in deren Anodenstromkreis ein Relais ahgeordrnet ist, de.s
über
seinen Arbeitskontakt ein Schaltschütz für die Schaltung einer Reibungskupplung
oder der Antriebsmaschine betätigt.
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Um bei Ausfall der Verstärkerröhre, Schaden in der Schaltung oder
Versagen der Erregung, ein sicheres Abschalten der Reibungskupplung zu erreichen,
ist eine Sicherheitsschaltung vorgesehen, bei der parallel zu demjenigen Potentiometer,
an dem die von dem treibenden Wellen- bzw. Kupplungsteil herrührenden gleichgerichteten
Wechselspannungen auftreten, der Gitterkreis einer zweiten Verstärkerröhre angeschlossen
ist, in deren Anodenstromkreis ein Relais eingeschaltet ist, dessen Arbeitskontakt
als Sicherheitsschalter im Zugspulenstromkreis des Schaltschützes liegt.
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In der Zeichnung sind als Beispiel dienende Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes dargestellt, und' zwar zeigen die Abb. I und Abb. 2 je ein
Schaltbild.
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In den Schaltbildern Abb. I und Abb. 2 sind einheitlich die nachstehenden
Bezeichnungen eingetragen.
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M I und M2, sind je ein permanenter Magnet, die auf der Umfangsfläche
einer treibenden Kupplungshälfte I und einer getriebenen Kupplungshälfte 2 einer
beispielsweisen elektrisch betätigten Reibungskupplung in beliebiger Weise derart
befestigt sind, daß ihre als Polschuhe wirkenden Schenkel nach außen weisen und
beim Umlaufen sich in parallelen Kreisbahnen bewegen.
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Durch einen Luftspalt von den Endflächen der Schenkel der als Erreger
wirkenden Magnete M I und M2 getrennt, stehen außerhalb der parallelen Kreisbahnen
derselben diesen j e ein ortsfestes Weicheisenjoch j 1 und 12 gegenüber, deren Stege
mit Induktionsspulen Sp I und Sp 2 versehen sind.
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Mit G I und G2 sind Einweggleichrichter und mit K I und K 2 Ladekondensatoren
bezeichnet. P I, P 2 und P 3 sind Potentiometer, die auch als Regelwiderstände benutzt
werden. Mit V I und V2 sind zwei Verstärkerröhren bezeichnet. R I ist ein Feinrelais
mit einem Arbeitskontakt RI und R2 ist ein weiteres Feinrelais mit einem Arbeitskontakt
R 2a. S I und S2 sind Schaltschütze mit Ruhe- bzw. Arbeitskontakten SIa und S2a.
Diese Schütze unterscheiden sich dadurch, daß das Schaltschütz S I bei Erregung
seiner Zugspule den Kontakt S Ia öffnet, während beim Schaltschütz S 2 im gleichen
Falle der Kontakt S 2a geschlossen wird. T ist eine Drucktaste, die beim Anlaufen
der Reibungskupplung und Inbetniebsetzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gedrückt
wird. Mit A i, A2, A 3 und A 4 sind Gleichstromquellen (Sammler) bezeichnet; ein
Handschalter H dient zum willkürlichen An- und Abschalten der Reibungskupplung an
eine Gleichstromquelle mit der erforderlichen Spannung. Zur Speisung der Zugspulenstromkreise
der Schaltschütze S I und S2 dient beispielsweise ein Wechselstromnetz; es kann
aber auch jede beliebige andere Stromquelle verwendet werden.
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Die in den feststehenden Spulen Sp I und Sp 2 durch das Vorbeilaufen
der Magnete M I und M 2 an den Weicheisenjochen J I und J2 induzierten Spannungsstöße
werden durch die Einweggleichrichter G I und G 2 gleichgerichtet und laden die nachgeschalteten
Ladekondensatoren KI und K2 auf. Die Ladung hält sich über einen langen Zeitraum,
da die Kreise durch die hochohmigen Potentiometer P I und P2, abgeschlossen sind.
Es ist also gleichgültig, zu welchen Zeitpunkten die Spannungsstöße in den beiden
Spulen Sp I und Sp 2 erzeugt werden.
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Die beiden Gleichspannungen, die von den beiden Kupplungshälften I
und 2 herrühren, sind gegeneinandergeschaltet, so daß bei gleicher Drehzahl der
Kupplungshälften (Stillstand oder schlupfloser Lauf) die Summe der beiden Spannungen
gleich Null ist.
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Die Potentiometer P I und P:2, an denen die gegeneinandergeschalteten
Spannungen auftreten, liegen im Gitterkreis einer Verstärkerröhre V I, bei der im
Stillstand der Kupplung oder bei gleicher Drehzahl der beiden Kupplungshälften I
und 2 eine solche Gittervorspannung eingestellt sein muß, daß der Anodenstromkreis
nur einen sehr kleinen Wert hat.
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Um ein sicheres und einwandfreies Arbeiten der Schaltung nach Abb.I
zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß die Gittervorspannung der Verstärkerröhre
V I am Potentiometer P 3 so eingestellt wird, daß die Anodenstromstärke dicht unterhalb
der Haltestromstärke des Feinrelais R I liegt.
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Mit Hilfe der Potentiometer P I und P2 lassen sich Ungleichheiten
in den beiden Spulen Sp I und Sp 2, an den Luftspalten und in den Gleichrichtern
G I und G 2 durch Verstellung des Abgriffes ausgleichen- oder auch die Ansprechempfindlichkeit
der Einrichtung regeln.
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Die Wirkungsweise der in Abb. I im Zustande der Betriebsruhe dargestellten
Schaltung ist folgende.
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I. Stufe. Der Antrieb wird in Gang gesetzt, so daß die Kupplungshälfte
I umläuft. Dadurch wird in der Spule Sp I eine Wechselspannung erzeugt, die von
dem Gleichrichter G I gleichgerichtet wird und über den Kondensator K I und das
Potentiometer P I an das Gitter der Verstärkerröhre V I gelangt. Die Gittervorspannung
wird dadurch positiv verschoben, so daß der Anodenstrom steigt und damit das Feinrelais
R I zum Anziehen gebracht wird.- Dabei- wird der Arbeitskontakt R i" des Feinrelais
und durch diesen der Stromkreis der an Wechselspannung liegenden Zugspule des Schaltschützes
S i geschlossen. Die Zugspule zieht an und öffnet den Ruhekontakt S i", so daß der
Schaltstromkreis für die elektrische Betätigung der Reibungskupplung jetzt doppelt
unterbrochen ist.
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2. Stufe. Der im Schaltstromkreis der Reibungskupplung liegende Handschalter
H wird geschlossen und dann die Taste T gedrückt. Durch die Taste T ist jetzt der
Gitterstromkreis der Verstärkerröhre V i von der Beeinflussung durch die von der
Kupplungshälfte i ausgehenden Spannungen abgeschaltet, so daß die Gittervorspannung
so negativ wird, daß das Relais R i abfällt !und
dabei der Arbeitskontakt
R ia sich öffnet. Hierdurch ist der Zugspulenstromkreis unterbrochen, so daß das
Schütz S I abfällt und dessen Ruhekontakt S Ia den Schaltstromkreis der Reibungskupplung
endgültig schließt. Die Kupplungshälfte 2 wird jetzt von der Kupplungshälfte I angetrieben.
Die Taste T wird so lange geschlossen gehalten, bis ein Gleichlauf beider Kupplungshälften
I und 2 erreicht ist, d. h. bis die Reibungskupplung ohne Schlupf arbeitet.
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3. Stufe. Der schlupffreie Lauf der Reibungskupplung ist erreicht
und die Taste T freigegeben. Damit ist die Gittervorspannung der Verstärkerröhre
VI wieder abhängig von den von den Potentiometern P I und P 2 ausgehenden Spannungen.
. Solange die Reibungskupplung nicht schlüpft, sind diese Spannungen gleich Null
und rufen keine Veränderung der Gittervorspannung hervor. Das Relais RI bleibt also
unbeeinflußt, so daß sein Arbeitskontakt RIa, geöffnet bleibt. Hierdurch bleibt
auch der Zugspulenstromkreis des Schaltschützes SI stromlos, und der Ruhekontakt
S Ia hält den Schaltstromkreis der Reibungskupplung geschlossen, so daß diese arbeitet.
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4. Stufe. Die Reibungskupplung schlüpft, da beispielsweise die getriebene
Seite eine Hemmung aufweist. Durch den Schlupf tritt eine Drehzahldifferenz zwischen
der treibenden Kupplungshälfte I und der getriebenen Kupplungshälfte 2 auf, die
ein Absinken der in der Spule Sp 2 erzeugten Wechselspannungsstöße zur Folge- hat.
Die von der Spule Sp I ausgehenden Spannungen bewirken eine Verschiebung der Gittervorspannung
in positiver Richtung und damit ein Anwachsen des Anodenstromes. Hierdurch wird
das Relais R I, zum Ansprechen gebracht, wobei sich sein Arbeitskontakt Ra schließt.
Jetzt erhält der Zugspulenstromkreis Strom und bewirkt die Öffnung des Ruhekontaktes
S Ia, wodurch der Schaltstromkreis der Reibungskupplung unterbrochen und diese gelöst
wird.
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Nach Beseitigung der Hemmung kann durch Drücken der Taste T wieder
gekuppelt werden (Stufe 2).
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Wenn die Vorrichtung zur Messung der Drehzahldifferenzen (Schlupfmessungen)
dienen soll, so ist an die Stelle des Relais RI ein Meßinstrument, beispielsweise
ein Drehspulmilliamperemeter, zu setzen, an dem der Schlupf als Funktion der Stromstärke
abgelesen werden kann. Das Instrument kann also in % Schlupf geeicht sein. Das Schaltschütz
S I mit dem im Schaltstromkreis der Reibungskupplung liegenden Ruhekontakt SIa sowie
der Zugspulenstromkreis fallen dann fort. Die die Meßwerte erzeugenden Magnete M
I und M 2 können hierbei unmittelbar auf den Wellen, deren Dfehzahlen verglichen
werden sollen, befestigt sein. Es ist auch nicht erforderlich, daß die Wellen koaxial
liegen, sondern ihre Anordnung im Raum kann beliebig sein.
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In Abb.2 ist eine Sicherheitsschaltung dargestellt, bei der neben
dem Ansprechen auf Schlupf auch ein Ansprechen bei jedem in der Einrichtung eintretenden
Fehler erfolgt, derart, daß das Schütz S2 abfällt und den Schaltstromkreis der Reibungskupplung
unterbricht.
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Diese Schaltung unterscheidet sich von der in Abb. I dargestellten
dadurch, daß bei Schlupf oder bei nicht eingerückter Reibungskupplung von der treibenden
Kupplungshälfte I her eine zusätzliche negative Spannung an das Gitter der Verstärkerröhre
V I gelangt. Diese Röhre VI erhält bereits durch. das Potentiometer P 3 eine negative
Gittervorspannung von einer solchen Größe, daß das Relais R I mit Sicherheit nicht
anspricht, jedoch sich eben hält, wenn es durch die Taste T zum Ansprechen gebracht
wurde. Hierdurch. schließen sich dann R Ia und S2a Wird die Taste T so lange gedrückt,
bis die Kupplungshälften I und 2 im Gleichlauf sind, heben sich die Spannungen an
P I und. P 2 auf, so daß die Verhältnisse im Gitterstromkreis, wie vorher beschrieben,
bleiben.
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Wird die Röhre VI schadhaft oder tritt im Stromkreis der Kupplungshälfte
2 eine Störung auf oder fällt die Stromversorgung der Verstärkerröhre VI aus, so
fallen das Relais R I und das Schütz S2 ab, wodurch der Schaltstromkreis der Reibungskupplung
geöffnet wird.
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Um auch Schäden in .dem von der treibenden Kupplungshälfte I ausgehenden
Stromkreis zu erfassen, ist an diesen Kreis ein zweiter Verstärkerkreis mit einer
Verstärkerröhre V2 und einem in deren Anodenstromkreis liegenden Relais R 2 angeschlossen.
Der Arbeitskontakt R2a dieses Relais ist in Reihe mit dem Arbeitskontakt R Ia in
den Zugspulenstromkreis des Schaltschützes S2 gelegt.
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Diese Schaltung kommt in dem Augenblick zur Wirkung, wenn durch irgendwelche
Schäden in den genannten Stromkreisen einschließlich der Verstärkerröhne V2 und
deren Stromversorgung ein Schaden eintritt. Hierdurch öffnet der Arbeitskontakt
R 2a und unterbricht den Zugspulenstromkreis des Schützes S2, so daß dieses öffnet
und den Schaltstromkreis der Reibungskupplung unterbricht.
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Wichtig ist für die Funktion der Verstärkerröhre V2 und des Relais
R.2, daß an einem Potentiometer Pq. eine solche negative Gittervorspannung eingestellt
wird, daß ohne die vom Kreis der Kupplungshälfte i ausgehende (positive) Spannung
das Relais R2 mit Sücherheit abfällt.