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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung des elektromotorischen Antriebes eines Absperrelementes mit einem Schalter im Stromkreis des Antriebsmotors und einem mechanischen Überlastungsgeber, der zum Zusammenwirken mit dem Antriebsschalter zwecks Abschaltung des Motors im Falle von mechanischen Überlastungen im Antrieb eingerichtet ist.
Bekannt ist ein elektromotorischer Antrieb zum Steuern der Rohrleitungsabsperrarmatur, der einen Elektromotor mit einem Schneckenuntersetzungsgetriebe enthält, in welchem die Schnecke des Untersetzungsgetriebes auf dessen schnellaufender Welle mit der Möglichkeit einer Axialverschiebung aufgesetzt ist. Ausserdem sind zu beiden Seiten der Schnecke je eine Druckfeder angeordnet, deren Spannkraft eine Axialverschiebung der Schnecke bei fehlender Überlastung des Antriebes verhindern. Als Überlastungssicherung dieses bekannten elektrischen Antriebes dienen Schalter, welche den elektrischen Antrieb in den Endstellungen des Absperrelementes der entsprechenden Rohrleitungsabsperrarmatur abschalten, sobald der Antrieb überlastet wird, und die Schnecke, die Spannkraft einer der Federn überwindend, diese zusammendrückt und sich in der entsprechenden Richtung verstellt.
Folglich dienen die zu beiden Seiten der Schnecke angeordneten Federn, deren Kompressionsgrad vom Überlastungsgrad des Antriebes abhängt, als Überlastungsgeber. Der Kompressionsgrad der Federn ist die Ausgangsgrösse dieser Geber, und ist diese vorgegeben, so lässt sich die Schutzeinrichtung zum Ansprechen bei einer bestimmten Kraft einstellen, bei welcher die Schnecke sich in der Axialrichtung verstellt und mit dem entsprechenden Schalter des Antriebes zusammenwirkt.
Die im oben beschriebenen bekannten elektrischen Antrieb verwirklichte Schutzeinrichtung des Absperrelementes, in welcher die Aufgabe der Überlastungsgeber Kraftelemente, u. zw. Druckfedern erfüllen, die die gesamte achsrechte Belastung von der Getriebeschnecke aufnehmen, reagiert nur auf die Grösse des durch den Antrieb erzeugten Drehmomentes, sie reagiert jedoch nicht auf die Anstiegsgeschwindigkeit des Drehmomentes dieses Antriebes.
Dabei lässt sich die erforderliche Abstimmungsgenauigkeit der Schutzeinrichtung sowie deren Empfindlichkeit gegen Überlastungen des Antriebes nicht gewährleisten.
Ausserdem sind die dynamischen Überlastungen der Mechanismen der Absperrelemente von geringer Nachgiebigkeit bei gleicher Abstimmung der Schutzeinrichtung bedeutend höher als die dynamischen Überlastungen der Mechanismen der Absperrelemente von hoher Nachgiebigkeit ; folglich kann die bekannte Schutzeinrichtung, da sie auf die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes nicht reagiert, die verschiedenen dynamischen Belastungen nicht unterscheiden und daher die bei hohen dynamischen Belastungen vorkommenden Störungen der Mechanismen der Absperrelemente nicht verhindern.
In der bekannten Schutzeinrichtung des beschriebenen elektrischen Antriebes können Brüche des angetriebenen Absperrelementes in den Fällen eintreten, wenn beim Anlassen des Elektromotors der letztere sich umgekehrt zur Wirkungsrichtung des Absperrelementes, gegen die von der Kommandoanlage vorgegebene Richtung zu drehen beginnt. Eine derartige Nichtübereinstimmung der Drehrichtung des Elektromotors mit der vorgegebenen kann oft bei Probeläufen der Antriebe der Absperrelemente nach ihrer Reparatur infolge einer Änderung der Phasenreihenfolge, der an den Elektromotor zugeführten Speisespannung entstehen.
Die genannte Schutzeinrichtung des bekannten elektrischen Antriebes bewirkt offensichtlich keine Abschaltung bei ihrem Anlassen auch in den Fällen, wenn zur Überwindung der Trägheitskräfte sowie der Haftreibungskräfte der Motor ein Drehmoment entwickelt, welches das Drehmoment übersteigt, auf das die Schutzeinrichtung abgestimmt war.
Bekannt ist auch ein elektromotorischer Antrieb, der einen Motor aufweist, bei dem die Welle des Läufers mit einem Gewinde ausgestattet ist, welches eine lineare Bewegung der Antriebswelle bei der Rotation der Läuferwelle gewährleistet. Als Antriebsmotor findet ein Motor mit einem gleitenden, selbstbremsenden Anker Verwendung, bei dem die Läuferwelle von beiden Seiten über das Maschinenbett vorragt.
Eines der Wellenenden ist mit einer Gewindehülse ausgerüstet, welche mit der nicht rotierenden Mutter zusammenwirkt, die zwischen zwei elastischen Elementen angeordnet ist und die im Falle einer Erhöhung der für den Läufer vorgesehenen Belastung sich verschieben und die lineare Bewegung der Läuferwelle gewährleisten, welche die Rolle der Antriebswelle spielt ; dabei ist die genannte Mutter mit einem Kontakt ausgerüstet, der sich zwischen zwei, die Arbeit des Motors regelnden, Stellungen bewegt. Als Elemente, zwischen denen die Mutter angeordnet ist, können Federn oder aber auch entsprechende pneumatische oder hydraulische Fixiereinrichtungen Verwendung finden. Spezielle Kontakte steuern die Verschiebungsbewegung und dienen für die Umschaltung der Drehrichtung des Motors, regeln die Umschaltezeit, oder können für die Regelung anderer Sollwerte verwendet werden.
Bei diesem bekannten Antrieb erfolgt die Verschiebung der sich nicht drehenden Mutter entlang der Gewindehülse bis zu ihrer Einwirkung auf die Steuerungskontakte des Motors oder seiner Abschaltung, auf Grund der Bildung einer Belastung entlang der Welle, die die Kraft der entgegenwirkenden Federn übersteigt, erfolgt.
Ziel der Erfindung ist nun eine Schutzeinrichtung der eingangs angeführten Art, die einen sicheren Schutz des Antriebes durch dessen Abschaltung bei seinen sämtlichen Überlastungen, einschliesslich der durch die Trägheitskräfte entstandenen Überlastungen, gewährleistet und sich durch ihre hohe Empfindlichkeit, ihre rasche Wirksamkeit und durch ihre einfache konstruktive Ausführung kennzeichnet ; die also eine gesteigerte
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Schutzsicherheit des Antriebes gegen Überlastungen dank einer solchen Vervollkommnung des Überlastungsgebers gewährleistet, bei der dieser nicht auf die Grösse des Drehmomentes, sondern auch auf eine Änderungsgeschwindigkeit dieses Drehmomentes reagiert.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass der mechanische Überlastungsgeber als mit einer zentralen Gewindebohrung versehenes Schwungrad ausgebildet und auf einer mit einem nicht selbsthemmenden Gewinde versehenen Welle des Antriebes, vorzugsweise einer schnellaufenden, vor einem Reduziergetriebe befindlichen Welle, drehbar sowie axial verschieblich angeordnet ist, wobei es bezüglich der axialen Verschiebung unter dem Einfluss von zwei gegeneinander gerichteter, zu beiden Seiten des Schwungrades angeordneter Spannfeder steht.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles der Schutzeinrichtung, die in der Zeichnung in Form eines Längsschnittes schematisch dargestellt ist, näher erläutert.
Der elektromotorische Antrieb des Absperrelementes enthält einen Elektromotor --1--, in der Zeichnung ist nur ein Teil des Motors, der unmittelbar an ein Reduziergetriebe --2-- angrenzt, zu sehen, das Reduziergetriebe --2-- ist mit einer Schnecke --3-- und einem Schneckenrad --4-- versehen.
Die schnellaufende Welle--5--des Reduziergetriebes--2--ist mit der Welle--6--des Motors - l-verbunden. Das Schneckenrad --4-- ist auf einer Welle--7--des Absperrelementes befestigt. Auf einem nichtselbsthemmenden Gewinde--8--der schnellaufenden Welle--5--des Reduziergetriebes sitzt ein Schwungrad--9--, das bezüglich der axialen Verschiebung unter dem Einfluss von zwei gegeneinandergerichteter, zu beiden Seiten des Schwungrades --9-- angeordneter Spannfedern --10, 11-- steht.
Der Antriebsschalter hat zwei Öffnungskontakte--12 und 13--, von denen jeder ein auf einer Achse --14-- angeordnetes, bewegliches Kontaktelement--15--, ein unbewegliches Kontaktelement--16--, eine Rückzugfeder --17-- des beweglichen Kontaktelementes sowie Isoliereinlagen--18--aufweist.
Jeder der beiden Öffnungskontakte--12, 13--ist in den Stromkreis der Spule des entsprechenden magnetischen Kontaktgebers des Motors eingeschaltet. Die elektrischen Kreise des Antriebes sind nach der üblichen allgemein bekannten Schaltung der Umkehrsteuerung eines Elektromotors montiert, z. B. ebenso wie das als Prototyp ausgeführt ist, und daher sind sie in der Zeichnung nicht angegeben. Ausserdem wurden aus der Zeichnung sämtliche allgemein bekannten elektrischen Elemente, die keine neue Information bieten, weggelassen, wodurch diejenigen Elemente klarer hervortreten konnten, welche für das Wesen der Erfindung bestimmend sind.
Sämtliche Elemente des erfindungsgemässen elektrischen Antriebes sind in einem Gehäuse--19-- untergebracht.
In erwähnten bekannten Antrieben spielen Kraftfedern die Rolle des Überlastungsgebers, welche die Axialkraft der schnellaufenden Welle des Reduziergetriebes sowie bei normalen Belastungen des Antriebes als auch bei dessen Überlastungen aufnehmen. Diese Federn müssen für hohe Druckkräfte berechnet sein, um eine Axialverschiebung der schnellaufenden Welle des Reduziergetriebes bei fehlender überlastung des Antriebes zu verhindern.
Selbstverständlich kann eine derartige Ausführung des Gebers keine hinreichende Empfindlichkeit und Genauigkeit der Abstimmung der Schutzeinrichtung gegen Überlastungen des Antriebes gewährleisten.
Überdies kann eine solche Schutzeinrichtung nur auf die Grösse des Drehmomentes des Antriebes reagieren, sie reagiert aber auf die Anstiegsgeschwindigkeit dieses Drehmomentes überhaupt nicht. Folglich reagiert sie praktisch nicht auf die dynamischen überlastungen, welche unter der Wirkung der Trägheitskräfte entstehen, die bei den Änderungen des Drehmomentes des Antriebes hervorgerufen werden, und der damit zusammenhängenden Geschwindigkeitsänderungen der Drehung des Antriebes.
Ausserdem ist bei bekannten Antrieben zwecks Sicherung der Arbeitsfähigkeit der Schutzeinrichtung die schnellaufende Welle des Reduziergetriebes, auf welche die Schnecke aufgesetzt ist, so angeordnet, dass deren wesentliche Axialverschiebungen nicht ausgeschlossen sind. Dieser Umstand muss sich zweifellos auf die Verringerung der Betriebssicherheit des Antriebes selbst und die Kürzung seiner Lebensdauer auswirken.
Dagegen ist in der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung des Antriebes eines Absperrelementes der als Schwungrad ausgeführte Uberlastungsgeber nach seinem Wirkungsprinzip ein Trägheitsgeber. In der konkreten Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Einrichtung ist das Schwungrad--9--auf dem
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--5-- des Reduziergetriebes --2--Rückführen des Schwungrades --9-- in seine Mittelstellung nach überwundener überlastung ausreicht. Erst wenn eine unzulässige Änderung des Drehmomentes des Antriebes eintritt, beginnt das Schwungrad--9--, dank der aufgespeicherten kinetischen Energie, sich nach links bzw. nach rechts, je nachdem, in welcher Richtung der Antrieb des Absperrelementes gearbeitet hat, zu verschieben.
Es ist leicht einzusehen, dass die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung mit einem solchen Überlastungsgeber
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über eine hohe Empfindlichkeit sowohl in bezug auf die Grösse der Überlastung als auch auf die Anstiegsgeschwindigkeit der Überlastung verfügt und eine genaue Abstimmung der Schutzwirkung auf eine vorgegebene Überlastung ermöglicht.
Ausserdem ist in der erfindungsgemässen Konstruktion der Schutzeinrichtung die schnellaufende Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- mit der aufgesetzten Schnecke --3-- in Lagern --20-- genau fixiert, welche ihr die Drehbewegung gewährleisten und praktisch keine Axialverstellung zulassen. Dabei werden offenbar günstige Bedingungen für eine zuverlässigere Arbeit des Antriebes geschaffen, wodurch seine Lebensdauer verlängert wird.
Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung arbeitet in folgender Weise.
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zu drehen. Das auf dem nichtselbsthemmenden Gewinde --8-- der schnellaufenden Welle-5-des Reduziergetriebes --2-- angeordnete Schwungrad --9-- wird sich dank seiner Trägheit beim Anlauf des Motors, solange sich dessen normale Drehbewegung nicht eingestellt hat, bedeutend langsamer drehen als die schnellaufende Welle des Reduziergetriebes--2--.
Infolgedessen wird sich das Schwungrad --9-- am Gewinde --8-- entlang axial in der Richtung, entgegengesetzt demjenigen Kontakt des Antriebsschalters verstellen, welcher im Kreis des Magnetkontaktes liegt, der sich in der eingeschalteten Stellung nach dem letzten
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sich der Öffnungs kontakt --13-- des Antriebsschalters, während das Schwungrad--9--, die Spannkraft der Feder --10-- überwindend, sich nach links zum Öffnungs kontakt --12-- des Antriebsschalters verstellen wird.
Dieser Kontakt--12--liegt aber im Stromkreis eines andern Kontaktgebers, welcher gegebenenfalls abgeschaltet ist, und nicht im Stromkreis des eingeschalteten Kontaktgebers, der in diesem Moment die Speisung dem Motor --1-- zuführt. Und falls sogar der Kontakt--12--unter Einwirkung des Schwungrades--9sich öffnen sollte, würde das nicht zur Abschaltung des Motors--l--führen. Auf diese Weise wird eine Blockierung der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung verwirklicht, die ein Abschalten des Antriebes des Absperrelementes bei seinem Anwerfen ausschliesst.
In den bekannten Schutzeinrichtungen ist eine derartige Blockierung gegen Fehlabschaltungen des Antriebes beim Anwerfen nicht vorhanden, was auch einen wesentlichen Mangel der bekannten Schutzeinrichtungen darstellt.
Wenn aber aus irgendeinem Grunde, z. B. bei falscher Phaseneinstellung des Motors, sein Drehsinn der Kommandogabe beim Einschalten des Antriebes nicht entspricht, dann wird sich das Schwungrad am nichtselbsthemmenden Gewinde in der Axialrichtung gegen denjenigen Schalterkontakt verstellen, welcher im Stromkreis des magnetischen Kontaktgebers liegt, der sich in der eingeschalteten Stellung nach dem letzten Kommando zur Betätigung des Antriebes befand. Im Ausführungsbeispiel, wenn beim Anwerfen des Antriebes die schnellaufende Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- sich im Uhrzeigersinn dreht-von der Seite des
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verhindert. Das muss auch als ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung betrachtet werden.
Bisher wurde die Arbeit der erfindungsgemässen Einrichtung zur Zeit des Anlaufes erläutert, d. h., wenn die Drehgeschwindigkeit der schnellaufenden Welle des Reduziergetriebes die Drehgeschwindigkeit des Schwungrades--9--übersteigt.
Nach der Anlaufsperiode des Antriebes, sobald sich die Drehgeschwindigkeiten der schnellaufenden Welle - -5--, des Reduziergetriebes --2-- und des Schwungrades --9-- ausgeglichen haben, kehrt das Schwungrad--9--unter der Wirkung einer der Federn--10 und 11--in seine Ausgangsstellung zurück.
Nun soll noch die Arbeit der erfindungsgemässen Einrichtung bei einer Überlastung des Antriebes betrachtet werden. In diesem Falle wird sich die Drehgeschwindigkeit des Motors--l--und der mit ihm zusammenhängenden schnellaufenden Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- verringern, während sich das Schwungrad --9-- unter der Wirkung der Trägheitskräfte mit der bisherigen Geschwindigkeit drehen wird.
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Stromkreis des zu dieser Zeit eingeschalteten magnetischen Kontaktgebers befindet, der die Speisung dem Motor --l-- des Antriebes zuführt.
Im Zusammenwirken mit dem genannten Kontakt des Schalters wird ihn das Schwungrad--9-öffnen, der Motor--l--wird abgeschaltet und der Antrieb bleibt stehen.
Angenommen, dass die schnellaufende Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- beim Einschalten des
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Antriebes sich, von der Seite des Motors--l--gesehen, im Uhrzeigersinn dreht. Bei eingetretener überlastung wird sich die Drehgeschwindigkeit des Motors--l--und der mit ihm verbundenen schnellaufenden Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- vermindern. Das Schwungrad--9--wird sich dabei unter der Trägheitswirkung mit der früheren Geschwindigkeit drehen, die die momentane Drehgeschwindigkeit der schnellaufenden Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- übersteigt.
Infolgedessen wird sich das Schwungrad--9--in der Axialrichtung gegen den Schalterkontakt--13-des Antriebes verstellen, über welchen die Speisung in die Spule des im gegebenen Moment eingeschalteten magnetischen Kontaktgebers, der den Motor--l--eingeschaltet hat, zugeführt wird.
Unter der Zusammenwirkung mit dem Kontakt--13--des Antriebsschalters schaltet das Schwungrad - den Antrieb ab, wodurch der Stromkreis der Spule des entsprechenden magnetischen Kontaktgebers geöffnet wird. Dieser magnetische Kontaktgeber wird abgeschaltet und damit schaltet er auch den Motor - ab. Der Antrieb bleibt dabei stehen.
Beim Anlassen des Motors-l--in der entgegengesetzten Richtung, wenn die schnellaufende Welle - des Reduziergetriebes 2 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht (von der Seite des Motors --l-- gesehen), arbeitet die Schutzeinrichtung analog der oben dargelegten Weise.
Es ist hier zu bemerken, dass, je geringer die Nachgiebigkeit des angeführten Absperrelementes, d. h., je steifer es ist, um folglich, je schroffer sich dabei die Drehgeschwindigkeit des Motors--l-und der mit ihm verbundenen schnellaufenden Welle --5-- des Reduziergetriebes --2-- ändert, desto schneller schaltet die erfindungsgemässe Einrichtung den Motor--l--ab, und desto schneller wird der Antrieb zum Stillstand gebracht. Auf diese Weise bewirkt die erfindungsgemässe Einrichtung das Abschalten des Motors--l--mit der erforderlichen Voreilung und lässt somit keine dynamischen überlastungen eintreten, wobei die Voreilungszeit je nach der Anstiegsgeschwindigkeit der überlastungsgrösse des Antriebes des Absperrelementes automatisch eingestellt wird.
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The invention relates to a protective device for the electromotive drive of a shut-off element with a switch in the circuit of the drive motor and a mechanical overload sensor which is set up to interact with the drive switch for the purpose of switching off the motor in the event of mechanical overloads in the drive.
An electric motor drive for controlling the pipeline shut-off valve is known, which contains an electric motor with a worm reduction gear in which the worm of the reduction gear is placed on its high-speed shaft with the possibility of axial displacement. In addition, a compression spring is arranged on both sides of the worm, the tensioning force of which prevents axial displacement of the worm if the drive is not overloaded. As an overload protection of this known electric drive, switches are used, which switch off the electric drive in the end positions of the shut-off element of the corresponding pipeline shut-off valve as soon as the drive is overloaded, and the worm, overcoming the tension force of one of the springs, compresses it and adjusts itself in the corresponding direction.
Consequently, the springs arranged on both sides of the worm, the degree of compression of which depends on the degree of overload of the drive, serve as overload transmitters. The degree of compression of the springs is the output variable of these transmitters, and if this is specified, the protective device can be set to respond at a certain force at which the worm moves in the axial direction and interacts with the corresponding switch of the drive.
The protection device of the shut-off element realized in the above-described known electric drive, in which the task of the overload transducer force elements, u. between compression springs, which absorb the entire axial load from the worm gear, only reacts to the magnitude of the torque generated by the drive, but does not react to the increase in the torque of this drive.
The required coordination accuracy of the protective device and its sensitivity to overloading of the drive cannot be guaranteed.
In addition, the dynamic overloads of the mechanisms of the shut-off elements of low resilience are significantly higher than the dynamic overloads of the mechanisms of the shut-off elements of high resilience with the same coordination of the protective device; consequently, the known protective device, since it does not react to the rate of change of the torque, cannot distinguish between the various dynamic loads and therefore cannot prevent the disruptions in the mechanisms of the shut-off elements that occur at high dynamic loads.
In the known protective device of the electric drive described, breaks in the driven shut-off element can occur if, when the electric motor is started, the latter begins to rotate opposite to the direction of action of the shut-off element, against the direction given by the command system. Such a mismatch of the direction of rotation of the electric motor with the predetermined one can often arise during test runs of the drives of the shut-off elements after their repair as a result of a change in the phase sequence of the supply voltage supplied to the electric motor.
The mentioned protective device of the known electric drive obviously does not cause a shutdown when it is started, even in cases when the motor develops a torque to overcome the inertia forces and the static friction forces which exceeds the torque to which the protective device was tuned.
Also known is an electromotive drive which has a motor in which the shaft of the rotor is equipped with a thread which ensures a linear movement of the drive shaft when the rotor shaft rotates. A motor with a sliding, self-braking armature is used as the drive motor, in which the rotor shaft protrudes from both sides over the machine bed.
One of the shaft ends is equipped with a threaded sleeve which cooperates with the non-rotating nut, which is arranged between two elastic elements and which, in the event of an increase in the load intended for the rotor, shift and ensure the linear movement of the rotor shaft, which the role of the Driveshaft plays; the said nut is equipped with a contact that moves between two positions that regulate the work of the motor. The elements between which the nut is arranged can be springs or corresponding pneumatic or hydraulic fixing devices. Special contacts control the displacement movement and are used to switch the direction of rotation of the motor, regulate the switchover time, or can be used to regulate other setpoints.
In this known drive, the non-rotating nut is displaced along the threaded sleeve until it acts on the control contacts of the motor or its shutdown, due to the formation of a load along the shaft that exceeds the force of the counteracting springs.
The aim of the invention is a protective device of the type listed above, which ensures reliable protection of the drive by switching it off in the event of all its overloads, including the overloads caused by inertia forces, and which is characterized by its high sensitivity, its rapid effectiveness and its simple construction Designation indicates; the one increased
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Protection of the drive against overloads is guaranteed thanks to such a perfection of the overload transmitter that it does not react to the magnitude of the torque, but also to a rate of change in this torque.
This is achieved according to the invention in that the mechanical overload sensor is designed as a flywheel with a central threaded hole and is rotatably and axially displaceable on a shaft of the drive that is not provided with a self-locking thread, preferably a high-speed shaft located in front of a reduction gear, whereby it with regard to the axial displacement is under the influence of two opposing tension springs arranged on both sides of the flywheel.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment of the protective device, which is shown schematically in the drawing in the form of a longitudinal section.
The electric motor drive of the shut-off element contains an electric motor --1--, in the drawing only part of the motor that is directly adjacent to a reduction gear --2-- can be seen, the reduction gear --2-- is with a worm --3-- and a worm wheel --4--.
The high-speed shaft - 5 - of the reduction gear - 2 - is connected to the shaft - 6 - of the motor - 1 -. The worm wheel --4-- is attached to a shaft - 7 - of the shut-off element. On a non-self-locking thread - 8 - of the high-speed shaft - 5 - of the reduction gear, there is a flywheel - 9 - which, with regard to the axial displacement, is influenced by two opposing, on both sides of the flywheel --9-- arranged tension springs --10, 11--.
The drive switch has two opening contacts - 12 and 13--, each of which has a movable contact element - 15-- arranged on an axis --14--, an immovable contact element - 16--, a return spring --17- - The movable contact element and insulating inserts - 18 - has.
Each of the two opening contacts - 12, 13 - is connected to the circuit of the coil of the corresponding magnetic contactor of the motor. The electrical circuits of the drive are mounted according to the usual, well-known circuit of the reverse control of an electric motor, e.g. B. as well as that is carried out as a prototype, and therefore they are not shown in the drawing. In addition, all generally known electrical elements that do not provide any new information have been omitted from the drawing, so that those elements can emerge more clearly which are decisive for the essence of the invention.
All elements of the electric drive according to the invention are accommodated in a housing - 19 -.
In the known drives mentioned above, power springs play the role of overload transducers, which absorb the axial force of the high-speed shaft of the reduction gear, as well as when the drive is under normal loads and when it is overloaded. These springs must be designed for high compressive forces in order to prevent axial displacement of the high-speed shaft of the reduction gear if the drive is not overloaded.
Of course, such a design of the encoder cannot guarantee sufficient sensitivity and accuracy of the coordination of the protective device against overloading of the drive.
In addition, such a protective device can only react to the magnitude of the torque of the drive, but it does not react at all to the rate of increase of this torque. As a result, it practically does not react to the dynamic overloads that arise under the effect of the inertial forces that are caused by the changes in the torque of the drive, and the associated changes in speed of the rotation of the drive.
In addition, in known drives, in order to ensure the workability of the protective device, the high-speed shaft of the reduction gear, on which the worm is placed, is arranged in such a way that its essential axial displacements are not excluded. This fact must undoubtedly have an effect on the reduction in the operational reliability of the drive itself and the shortening of its service life.
In contrast, in the protective device according to the invention for the drive of a shut-off element, the overload transmitter designed as a flywheel is an inertia transmitter according to its principle of action. In the specific embodiment of the device according to the invention, the flywheel - 9 - is on the
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--5-- of the reduction gear --2 - returning the flywheel --9-- to its central position after overcoming the overload is sufficient. Only when an impermissible change in the torque of the drive occurs does the flywheel - 9 -, thanks to the stored kinetic energy, begin to move to the left or to the right, depending on the direction in which the drive of the shut-off element has worked.
It is easy to see that the protective device according to the invention with such an overload transmitter
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has a high sensitivity both with regard to the size of the overload and the rate of increase of the overload and enables the protective effect to be precisely matched to a given overload.
In addition, in the construction of the protective device according to the invention, the high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2-- with the attached worm --3-- is precisely fixed in bearings --20--, which guarantee its rotary movement and practically none Allow axial adjustment. This apparently creates favorable conditions for more reliable operation of the drive, which extends its service life.
The protective device according to the invention works in the following way.
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to turn. The flywheel --9-- arranged on the non-self-locking thread --8-- of the high-speed shaft-5- of the reduction gear --2--, becomes significant thanks to its inertia when the motor starts up as long as its normal rotation has not ceased Rotate slower than the high-speed shaft of the reduction gear - 2--.
As a result, the flywheel --9-- will move along the thread --8-- axially in the direction opposite to that contact of the drive switch that is in the circle of the magnetic contact that is in the switched-on position after the last one
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the opening contact --13-- of the drive switch, while the flywheel - 9--, overcoming the tension force of the spring --10--, will move to the left to the opening contact --12-- of the drive switch.
This contact - 12 - is, however, in the circuit of another contactor, which may be switched off, and not in the circuit of the switched on contactor, which is supplying the motor --1-- at this moment. And if even the contact - 12 - should open under the action of the flywheel - 9, this would not switch off the engine - l -. In this way, the protective device according to the invention is blocked, which prevents the drive of the shut-off element from being switched off when it is started.
In the known protective devices, there is no such blocking against incorrect shutdown of the drive when starting, which also represents a significant deficiency of the known protective devices.
But if for any reason, e.g. B. with incorrect phase setting of the motor, its direction of rotation does not correspond to the command when switching on the drive, then the flywheel on the non-self-locking thread will adjust in the axial direction against that switch contact, which is in the circuit of the magnetic contactor, which is in the switched-on position the last command to operate the drive. In the exemplary embodiment, when the high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2-- rotates clockwise when starting the drive - from the side of the
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prevented. This must also be viewed as an essential advantage of the protective device according to the invention.
So far, the work of the device according to the invention has been explained at the time of start-up; that is, when the speed of rotation of the high-speed shaft of the reducer exceeds the speed of rotation of the flywheel - 9 -.
After the start-up period of the drive, as soon as the rotational speeds of the high-speed shaft - -5--, the reduction gear --2-- and the flywheel --9-- have equalized, the flywheel - 9 - turns under the action of one of the Springs - 10 and 11 - return to their original position.
The work of the device according to the invention in the event of an overload of the drive will now be considered. In this case, the speed of rotation of the motor - l - and the associated high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2-- will decrease, while the flywheel --9-- will move under the effect of the inertial forces the previous speed will rotate.
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The circuit of the magnetic contactor that is switched on at this time is located, which feeds the power to the motor --l-- of the drive.
In cooperation with the mentioned contact of the switch the flywheel - 9 - will open it, the engine - l - will be switched off and the drive will stop.
Assume that the high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2-- when switching on the
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Drive turns clockwise, seen from the side of the motor - l -. In the event of an overload, the speed of rotation of the motor - l - and the associated high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2-- will decrease. The flywheel - 9 - will rotate under the effect of inertia at the previous speed, which exceeds the current speed of rotation of the high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2--.
As a result, the flywheel - 9 - will move in the axial direction against the switch contact - 13 - of the drive, via which the supply to the coil of the magnetic contactor that is switched on at the given moment, which has switched on the motor - l -, is fed.
In cooperation with contact - 13 - of the drive switch, the flywheel - switches off the drive, which opens the circuit of the coil of the corresponding magnetic contactor. This magnetic contactor is switched off and thus it also switches off the motor. The drive stops.
When starting the engine-l - in the opposite direction, when the high-speed shaft - of the reduction gear 2 rotates counter-clockwise (viewed from the side of the engine -l--), the protective device works analogously to the manner described above.
It should be noted here that the lower the resilience of the shut-off element mentioned, i. That is, the stiffer it is, and consequently the more sharply the rotational speed of the motor - 1 - and the high-speed shaft --5-- of the reduction gear --2-- connected to it changes, the faster the device according to the invention switches the engine - l - off, and the faster the drive is brought to a standstill. In this way, the device according to the invention causes the motor to be switched off - l - with the necessary lead and thus does not allow dynamic overloads to occur, the lead time being automatically set depending on the rate of increase of the overload size of the drive of the shut-off element.