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Überlasteicherung für einen Blektromotor Die Erfindung betrifft eine
überlasteicherung für einen Elektromotor, der über etn mittels eines Stellmotors
verstellbares Keilriemen-Regelgetriebe eine Maschinenwelle antreibt.
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Bei. Dissolvern -das sind Maschinen zum lösen Dispergieren, Emulgieren
und Mischen von Farben, Kunstatoffmassen, plarmazeiitischen Artikeln, Nahrungsmitteln
und dergl. zähflüssigen 1,4aEisen - tritt folgendes Problem auf: Die Drehzahl
der Maschine iioll so hoch wie meglich sein, da bei hoher Drehzahl ein,-mal die
Mischwirkung der Maschine besser ist, zum anderen der Motor mit besserem Wirkungsgrad
arbeitet. Während des Mischvorgangs werden aber noch feste Stoffe - z.B.
bei der Farbenherstellung Pigmente - zugesetzt, was dazu fUhren.-kanng daß
der Antriebenotor bei hoher Drehzahl überlastet wird. Wird von der Bedienungeperson
diese Überlastung nicht wahrgenommen und der Motor nicht durch Verringerung der
Drehzahl entlastet, schaltet eine Überlanteicherung den Antriebanotor abt
undkwat gerade dann, wenn der Ki4gjxvorgang besondero dringlich isty nämlich
unmittelbar
nach dem Zusetzen weiterer zu vermischender Stoffe. Außerdem arbeiten Diesolver
fast ausschließlich in explosionsgefährdeten Räumeng was zur Folge hat, daß aus
SicherheitagrUnden alle leistungsaohaltgeräte an entfernter Stelle untergebracht
sind. Das Viedereinachalten des Motors ist also umständlich9 das Anfahren des Diasolvers
unter last ungünstig. Die Erfindung verfolgt den Zweckg diese Nachteile zu beseitigen.
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4 Es ist bekannty die Manehinenwelle den Diesolvers von
einem Blektromotor über ein als stufenloser Veobselumformer arbeitendes Keilriemen-Regelgetriebe
anzutreiben und die Abtriebsdrehzahl des Zeilriemen-Regelgetriebes mittels eines
Getriebemotors oder von Ehnd zu verstellen. Ausgehend von dbaem Anwendungefall bei
einem Dieaolver liegt der Erfindung allgemein die Aufgabe zugrunde, eine Überlantnieherung
für einen Blektromotor zu schaffen, der über ein mittels einen Getriebemotors verstellbaren
Keilriemen-Regelgetriebe eine Xaschinenwelle an. üeibt, mit deren Eilte bei Überlastung
den Antriebemotors dieser nicht sofort abgesohaltet, sondern in einen Belaatungebereioh
gefahren wird, in dem er nur nooh Neunstron verbraucht, Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöatt daß in der Zuführleitung für den Antriebemotor ein
ÜberstroxwKehter angeordnet ist, über den unter Zwinohenaobaltung einen Verzögerwagerelain
ein Wendesohüts den Getriebe»to» einsohaltbar ist, wolohen
den Getriebenotor Ja Sinne einer Verkleinerung der
libtriebedrehzahl
des Keilriemen-Regelgetriebes einschaltet. Di--m Erfindung hat den Vorteilg daß
bei Auftreten einer überlast der Antriebemotor zunächst aus einem Bereich hoher
Iest in einen Bereich niedriger last gefahren sowie das Ansprechen üer thermischen
Überlasteicherung mit Ausschalten des Motors und mit den eingangs geschilderten
Nachteilen vermieden wird. Erst wenn sich erweisen sollte, daß der Xotor nicht nur
für die hohe Drehzahl, sondern ständig überlastet ist, wird mit Hilfe der thermischen
Überlasteicherung der Motor abgeschaltet. Betriebaunterbrechungen werden dadurch
weitgehend vermieden, da sich in der Praxis gezeigt hat, daß das Abschalten des
Antriebemotors praktisch nur bei hoher Drehzahl der Maschine erfolgt, nl,cht aber,
wenn die Maschine mit geringer Drehzahl angetrieben wird.
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Mit dein allmählichen Vermischen der zugegebenen festen Stoffe und
dea durch Reibungswärme leichtflüssige.v werdezibu Nischgute sinken Belastung und
Motorstrom weiter. Deshalb ist eine Einrichtung wünschenswert, die durch Erhöhung
der Drehzahl den .Antriebsmotor stets bis zur Leistungegrenze belastet, da dann
der Wi--Imngegrad des Motors und die Mischwirkung der Maschine günstiger sind. In
Weiterbildung der Erfindung ist daher parallel zu dem ersten Überstromwächter ein
zweiter Überstromwäa-hter angeordnet, der bei einem geringeren Überstrom anspricht
als der erste Überstromwächter und dessen Öffner in Reihe mit einem
Schließer
eineamteuerschützeog welchen von einem Drucktaster einschaltbar ist, und in Reihe
mit einem Wendeschütz des Getriebemotors geschaltet iatt welches den Getriebemotor
im Sinne einer Vergrößerung der Abtriebedrehzahl des Keilriemen-Regelgetriebes einschaltet.
Bei dieser Weiterbildung der Erfiudung kann also durch Drücken eines Tasters erreicht
werden, daß sich Drehzahl und Motorbelastung auf den gUnotigsten Wort einstellen.Wird
dazu parallel zu dem Taater ein Haltekontakt für das Steuerschütz geachaltetg genügt
ein einmaliger Tastendruck, um die Maschine nach Wegfall der Überlast automat1,sch
wieder auf die erhöhte Drehzahl zu bringen.-Ein Ausführungebeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen besehriehpn.
Bei dem Ausführungebeispiel handelt es sich um den Antrieb eines Diesolvers, der
von dem mit der Überlasteicherung naob. der Erfindung versehenen Antrieb angetrieben
wird. Es zeigt: Fig. 1 die Seitenansicht eines Diesolvers mit aufgebro-.
ohenem Getriebekasten, in dem ein Keilriemen-Regelgetriebe mit zugehörigem
Antriebs- und Stell... motor untergebracht sind; Fig. 2 das vereinfachte Schaltschema
der elektriselien Überlasteicherung für den Antriebemotor.
Dor
In Eig. 1 dargestellte Diesolver besteht aus einem Fuß 1,
e-'.nem
auf dem Fuß 1 befestigten Getriebekasten 2 und einer an e.i.nem ,e'-'reien
Ende des Getriebekastens befestigten Welle 39 auf der eine Rührscheibe 4
in Form einer Zahnscheibe befestigt istv Die Rührecheibe 4 taucht in das zu mischende
Gut ein, welches sich in einem Behälter 10 befindet. In dem Fuß
1 ist ein Hubwerk untergebracht, mit dessen Hilfe der Getriebekasten 2 und
die Welle 3 angehoben und damit die RUhrscheibe 4 aus dem Behälter
10 herausgezogen werden kann.
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Der Getriebekasten 2 enthält einmal den Antrieb für die Welle
3, zum anderen das Stellglied fUr die Drehzahländerung der Welle
3. Der Antrieb fUr die Welle 3 besteht aus einem Blektromotor
5, auf dessen Welle die abtreibende Doppelkegelscheibe 6 eines Keilriemen-Regelgetriebes
befestigt istg das außerdem noch einen Keilriemen 7 und die angetriebene
Doppelkegelachelbe 8 enthält. Die angetriebene Doppelkegelscheibe
8
Ist auf einer im Getriebekasten 2 gelagerten Welle 9 befestigt, ar..f
dor außerdem eine Kellriemensaheibe 11 befestigt ist. Diese Zeilriemenscheibe
11 Ist über einen weiteren Keilriemen 12 ijvd eine weitere Keilriemensoheibe
13 mit der Welle 3 verbunden. Beim Einschalten des Blektromotors
5 wird also die Welle 3 über das Keilriemen-Regelgetriebe
69 79 8 und einen Keilviementrieb 41, 129 13 angetrieben.
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Die Drehzahl der Welle 3 Ist Uber das Keilriemen-Regelgetriebe
69
79 8 mit Hilfe eines Stellmotors 14, der als Getriebemotor
ausgebildet istg verstellbar. Der Stellmotor 14 treibt eine Gewindespindel
15 an, auf der bei Drohung eine Mutter 16 in Avialrichtung gleitet.
Die Mutter 16 ist mit einem Hebelarm 17 eines doppelarmigen Hebels
verbunden, der um eine im Getriebekasten 2 gelagerte Achse 18 schwenkbar
ist. Der andere Hebelarm 21 ist Uber ein Gelenk mit der oberen Hälfte der angetriebenen
Doppelkegelscheibe 6 verbunden. Die untere Hälfte der angetriebenen Doppelkegelsoheibe
8 ist in Azialriohtung federbelastet. In Yig. 1 ist der Zustand "langsame
Drehzahl" dargestelltg d.h. die Hälften der abtreibenden Doppolkegelaoheibe
6
sind In ,Udalriohtung weit voneinander entfernt, die Hälften
der angetriebenen Doppolkegelsohübe 8 stehen In Azialrichtung eng Zusagen.
Wird nun der Stelliotor 14 In Sinne einer Drehwahlerh5hung der Volle
3 einoachaltetp bewegt sion die Mütter 16 auf der GewIndespindel.
15 nacu - In »1«. 1 - oben, der Hebel
führt
eine Bewegung Ja Uhrzeipreina an@. Dadurch wie die obere Häl
to der Doppelkegelscheibe 6 gegen die andere UKI to gedrückt"
der Berührungehalbmesser, auf dem der Keilriemen 7 auf der Doppelkegelsoheibe
6 läuft, wird größer. Zugleion wird die ßderbelastete Hälfte der Doppolkegelsoheibe
8 unter der Zugwirkung des Keilriemens 7 entgegen den Druck der nicht
dargestellten Feder von der anderen Hälfte weggedrückt, so daß sich bei dieser Doppolkegelscheibe
8 der Berührungehalbmesserp auf den der Keilriemen 7 läuft,
verkleinert. Beide Doppelkegdeoneiben 6 und 8
sind also
Ja Sinne einer Erhöhung der Drehzahl der Volle 3 vorstellt.
Soll
die Drehzahl der Welle 3 wieder verringert werden, wird der Stellmotor 14
im umgekehrten Dreheinn eingeschaltet, wodurch sich die vorstehend angegebenen Vorgänge
in ungekehrter Richtung abspielen.
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Das Einschalten des Stellmotors 14 erfolgt über Drucktaster bl und
b2 und damit in Reihe geschaltete Umkehrechütze el und c2, .vgl. Eig. 2.
Das Umkenraohütz el schaltet den Stellmotor 14 in einer eine Drehzahlerhöhung der
Welle 3 bewirkenden Drehrichtung ein, das Umkehrschütz e2 in einer eine Drehzah
rainderung der Welle 3 bewirkenden Drehrichtung. Tritt bei niedriger Drehzahl
der Welle 3 eine Überlastung auf, erfolgt über einen nicht dargestellten,
thermischen Überstromauslöser die Abschaltung des Blektromotors 5. Dieser
Falltritt aber außerordentlich sel-' ten auf, wenn der Blektromotor 5 mit
der Belastung beaufschlagt wird, fUr die er ausgelegt ist. Anders dagegen bei hoher
Drehzahl. Hier kann es z.B. bei der Parbheratellung vorkommen, daß zu viele
Pigmente der bereite In dem Nischbehälter befindlichen Masse zugesetzt werden,
wodurch der Blektromotor 5 ein höheres Drehmoment abgeben mUteg als er bei
der eingestellten Drehzahl in der Lage ist. Diese Erscheinung führt zu einer Erhöhung
des Motorstroms. Bei den bisher bekannten Antrieben war die unausbleibliche
Folge, daß - wie eingangs geschildert - die thermisehe Überlasteicherung
ansprach und der Elektromotor 5 abgeschaltet wurde.
Anders
dagegen bei der Erfindung. In der Stromzuführung für den Elektromotor
5 liegt ein Wandler n1. Überträgt dieser Wandler n1 einen Überstrom, spricht
ein Überstromwächter dl an, dessen Sohließer in Reihe mit einem Verzögerungerelais
d2 liegt. Hält der Überstrom eine bestimmte Zeit an, z.B. etwa
5 sec. lang, bleibt also der Schließer des Überstromwächters dl länger
als diese Zeit geschlossen, schließt der Schließer des Verzögerungsrelais
d2, der mit dem Umkehrschütz o2 für die Verminderung der Drehzahl in Reihe
und mit dem Taster b2 für die Verminderung der Drehzahl parallel liegt. Die
Drehzahl wird somit vermindert, der Blektromotor 5 kann das geforderte Drehmoment
ohne Aufnahme eines Überstroms abgeben. Sobald durch die Drehzahlverminderung der
Leistungsbedarf und damit der Strom in dem Blektromotor geringer wird, öffnet der
Schließer des Überstromwächters dl, so daß eine weitere Drehzahlverminderung unterbrochen
wird. Der Überstromwächter dl ist einstellbar auf unterschiedliche Anspreanwerte,
ebenso ist das Verzögerungerelais d2 auf unterschiedliche Verzögerungezeiten
einstellbar. Das Verzögerungerelais d2 ist einmal vorgesehen, um zu verhinderng
daß der Anfahrstrom des Elektromotors 5 die Überstromsicherung zum Ansprechen
bringt; zum anderen, daß kurzzeitig auftretende Stromspitzen nicht das Wendeschütz
zum Ansprechen bringen.
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Um mit leichtflüasiger werdendem Nischgut eine schnelle Wiedereinstellung
der höchatmöglichen Drehzahl und damit eine Verbesserung
den Wirkungegrades
und der Nischwirkung zu gewährleisten, ist parallel zu dem Überstromwächter
dl ein weiterer Überstromwächter d3 geschaltet, der bereits bei einem
etwas geringerem Überstrom - in der Größenordnung von 5 bis io% geringer
- anspricht als der Überstromwäohter dl. Nach dem Ansprechen den Überstromwächters
dl und Herabsetzung der Abtriebedrehzahl des Keilriemen-Regelgetriebes
69 79 8 durch Einschalten des Wendeschützes e2 soll dieser Wert unterschritten
sein. Schaltet man dann über einen Taster b3 ein Steuersohütz 039
welches sich über einen den Taster b3 überbrückenden Selbethaltekontakt selbst
hält, schließt ein in Reihe mit einen Öffner des Überetromwächters d3 liegender
Sohließer den SteuersohUtzen 03. Da der Überstromwäohter
d3 voraussetzungageräU nicht an gesprochen hat, ist min Öffner geschlossen.
Das Schließen des Schließers den Steuerschützes o5 bewirkt also das Einschalten
den Wendeschützes cl und damit eine Erhöhung der Abtriebedrenzahl den Keilriemen-Regelgetrieben
69 79 8. Diese Erhöhung geht solange vor sich, bis der Überstrom erreicht
ist, bei dem der Überstromwäohter d3
anspricht, seinen Öffner öffnet
und das WendesohUts ol absohaltet. Wird der Ansprechstrom des überetromwäohtera>d3
untersohritten, wird das Vondeaohütz ol wieder eingeschaltet. Diese Bereitaohaft
-,bleibt solange benteheng bis die Zuleitung zu den
Steuersohütz
a3 unterbrochen wird, was in AuofUhrungebeispiel durch kurzes Tasten.-
den Unters b2 erfolgt. Auf diene Weine
wird nach Vorwahl
durch den Unter #3 die Abtriebedrehimbl den Regelgetrieben nuf die aoh»14tzögliohe
Weine auf die höchet.-zulässige
Drehzahl und damit auf die höchatzuläseige
Belastung gefahren und auch gehalten.
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In der Fig. 2 sind nur die für die Erfindung wesentlichen Schaltelemente
dargestellt. Es versteht sich, daß die Schal tung für den gesamten Antrieb
mit,drei Motoren und allen Überwachungs- und Verriegelungsfunktionen wesentlich
umfang-Teieher ist.