DE966877C

DE966877C - Device for remote adjustment using an electric shaft

Info

Publication number: DE966877C
Application number: DES10057D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Kratz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-08-18
Filing date: 1942-08-18
Publication date: 1957-09-12

Description

Es ist bekannt, daß zur winkelgetreuen elektrischen Übertragung irgendwelcher Drehbewegungen eine sogenannte elektrische Welle verwendet werden kann, die aus zwei nach Art eines Asynchronmotors gebauten elektrischen Maschinen besteht. Die beiden Maschinen sind einerseits, beispielsweise im Ständer, mit Wechselstrom erregt, während sie andererseits, beispielsweise in den Rotorwicklungen, über Schleifringe durch drei Leitungen miteinander verbunden sind. Eine mechanische Verstellung des Rotors der einen Maschine, also des Gebers, erzwingt dann eine entsprechende winkelgetreue Verstellung der anderen als Empfänger zu bezeichnenden Maschine. Eine solche An-Ordnung wird nachstehend kurz als elektrische Welle bezeichnet.It is known that for accurate electrical transmission of any rotational movements a so-called electric shaft can be used, consisting of two asynchronous motors built electrical machines. The two machines are on the one hand, for example in the stand, excited with alternating current, while on the other hand, for example in the Rotor windings, connected to one another by three lines via slip rings. A mechanical one Adjustment of the rotor of one machine, i.e. the encoder, then forces a corresponding one Angular adjustment of the other machine to be designated as the receiver. Such an order hereinafter referred to as the electric wave for short.

Es sind Einrichtungen zur Fernverstellung einer elektrischen Welle bekanntgeworden, bei denen die Verstellvorrichtung für den Geber mit einem Schalter für die Erregung der zur elektrischen Welle gehörigen Maschinen derart verriegelt ist, daß eine Verdrehung der elektrischen Welle im unerregten Zustand der zugehörigen Maschinen verhindert wird und die Erregung nur ausgeschaltet werden kann, wenn vorher die Verstellvorrichtung in die Anfangsstellung zurückgebracht wurde. Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß zwischen dem Antrieb des Schalters für die Erregung und der Verstellvorrichtung für den Geber eine mechanische Verriegelungseinrichtung angeordnet ist.There are devices for remote adjustment of an electric shaft become known in which the Adjustment device for the transmitter with a switch for the excitation of the electric shaft Corresponding machines is locked in such a way that a rotation of the electric shaft in the unexcited State of the associated machines is prevented and the excitation can only be switched off can, if the adjusting device has been returned to the initial position beforehand. The invention on the other hand, is that between the drive of the switch for excitation and the adjusting device for the encoder is arranged a mechanical locking device.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für solche Fernverstellungseinrichtungen, bei denenThe invention is of particular importance for such remote adjustment devices in which

Anlaßeinrichtungen für elektrische Maschinen über die Fernverstellungseinrichtungen betätigt werden sollen. Bei solchen AnIaß einrichtungen ist es erwünscht, daß bei einer Inbetriebnahme der Gesamtanordnung die Anlaßeinrichtung stets von ihrer Anfangsstellung aus bewegt wird; denn es werden dann unzulässige und unerwünschte Überlastungen der anzulassenden elektrischen Maschinen verhindert. Starting devices for electrical machines are operated via the remote adjustment devices should. In the case of such starting devices, it is desirable that when the overall arrangement is put into operation the starting device is always moved from its initial position; because it will be then inadmissible and undesired overloading of the electrical machines to be started is prevented.

ίο Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mit der Antriebswelle der Verstellvorrichtung für den Geber und mit der Antriebswelle des Schalters für die Erregung der zur elektrischen Welle gehörigen Maschinen je eine kreisförmige Scheibe mechanisch gekuppelt und mit einem Abstand kleiner als die Summe der Scheibenradien nebeneinander angeordnet, wobei von jeder Scheibe der durch die andere Scheibe überdeckte Teil ausgespart ist. Eine andere Lösung für die mechanische Verriegelung zwischen der Verstellvorrichtung für den Geber und der Antriebswelle des Schalters für die Erregung besteht darin, daß mit den beiden Weilen Rastenschaiben mechanisch gekuppelt sind, wobei je ein. Rast in der Schalterscheibe und der Geberscheibe angebracht ist und eine beiden Scheiben, gemeinsame Klinke; derart vorgesehen! ist, daß die Geberscheibe in der Anfangsstellung verklinkt wird,, wenn die Schalterscheibe aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung bewegt wird, während die Schalterscheibe in der Einechaltstellung verklinkt wird,, wenn die Geberscheibe aus der Anfangsstellung in, eine Betriebsstellung· bewegt wird. Dar Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie mit rein mechanisch arbeitenden einfachen Verklinkungen auskommt, während bei bekannten Einrichtungen,, bei denen ebenfalls die Geberwelle mit der Schaltarwelle für die Erregung verriegelt ist, Elektroinagneite, Hilfsschütze und. andere verhältnismäßig komplizierte Hilfseinrichtungen angewendet werden müssen, um dafür zu sorgen, daß die Anordnung jeweils nur aus dar Nullstellung heraus in Betrieb genommen, werden kann.ίο In a preferred embodiment of the invention are with the drive shaft of the adjustment device for the encoder and with the drive shaft of the switch for the excitation of the machines belonging to the electric wave, one circular each Disc mechanically coupled and with a distance smaller than the sum of the disc radii arranged next to one another, with the one of each disc being covered by the other disc Part is recessed. Another solution for the mechanical interlock between the adjustment device for the encoder and the drive shaft of the switch for the excitation is that are mechanically coupled to the two notch disks, with one each. Rest in the switch disc and the encoder disc is attached and a pawl common to both discs; like that intended! is that the encoder disc is latched in the initial position, when the switch disc is moved from the on position to the off position while the switch disc is latched in the switch-on position, if the Transmitter disk is moved from the initial position into an operating position. The advantage of the invention consists in the fact that it gets by with purely mechanical simple latches, while in known devices, in which also the encoder shaft with the Schaltarwelle for the excitation is locked, electronics side, contactor relays and. other relatively complex auxiliary equipment must be used, to ensure that the arrangement is only put into operation from the zero position, can be.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß Schaltanordnungen, bekanntgeworden, sind, denen im Gegensatz zu der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, die Gesamtanordnung a,ußar Betrieb zu setzen, wenn aus irgendeinem vorher nicht übersehbaren Grunde die Spannung der die elektrische Welle bildenden Maschinen ausbleibt. Diese bekannten Schutzschaltungen könnten gegebenenfalls zusätzlich, bei der elektrischen Welle nach der Erfindung angewendet werden. Sie können jedoch wegen der grundsätzlich verschiedenen Aufgabenstellung nicht als Ersatz für die Erfindung¹ dienen. In dar Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.It should also be pointed out that switching arrangements have become known which, in contrast to the invention, have the object of putting the entire arrangement into operation if, for some reason that could not previously be overlooked, the voltage of the machines forming the electrical shaft fails. These known protective circuits could optionally also be used in the electric shaft according to the invention. However, because of the fundamentally different tasks, they cannot serve as a substitute for the invention ¹ . In the drawing, embodiments of the invention are shown.

Fig. ι zeigt die Gesamtanordnuiig einer Einrichtung zur Fernverstellung, und, zwar bezieht sich diese; Einrichtung auf die Fernverstellung einer aus Grobregler und Fainregler bestehenden Regelanordnung. Für den Regler 1 sind ein Grobregler 2 und ein Feinregler 3 angedeutet, die je mit einer elektrischen Maschine 3 und 4 mechanisch gekuppelt sind. Die beiden elektrischen Maschinen gehören· zwei elektrischen Wellen an und, sind, dementsprechend mit zwei auf der Geberseite liegenden elektrischeni Maschinen, 5 und 6 verbunden. Diese Verbindung besteht darin, daß die Rotorwicklungen über je drei Leitungen· 7 und 8 verbunden sind, während die Statorwicklungen gemeinsam aus einem Wechselstromnetz 9 erregt werden'. Zur Verstellung der beiden Gebermaschinen· 5 und 6 dienen zwei Handräder 10 und 11, welche mit den beiden, Maschinen 5 und 6 mechanisch gekuppelt sind. In der Erregerieitung· zwischen dem Wechselstromnetz 9 und den Maschinen 3 bis 6 der beiden elektrischen Wellen, liegt ein, Schalter 12.Fig. Ι shows the overall arrangement of a device for remote adjustment, namely, this refers to; Set up on remote adjustment a control arrangement consisting of a coarse controller and a fine controller. There is a coarse controller for controller 1 2 and a fine regulator 3 indicated, each with an electrical machine 3 and 4 mechanically are coupled. The two electrical machines belong to two electrical waves and are, accordingly connected to two electrical machines 5 and 6 on the encoder side. These Connection consists in that the rotor windings are connected via three lines 7 and 8 each are, while the stator windings are excited together from an alternating current network 9 '. To the Adjustment of the two encoder machines 5 and 6 are used by two handwheels 10 and 11, which are connected to the both machines 5 and 6 are mechanically coupled. In the excitation line between the alternating current network 9 and the machines 3 to 6 of the two electric waves, there is a switch 12.

Zum Zwecke der Verriegelung zwischen den Verstellvoirrichtungenfür die beiden. Gebermaschinen und dem Schalter in dem Erregerkreis sind Rastenscheiben 13 bis 16 vorgesehen. Die beiden Scheiben 13 und 14 sitzen, auf den Antriebswellen 17 und, 18 für die Gebermaschinen. 5 und. 6, während die Rastenscheiben 15 und 16 auf der Antriebswelle 19 das Schaltersi2 befestigt sind. Zu je zwei einander zugeordneten- Rastenscheiben, alsoi die Scheiben; 13 und 15 bzw. die Scheiben 14 und 16, gehören Klinken, 20 und 21, welche in entsprechende Rasten der Scheiben, eingreifen, können. Wie aus der Zeichnung ersichtlich.!, liegen die Rasten derart, daß jeweils die Antriebswelle für den. Erregerschalter in der Einschaltstellung' dieses Schalters so- lange varklinkt wird,, wie sich die Antriebsvorrichtung des zugehörigen: Gebermotors in einer Beitriebsstellung, d. h. außerhalb seiner Anfangsstellung, befindet. Die Verklinkung des Erregerschalters wird nur dann aufgehoben, wenn die zugehörige Antriebsvorrichtung des Gebers in dessen Anfangsstellung bewegt wird. Nur in dieser Stellung können die beiden Klinken 20 und 21 in die Rasten der beiden Scheiben 13 und 14 einfallen und dadurch die Sperrung des Erregerschalters 12 aufheben. Nur in dieser Stellung kann dieser Schalter ausgeschaltet werden. Solange der Schalter sich in der Ausschaltstellung befindet, ist es nicht möglich, die Verstellvorrichtungen der beiden Gebermotoren 5 und 6 aus ihrer Anfangsstellung in eine Batriebsstellung zu bewegen.For the purpose of locking between the adjusting devices for the two. Encoder machines and the switch in the excitation circuit are detent disks 13 to 16 provided. The two disks 13 and 14 sit on the drive shafts 17 and 18 for the encoder machines. 5 and. 6, while the detent disks 15 and 16 on the drive shaft 19 the switchi2 are attached. Two at a time assigned notch disks, also the disks; 13th and 15 and disks 14 and 16, respectively Pawls 20 and 21, which engage in corresponding notches on the discs, can. As from the Drawing can be seen.!, The notches are so that each of the drive shaft for the. Exciter switch in the on position 'this switch is latched as long as the drive device of the associated: encoder motor in a drive position, d. H. outside of its initial position. The latching of the exciter switch is only canceled if the associated drive device of the encoder is in its Initial position is moved. Only in this position can the two pawls 20 and 21 be in the The latches of the two disks 13 and 14 collapse, thereby blocking the exciter switch 12 lift. This switch can only be switched off in this position. As long as the switch is in the off position, it is not possible to adjust the adjustment devices of the two To move encoder motors 5 and 6 from their initial position to a Battriebsstellung.

Zweckmäßig wird noch, eine Anzeigevorrichtung 22, beispielsweise in. Form einer Meldelampe;, vorgesehen, welche anzeigt, daß sich, der Erregerschalter in der Einschaltstellung befindet.It is also expedient to provide a display device 22, for example in the form of a signal lamp; which indicates that the exciter switch is in the on position.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform für die mechanische Verklinkung zwischen der Antrieibswelle des Erregerschalters und den beiden Antriebswellen der Verstellvorrichtungen für die Gebermotoren.. Die Form der Verklinkung nach Fig. 2 besteht aus zwei kreisrunden Scheiben 30 und 31, die auf den, Antriebswellen des Erregerschalters bzw. der zugehörigen Antriebsvorrichtung für den Gebermotor nebeneinander derart befestigt sind, daß der Achsabstand der beiden Scheiben, etwas kleiner ist, als es der Summe der beiden Scheibenradien entspricht. Aus jeder Scheibe ist derjenige Scheibenabschnitt ausge-Fig. 2 shows a further embodiment for the mechanical latching between the drive shaft the exciter switch and the two drive shafts of the adjustment devices for the Encoder motors. The shape of the latch according to FIG. 2 consists of two circular disks 30 and 31, which are on the drive shafts of the exciter switch or the associated drive device for the encoder motor are attached side by side in such a way that the center distance of the two Disks, is slightly smaller than the sum of the two disk radii. From everyone Disc is that disc section

nommen, der von der anderen Scheibe überdeckt wird. Aus den beiden, in Fig. 2 dargestellten Stellungen, ergibt sich, ohne weiteres, daß in, der oberen Stellung die Scheibe 30 frei beweglich, die Scheibe 31 dagegen, verriegelt ist, während in der unteren Stellung die Scheibe 30 verriegelt und die Scheibe 31 frei beweglich ist.taken, which is covered by the other disc. From the two positions shown in Fig. 2, it results, without further ado, that in the upper position the disk 30 is freely movable, the disk 31, on the other hand, is locked, while in the lower position the disc 30 is locked and the disc 31 is freely movable.

In den Fig. 3 bis 5 sind, weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, welche sich, von den; beiden, Anordnungen der Fig. 1 und 2 dadurch unterscheiden, daß die Erregung nicht nur dann ausgeschaltet wird, wenn vorher dia elektrische Welle in die Ausgangsstellung zurückbewegt wurde; vielmehr ist bei diesen Ausführungsformen das auf die Verstellvorrichtung für den Geber einwirkende Hemmwerk so> ausgebildet, daß in irgendeiner beliebigen Stellung des Gebers ein Schalter in, den. Erregerstromkreis der zur elektrischen. Welle gehörigen Maschinen: abgeschaltet wird, sobald die Drehbewegung des Gebers aufhört. Das hat den, Vorteil, daß ebenfalls eine zuverlässige Übereinstimmung des Gebers mit dem Empfänger erzwungen, wird,, daß aber außerdem die Erregung der zur elektrischen, Welle gehörigen Maschinen, jeweils nur so lange eingeschaltet bleibt, wie dies, unbedingt notwendig ist.3 to 5, further embodiments of the invention are shown, which differ from the; the two arrangements of FIGS. 1 and 2 differ in that the excitation is not only then is switched off if the electric shaft has previously moved back into the starting position became; rather, in these embodiments, it is that which acts on the adjusting device for the encoder Escapement so> designed that in any position of the encoder a Switch in that. Excitation circuit for the electrical. Machines belonging to the shaft: is switched off as soon as the rotary movement of the encoder stops. This has the advantage that there is also a reliable match between the encoder and the Forced receiver, it is, but also the excitation of the electric, wave belonging Machines, in each case only remains switched on as long as this is absolutely necessary.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Antriebswelle 40 des Gebers in, der Achsrichtung verschiebbar. Eine Reibungskupplung 41 wird durch eine Feder 42 in eingerücktem Zustande gehalten, solange nicht das Handrad, 43 entgegen der Feder 42 nach, rechts verschoben: und dadurch die Kupplung ausgerückt wird. Mit dieser Verschiebung des Handrades 43 in die Arbeitsstellung wird, auch, ein Schalter 44 im Erregerstromkreis der beiden Maschinen 45 und 46 eingeschaltet. Sobald, das Handrad. 43 losgelassen und dementsprechend der Geber 45 stillgesetzt: wird, rückt die Reibungskupplung 41 ein und hält die Welle 40 in dieser Stellung fest. Gleichzeitig wird der Schalter 44 ausgeschaltet.In the embodiment shown in FIG. 3, the drive shaft 40 of the encoder is in the axial direction movable. A friction clutch 41 is in the engaged state by a spring 42 held as long as the handwheel, 43 against the spring 42 shifted to the right: and thereby the clutch is disengaged. With this displacement of the handwheel 43 into the working position a switch 44 in the excitation circuit of the two machines 45 and 46 is also switched on. As soon, the handwheel. 43 released and the encoder 45 stopped accordingly: if, the moves Friction clutch 41 and holds the shaft 40 in this position. At the same time the switch 44 switched off.

Bei der Ausführungsfocm nach Fig. 4 sitzt auf der Welle 50, die zu dem nicht dargestellten Geber führt, eine Bandbremse 51, welche durch einen Fußhebel 52 ausgerückt werden, kann,. Mit. diesem Fußhebel ist ein Schalter 53 gekuppelt, der den Erregerstromkreis der zur elektrischen Welle gehörigen Maschinen nur dann, einschaltet, wenn die Bandbremse S1 ausgerückt ist. Das Handrad 54 für die Verstellung des Gebers kann somit bei dieser Ausführungsform der Erfindung nur dann, bewegt werden, wenn über den Fußschalter 52 die Bandbremse 51 ausgelöst und gleichzeitig der Erregerschalter 53 eingeschaltet ist.In the embodiment according to FIG. 4, it is seated on the shaft 50 which leads to the encoder, not shown leads, a band brake 51, which can be disengaged by a foot lever 52 ,. With. this Pedal is coupled to a switch 53 that controls the excitation circuit of the electric shaft The machine only switches on when the band brake S1 is disengaged. The handwheel 54 for the adjustment of the encoder can thus only be moved in this embodiment of the invention are triggered when the band brake 51 is triggered via the foot switch 52 and the exciter switch at the same time 53 is switched on.

Bei der Ausführungsform nach. Fig. 5 ist die Antriebswelle für den. Geber an einer Stelle durch eine Reibungskupplung 60 unterbrochen,. Der eine Teil 61 der Welle führt zu; dem Geber 62, während der andere Teil 63 der Welle mit dem Handrad 64 verbunden, ist. Auf dem Wellenstück 63 sitzt ein Anschlag für den Erregerschalter 65. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist in. der Ruhestellung des Handrades 64 die Kupplung 60 durch Wirkung der Feder 66 ausgerückt, und gleichzeitig ist auch der Schalter 65 im Erregerstromkreis der zur elektrischen Welle gehörigen, Maschinen: ausgeschaltet. Wenn durch eine Axialbewegung des Handrades 64 die Kupplung 60 eingerückt: und dadurch die mechanische Verbindung zwischen dem Handrad, und dem Geber hergestellt wird, schaltet sich selbsttätig auch der Erregerstromkreis über den Schalter 65 ein,.In the embodiment according to. Fig. 5 is the drive shaft for the. Encoder at one point a friction clutch 60 interrupted ,. One part 61 of the shaft leads to; the donor 62 while the other part 63 of the shaft is connected to the handwheel 64. On the shaft piece 63 sits a Stop for the exciter switch 65. In this embodiment of the invention is in. The rest position of the handwheel 64, the clutch 60 is disengaged by the action of the spring 66, and at the same time the switch 65 in the excitation circuit of the machines belonging to the electric shaft is also switched off. When the clutch 60 is engaged by an axial movement of the handwheel 64: and thereby the mechanical connection between the handwheel and the encoder is established, switches the excitation circuit also automatically turns on via switch 65.

An, Stelle der in den. Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausfübrungsformen. der Erfindung, die mit mechanischen Verriegelungen arbeiten), können, auch andere Formen, der Verriegelung, beispielsweise Hilfskontakte und von. diesem betätigte elektromagnetische Sperrklinkem, angewendet werden. Die in den Zeichnungen dargestellten. Ausführungsformen, haben jedoch den Vorteil, daß sie mit sehr einfachen. Mitteln sicher arbeiten,Instead of the. 1 to 5 illustrated embodiments. of the invention with mechanical Interlocks work), other forms of interlocking, for example Auxiliary contacts and from. this actuated electromagnetic pawl are used. the shown in the drawings. Embodiments, however, they have the advantage that they are very simple. Means working safely,

Claims

PATENT CLAIMS:

ι. ^{Device for remote adjustment with the aid of an electric shaft 1} consisting of two electrical machines, which are excited on the one hand from a common network with alternating current and on the other hand are connected to one another by three lines, in which the adjustment device for the transmitter is provided with a switch for the excitation of the machines belonging to the electrical shaft is locked in such a way that a rotation of the electrical shaft in the unexcited state. State of the associated: machines, is prevented and the excitation can only be switched off if the adjustment device has previously been returned to the angular position, characterized by a mechanical locking device between the drive of the switch for the excitation and the adjustment devices for the encoder.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that with the drive shaft of the adjusting device for the encoder and with d, he Drive shaft of the switch for the excitation of the machines belonging to the electrical shaft, each a circular disc mechanically coupled and with a distance smaller than that Sum of the disk radii, are arranged side by side, each disk being the is recessed by the other pane covered part.

3. Device according to claim 1, characterized in that with the drive shaft of the Adjustment device for the sensor and with the drive shaft of the switch for the excitation one notch disc is mechanically coupled, that one notch in each, the switch disc and the encoder disc is attached and that a pawl common to both discs is provided in such a way is that the encoder disc is latched in the initial position when the Switch disk: from the switch-on position to, the switch-off position is moved, while the Switch disc in the on position

It latches when the encoder disc moves from the initial position to an «operating position will.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that a display device, For example, a signal lamp is provided, which is in the switch-on part of the Excitation switch responds.

Fonts considered in: German Patent No. 688,304; German utility model 1 347 793.

1 sheet of drawings