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Elektrische Nachlaufsteuerung Es ist bereits eine elektrische Nachlaufsteuerung
bekannt, bei welcher der die Einstellung bewirkende Gleichstrommotor aus einem Wechselstromnetz
über gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsgefäße gespeist wird. Als Steuermittel
für die Einschaltung des Motors in der einen oder in der anderen Drehrichtung dient
hierbei ein Transformator, dessen Primärwicklung in Abhängigkeit von der Größe und
der Richtung der Verstellung zwischen Geber und Empfänger stromdurchflossen ist,
während seine Sekundärwicklung im Gitterkreise der Entladungsgefäße liegt. Das gesamte
Steuerungszubehör zeigt einen verhältnismäßig verwickelten Aufbau unter Benutzung
teuerer Einzelelemente und nimmt einen recht erheblichen Platz in Anspruch, . der
aber bei Nachlaufäteuerungen, die z. B. auf Schiffen Verwendung finden sollen, meist
nicht vorhan.-den ist. Bei einer anderen bekannten Nachlaufsteuerung läßt bei Verstellung
eines Gebers der an demselben angeschlossene Empfänger einen Einstellmotor im Sinne
der vom Geber befohlenen Winkeländerung nachlaufen, und ein vom Motor angetriebenes
Schaltwerk schältet den Motor beim Erreichen der Sollstellung des einzustellenden
Gegenstandes ab. Durch Verstellen des Gebers z. B. bei abgeschaltetem Empfänger
kann sich zwischen Geber und Empfänger eine Winkeldifferenz von mehr als i8o° einstellen.
Der Empfänger wird dann auf dem kürzeren Wege in die befohlene Sollstellung einlaufen
und den Einstellmotor im falschen Folgesinn steuern.
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Ein derartiges Verhalten der Nachlaufsteuerüng ist jedoch nicht zulässig,
wenn der Verstellbereich des einzustellenden Gegenstandes durch zwei -Endlagen begrenzt
ist.
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Die Erfindung betrifft eine aus einem Gleichstromnetz über ein die
Soll- und die
Iststellung miteinander vergleichendes Schaltwerk
gespeiste elektrische Nachläufsteuerung, bei welcher der Verstellbereich des einzustellenden
Gegenstandes durch zwei Endlagen begrenzt und zur Wiederherstellung des durch eine
18o° überschreitende Stellungsdifferenz zwischen Geber und Empfänger gestörten Folgesinnes
des zu steuernden Motors für jede Endlage ein Endlagenschalter angeordnet ist. Der
Endlagenschalter unterbricht in seiner Arbeitsstellung einerseits den zugeordneten
Steuerstromkreis des Motors, andererseits' schaltet er eine Steuerleitung für das
den Motor auf die entgegengesetzte Drehrichtung schaltende Steuermittel an. Erfindungsgemäß
dienen als Steuermittel für den zu steuernden Motor zwei Relais, deren jedes über
zwei Steuerleitungen erregbar ist, von denen die eine über einen Ruhekontakt des
Gegenrelais in der einen Schaltwerkstellung des Empfängers angeschlossen ist, während
die in der anderen Schaltwerkstellung des Empfängers angeschaltete Steuerleitung
über einen Arbeitskontakt des eigenen Relais geführt ist, welcher in der Arbeitsstellung
des entgegengesetzten Endlagenschalters überbrückt ist.
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Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Nachlaufsteuerung läuft
beim Außertrittfallen der Steuerung der Einstellmotor zunächst im falschen Folgesinne
bis zum Erreichen der benachbarten Endlage weiter. Hierauf wird er durch den jeweils
zur Auslösung gebrachten Endlagenschalter selbsttätig umgesteuert und bewegt nun
im richtigen Folgesinne den einzustellenden Gegenstand in die Sollage. Der besondere
Vorteil der Erfindung liegt in denn einfachen und übersichtlichen Aufbau, der nur
sehr wenige Steuermittel erfordert. Die erfindungsgemäße Nachlaufsteuerung benötigt
also nur einen geringen Platzbedarf und kann demzufolge auch dann noch untergebracht
werden; wenn die Unterbringung anderer Steuermittel nicht mehr möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Nachlaufsteuerung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele
beschrieben und durch die Zeichnung erläutert. In der letzteren stellen dar: Fig.
i eine Erläuterung für den beispielsweise gewählten Verstellbereich eines einzustellenden
Gegenstandes, Fig. z a bis :2f die bei Ausführung des beispielsweise gewählten Steuervorganges
eingenommenen wichtigen Stellungen von Geber und Empfänger, Fig.3 ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Nachlaufsteuerüng in seinem grundsätzlichen Aufbau, Fig. q.
ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen .Nachlaufsteuerung in seinem
grundsätzlichen Aufbau unter Verwendung eines Grob- und Feinsystems.
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Nach Fig. i soll der Verstellbereich des einzustellenden Gegenstandes
durch den stumpfen Zentriwinkel I MII bestimmt sein.
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', Die Endlagen des Verstellbereiches sind mit I und JI bezeichnet
und sollen beispielsweise je 175° vom Nullpunkt o entfernt sein. Der von dem spitzen
Zentriwinkel I MII eingeschlossene, schraffiert gezeichnete Sektor gibt den toten
Winkel für den Verstellbereich wieder und beträgt nach der getroffenen Annähme io°.
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In der letzten Synchronstellung sollen sich der Empfänger und die
vom Motor nachgedrehte Folgemarke an der Stelle A befänden haben, welche einem Verstellwinkel
von 1500 entsprechen soll (s. auch Fig. 2a). Bei abgeschaltetem Empfänger
soll nun der Geber von Ä über O nach B gedreht werden, dessen Einstellwinkel -8o0
betrage. Die am Geber vorgenommene gesamte Winkelverstellung beträgt absolut
1500 +. 8o0 = 23o°. Wird nun der Empfänger auf den Geber geschaltet, so springt
derselbe auf dem kürzeren Weg; also von A über I, II nach B und steuert demzufolge
den Motor im falschen Folgesinn nach, denn der Motor soll ja im Sinne der Geberverstellung
von A über 0 nach B nachdrehen.
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Bei den in den Fig. 3 und 4 als Ausführungsbeispiel gebrachten Nachlaufsteuerungen
wird bei einem derartigen Außertrittfallen von Geber und Empfänger der einzustellende
Gegenstand zwangsläufig auf dem richtigen Weg in die befohlene Sollstellung bewegt.
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Die als Ausführungsbeispiele gewählten Nachlaufsteuerungen zeichnen
sich durch Übersichtlichkeit und geringen Aufwand an Schaltmitteln, wie Relais aa.
dgl., aus.
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In Fig. 3 ist der den Gegenstand -einstellende Motor ein Gleichstromreihenschlußtnotor
mit dem Anker A und den beiden Feldwicklungezi PI und FII. Wird der Anker des Motors
,über Wicklung F1 angeschaltet, so entspreche seine Drehrichtung einer Nachdrehung
des einzustellenden Gegenstandes im Uhrzeigersinn. Wird der Anker über die Wicklung
FII angeschlossen, so kehrt sich der Folgesinn der Steuerung um. Erreicht der einzustellende
Gegenstand die Endlage I, so spricht der Endlagenschalter GI an, öffnet seinen Kontakt
ggi und schließt gleichzeitig den Kontakt gi . In der Endlage II wird der Endlagenschalter
GH betätigt, welcher g2 öffnet und gleichzeitig gz schließt. Zur Steuerung des Motors
dienen die beiden Steuerrelais C und D in Verbindung reit der vom Empfängersystem
gestellten Kontaktwalze X sowie einem vom Motor nachgedrehten Schaltwerk ,S mit
den Kontakten s, und sII. Die Stellung
der Kontaktwalze N gibt
also die Sollstellung, die Stellung des Schaltwerkes S die Iststellung wieder. Bei
Übereinstimmen von Ist- und Sollstellung liegen ihre in der Zeichnung durch Dreiecke
angedeuteten Einstellmarken auf demselben Radius. Die Ableitungen von den Federkontakten
s, und sII nach den Wechselkontakten d2 bzw. c2, ebenso die Zuleitung vom Pluspol
zur Kontaktwalze erfolgen über nicht gezeichnete Schleifringe bzw. Schleifkontakte.
Das Relais C stellt den Arbeitskontakt c1 sowie den Wechselkontakt c2, Relais D
denArbeitskontaktdl sowie Wechselkontakt d2. Im Falle der Fig. 3 stimmen Geber-
und Empfängerstellung überein. Die Steuerung ist also außer Betrieb gesetzt. In
Fig.2a ist diese Ausgangsstellung zur Erklärung der nachfolgenden Schaltvorgänge
nochmals für die Kontaktwalze N und das Schaltwerk S herausgezeichnet..
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Wie bereits an Hand der Fig. r erläutert, soll bei abgeschaltetem
Empfänger der Geber von A über O nach B verstellt werden, also gegen
den Uhrzeige-rsinn. Wird nun der Empfänger eingeschaltet, so versucht er über den
kürzeren Weg, und zwar über I und II nach B zu eilen. Er dreht also im Uhrzeigersinn
nach. Dieser Bewegung folgt auch die Schaltwalze N, und zwar nach Annahme gleichsinnig
mit dem Empfänger. Infolgedessen wird die Schaltwalze N die in Fig. 2.b gezeigte
Stellung im Rechtslauf einnehmen, während das Schaltwerk S zunächst in Ruhe liegt.
Die Schaltwalze N hat nun den Kontakt sl, geschlossen, und über Plus, Kontaktwalze
N, Federkontakt sII, c2-Ruheseite wird das Steuerrelais D erregt.
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Letzteres schließt ,seinen Arbeitskontakt dl und legt über g1 den
rechten Steuerstromkreis mit der Feldwicklung Fr an Spannung. Der Motor dreht nach
der getroffenen Annahme den einzustellenden Gegenstand und damit auch das SchaltwerkS
im Uhrzeigersinn nach. Der Folgesinn der Steuerung ist also in bezug auf den Drehsinn
der Geberverstellung falsch: Erreicht der einzustellende Gegenstand die zunächst
liegende Endlage I, so wird der Endlagenschalter. GI betätigt, sein Kontakt g1 unterbricht
den rechten Steuerstromkreis des Motors, sein Kontakt gi schließt sich und überbrückt
den Wechselkontakt C2. Infolgedessen wird nun über st,- auch das Relais C erregt.
Letzteres legt seinen Wechselkontakt c2 auf Arbeit, welcher nun die übers"
und
c2 Ruheseite geführte Steuerleitung .des Relais D unterbricht. Das Relais
D fällt ab und öffnet einerseits den Arbeitskontakt dl, andererseits legt
es den Wechselkontakt d2 auf Ruheseite. Das Relais C hat aber auch seinen Arbeitskontakt
cl geschlossen und den über g= geführten linken Steuerstromkreis des Motors eingeschaltet.
- Der Motor läuft nun in entgegengesetzter Richtung, und kurz nach Beginn der Umkehrbewegung
kehrt der Endlagenschalter wieder in seine Ruhelage zurück, g1 schließt und g,'
öffnet sich. Das Zurückgehen des Endlagenschalters hat jedoch keinen Einfluß mehr
auf die nunmehr im richtigen Folgesinn arbeitende Nachlaufsteuerung. Der über g1
geführte rechte Steuerstromkreis des Motors bleibt durch dl unterbrochen, während
die über gi geführte Steuerleitung über den auf Arbeitsseite gelegten und als Selbsthaltekontakt
für Relais C wirksamen Wechselkontakt c2 eingeschaltet bleibt. Kommt das vom Einstellmotor
nachgedrehte Schaltwerk S in die zur Sollstellung B um i 8o1 versetzte Lage (s.
Fig. 2 d), so werden für kurze Zeit beide Kontakte si und sl, durch die Kontaktwalze
N geschlossen. Diese Schaltung bleibt ohne Einfluß auf den Steuersinn, da Wechselkontakt
d2 auf der Ruheseite steht, so däß lediglich das Steuerrelais C sowohl übers"
als auch s, erregt ist. Das Steuerrelais D kann nicht mehr anziehen, da die eine
Steuerleitung desselben bei c2, seine andere bei d2 bzw. 92' unterbrochen bleibt.
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Beim Weiterdrehen des Schaltwerkes S öffnet sich sll, während s, geschlossen
bleibt, wie aus Fig. 2e ersichtlich ist.
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Erreicht der einzustellende Gegenstand die Sollstellung B (s. Fig.
2 f), so öffnet das nachgedrehte Schaltwerk S seine beiden Tontakte s, und sII.
Durch s, wird Relais C abgeschaltet. Letzteres öffnet seinen Arbeitskontakt cl und
schaltet damit den linken Steuerstromkreis des Motors mit der Feldwicklung FII ab.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.4 wird der Motor durch ein Grob-
und Feinsystem gesteuert. Die Grobsteuerung entspricht der Anordnung nach Fig. 3
und hat daher auch die gleichen Bezugszeichen. Als Erweiterung kommt das Feinsystem
mit der Kontaktwalze NF und dein vom Motor nachgedrehten Schaltwerk Sf hinzu. Das
Steuerrelais C stellt einen weiteren Ruhekontakt c3, Steuerrelais D den weiteren
Ruhekontakt d3.
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'Das Feinsystem wird erst wirksam, wenn das Schaltwerk S des Grobsystems
die Steuerrelais C und D abgeschaltet hat, die Kontakte c3 und d3 also geschlossen
sind. Diese dienen auch zur Verriegelung der beiden Steuerstromkreise des Motors.
Ist z. B. durch das Relais C die linke Feldwicklung F" erregt, so wird durch C3
verhindert, daß bei geschlossenem Kontakt slI die andere Feldwicklung F, ebenfalls,
wenn auch mit verminderter Spannung, erregt wird. Durch das Feinsystem wird die
durch derl Vorschaltwiderstand W herabgesetzte Spannung entweder über s, oder slI
auf den linken bzw. rechten Steuerstromkreis des Motors gegeben, sobald
das
Grobsystem in die Ausschaltstellung gegangen ist.
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Durch das System kann man gegebenenfalls auch eine Bremse, beispielsweise
eine Wirbelstrombremse, steuern, welche beim Erreichen der Sollstellung des einzustellenden
Gegenstandes anspricht. In die Erregerleitung einer derartigen Bremse legt man zweckmäßig
je einen weiteren Ruhekontakt der Steuerrelais C und D, und zwar in Reihenschaltung,
so daß bei der Nachlaufsteuerung durch das System die Bremse auf jeden Fall abgeschaltet
ist. Bei Verwendung von Grob-und Feinsystemen für die Nachlaufsteuerung wird die
Bremse durch das Feinsystem gesteuert.