DE953888C - Einrichtung zur Drehmoment-UEberwachung von Drehstrom-Antrieben mit schaltbarem Getriebe - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Drehmoment-Uberwachung von Drehstrom-Antrieben mit schaltbarem Getriebe Beim Drehstrom-Antrieb einer Arbeits- oder Bearbeitungsmaschine ist die Leistungsaufnahme des Motors abhängig von der Belastung der Abtriebswelle. Das Motordrehmoment ist dabei eine Funktion von Leistung und Drehzahl. Da der Drehstrommotor selbst nicht regelbar ist, wird die DrelhzahlleinsteElung der Arbeitswelle in ein etwa über MagnetkupplRmgen schaltbares Getriebe verlegt. Man wird bestrebt sein müssen, eine Arbeits-oder Bearbeitungsmaschine, beispielsweise eine Drehbank, so arbeiten zu lassen, daß die Motorleistung voll ausgenutzt wird, daß also der Motor dauernd das volle Drehmoment abgibt. Hier tritt nun eine Schwierigkeit auf. Je größer das Moment am Getriebeausgang bei kleiner werdender Abtriebsdrehzahl des Getriebes wird, um so stärker müssen die tfbertragungsglieder im Getriebe (Zahnräder, Welle usw.) sein. Dem wirtschaftlich vertretbaren Bauaufwand sind hier Grenzen gezogen. Man geht deshalb im unteren Drehzahlbereich des Antriebes nicht bis auf das von der Motorseite her zulässige Drehmoment hinauf, sondern begrenzt es, z. B. in der Weise, daß das im Getriebe auftretende Moment im unteren Drehzahlbereich konstant bleibt. Man entlastet also den Antrieb und arbeitet nicht mehr mit der vollen, sondern mit einer entsprechend verringerten Motorleistung.
• Bei den bisher bekannten Drehstrom-Antrieben dieser Art wird entweder in das Getriebe eine Rutschkupplung eingeschaltet, die ein überschreiten des zulässigen Momentes an der Abtriebswelle des Getriebes verhindert, oder der Bedienungsmann iiberwacht an einem Meßinstrument die Leistungsaufnahme des Motors und greift ein, wenn der zulässige Grenzwert überschritten wird.
• Wenn man die Überschreitung des zulässigen Drehmomentes zur selbsttätigen Anzeige bzw. Beeinflussung der Maschine heranziehen will, so sind hierfür die üblichen Stromwächterschaltungen nicht ohne weiteres brauchbar. Denn sie überwachen die Stromaufnahme des Antriebsmotors unabhängig von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes, können also nicht feststellen, ob die Stromaufnahme bei einem bestimmten Drehzahlwert im Hinblick auf das Getriebe noch zulässig ist oder ob eine Momentüberschreitung im getriebemäßig unzulässigen Gebiet liegt.
• Die bekannten Schaltungen zur Überwachung der Stromaufnahme eines Drehstrommotors beruhen darauf, zwei Spannungen hinsichtlich ihrer Größe in einem Meßgerät mit zwei Wicklungen zu vergleichen. Die eine Spannung kann dabei an einem Sollwertgeber (Potentiometer) eingestellt werden.
• Schaltungen dieser Art sind in den deutschen Patentschriften 832 I68 und 882 446 beschrieben.
• Sie werden gemäß der Erfindung zur Begrenzung des zulässigen Drehmomentes des Getriebes eines Drehstromantriebes dadurch brauchbar gemacht, daß die Vergleichs spannung als drehzahlabhängige Spannung eingeführt wird. Das Potentiometer wird also ersetzt oder ergänzt durch spannunggebende Mittel, die unmittelbar drehzahlabhängige Spannungen als Vergleichsspannungen in das Meßgerät eingeben.
• Ein Mittel hierfür ist beispielsweise ein Tachometerdynamo, der von der austreibenden Getriebewelle (oder der maßgeblichen Welle der Arbeitsmaschine) angetrieben wird. Wenn sich die Spannung des Tachometerdynamo linear mit seiner Drehzahl ändert, was ohne Schwierigkeiten mit hinreichender Genauigkeit möglich ist; so ergibt der Tachometerdynamo also die Vergleichsspannung zur - lastabhängigen Motorspannung. Durch Einschaltung eines regelbaren Widerstandes oder Potentiometers zwischen Tachometerdynamo und Meßgerät läßt sich dabei der Ansprechwert des Meßgerätes verändern.
• Man kann auch mit einem einstellbaren Widerstand, ähnlich den bekannten Schaltungen, arbeiten, in der Weise, daß der Widerstand in einzelne Teilwiderstände unterteilt ist, die jeweils zusammen mit der Schaltung einer neuen Getriebestufe geschaltet werden.
• In Fig. I ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Schaltung mit einem Tachometerdynamo dargestellt. RST ist das Drehsftomnetz, UVW die Motorwicklung. In die Phase R ist ein Widerstand Rv eingeschaltet, an dem ein der Belastung proportionaler Spannungsabfall auftritt. Die Spannung in den Wicklungen WI ist ein Abbild des Motordrehmomentes. Eine zweite Wicklung W2 liegt an den Klemmen eines Tachometerdynamo TD.
• Die Wicklungen WI und W2 wirken gegeneinander. Wird jetzt das Getriebe auf eine bestimmte kleinste Drehzahl geschaltet, in der ein bestimmtes Drehmoment nicht überschritten werden darf, so geht die Drehzahl des Tachometerdynamo TD und damit seine Spannung entsprechend zurück. Die Durchflutung der Wicklung W2 wird entsprechend geringer. Steigt jetzt die Stromaufnahme des Motors auf den zulässigen Grenzwert an, so überwiegt die Wirkung der Wicklungen WI. Das Relais A spricht an und schließt oder öffnet einen Kontakt. Hierdurch kann entweder der Antriebsmotor oder der Vorschubmotor abgeschaltet werden, oder der Vorschub kann verringert werden, oder es kann ein Signal ausgelöst werden u. dgl. An einem einstellbaren Widerstand R2 läßt sich dabei der Ansprechwert der Spule W2 einstellen.
• Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Abhängigkeit zwischen Drehzahl und Ansprechwert durch einen gestuften Widerstand R3 hergestellt, dessen Kontakte KI, K2, K3 in Abhängigkeit von der Getriebeschaltung geschaltet werden, etwa zusammen mit den Magnetkupplungen, über die jeweils die Abtriebsdrehzahl des Antriebes eingestellt wird.
• Die Wirkung ist die gleiche wie in Fig. I.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Überwachung des Abtriebs-Drehmomentes eines aus Drehstrom-Antriebsmotor und schaltbarem Getriebe bestehenden Antriebes, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Meßgerät eine von der Stromaufnahme bzw. dem Drehmoment des Motors abhängige Spannung mit einer von der Abtriebsdrehzahl des Getriebes abhängigen Spannung verglichen wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als drehzahlabhängige Vergleichsspannung die Spannung eines Tachometerdynamo dient, der mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängige Spannung an einem in Stufen schaltbaren Widerstand abgegriffen wird, der unmittelbar oder unmittelbar zusammen mit der Getriebe schaltung geschaltet wird.