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Selbsttätige Kontroll- bzw. Steuereinrichtung für Pendelseilbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Kontroll- bzw. Steuereinrichtung für Pendelseilbahnen (oder gleichartige Fördereinrichtungen), bei welchen die erforderlichen Schaltvorgänge durch wegabhängige Signale ausgelöst werden. Nach der Erfindung wird zu diesem Zweck ein vorzugsweise photoelektrischer oder magnetischer Impulsgeber vorgesehen, welcher mit einem ortsfesten, durch die Seilbewegung beeinflussten Maschinenteil, beispielsweise einer Seilscheibe gekuppelt ist, und des weiteren eine Zähleinrichtung vorgesehen, welche die vom Impulsgeber abgegebenen Impulse zählt und an durch Auswahlgatter vorgegebenen Wegpunkten einen Soll-Ist-Wert-Vergleich für Geschwindigkeitsgrössen einleitet, sowie Ist-Werte für Wegpunkte und gegebenenfalls Soll-Werte für die Geschwindigkeit bildet.
Die Erfindung kann dabei unter Benutzung bekannter Bauteile bzw. fertig erhältlicher Bauteilgruppen der digitalen Rechentechnik verwirklicht werden. Die bisher unbekannte Anwendung dieser hochentwickelten Technik auf Seilbahnen bringt nicht zu unterschätzende Vorteile hinsichtlich Genauigkeit und Betriebssicherheit, wobei besonders auch auf die hohe Lebensdauer der für solche Schaltungen meist verwendeten Transistoren hinzuweisen ist. Statt eines einheitlichen Zählsystems können auch verschiedene Zählsy-
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Steuerung von Aufzügen bekannt, bei der jedoch nicht wie bei der Erfindung die Impulse eines Impulsgebers gezählt werden, bei der vielmehr an der Kabine angebrachte binäre Geberelemente durch im Aufzugschacht angebrachte Betätigungsorgane verstellt werden, was bei Seilbahnen praktisch unmöglich ist.
Fig. l zeigt als Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemässe digitale Kontrolleinrichtung für eine Seilbahn, wogegen die Fig. 2-5 Beispiele für Weiterbildungen erfindungsgemässer Steuer- und Kontrolleinrichtungen veranschaulichen.
A ist ein Drehstrommotor, B ein von diesem angetriebener Leonardgenerator. Die Erregung des
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Der Leonardgeneratur B speist den Seilbahnmotor D, der über ein Getriebe E die Hauptseilscheibe F antreibt. Über die beiden Umlenkscheiben J und K wird das Zugseil zur Bahn ausgelenkt, die Umlenkung des Zugseiles erfolgt durch die Seilscheibe M. Die beiden vom Zugseil gezogenen Wagen sind mit L bezeichnet. Auf der Welle des Seilbahnmotors D sitzt auch die Bremsscheibe G, die von einem elektrischen Bremslüfter H freigegeben wird, wenn die Bahn in Betrieb gehen soll.
Mit der Umlenkscheibe J ist unmittelbar oder gegebenenfalls über ein schlupffreies Getriebe die Lochscheibe f gekuppelt, die die auf einen Impulsnehmer (Photodiode) g fallenden Lichtstrahlen einer Glühlampe periodisch unterbricht. Die entstehenden photoelektrischen Impulse werden im Verstärker a verstärkt und durch den Impulsformer b in rechteckförmige Impulse umgeformt. Diese Rechteckimpulse werden im Binärzähler c gezählt, der mit einer der Informationsauswertung dienenden Einrichtung d zusammenarbeitet. Letztere weist für jede Information ein entsprechend gestaltetes UndGatter auf, das den Impuls zur Verstärkung freigibt, sobald sich alle Zählerstufen in einem bestimmten, einstellbaren Zustand befinden. Der freigegebene Impuls wird in Verstärkern verstärkt und kippt einen bistabilen Multivibrator aus der einen in die andere Ruhelage.
Durch vorgesehene Löscheinrichtungen wird
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erreicht, dass sich vor Beginn der Zählung alle Multivibratoren in der gleichen Stellung befinden. Der kippende Multivibrator speist über entsprechend bemessene Verstärker ein Relais und dieses Relais veranlasst dann die der betreffenden Information entsprechenden, notwendigen Massnahmen.
Die Einrichtungen g, a, b, c und d sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l zur Erhöhung der Sicherheit doppelt vorgesehen. Wenn auch nur mittels einer dieser beiden Gruppen an einer jeweils durch Impulszählung definierten Stelle durch Vergleich der Tachometerspannung mit dem für diese Stelle geltenden Geschwindigkeits-Höchstwert überhöhte Geschwindigkeit festgestellt wird, erfolgt Abschaltung bzw.
Schnellbremsung. Man könnte die Anordnung natürlich auch so treffen, dass Schutzmassnahmen auch durch ein Nichtübereinstimmen der Zählergebnisse der beiden Zähleinrichtungen ausgelöst werden.
Es können z. B. folgende Informationen vorgesehen sein :
1. Der Rektifizierungspunkt.
Dieser Kontrollpunkt dient dazu, die unvermeidbaren Seilverlängerungen und den Schlupf des Seiles auszugleichen, so dass die eigentlichen Kontrollpunkte immer an derselben Stelle wirksam sind. Die Rektifizierung besteht darin, dass das Zählwerk bei einer bestimmten Wagenstellung auf einen bestimmten, dieser Stellung entsprechenden Wert, z. B. auf den Wert Null, gestellt wird.
2. Der 20%-Wert.
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sehen.
3. Der Absteuerpunkt.
Dieser (z. B. 107 m vor dem Ziel) dient dazu, den Leonardregler vom Maximalwert auf den Wert Null zurückzuführen. Er schaltet also z. B. einen Servomotor (Absteuermotor) ein.
4. Der Langsamklingelpunkt.
Er zeigt dem Wärter durch ein akustisches Signal an, dass in Kürze die Absteuerung der Bahn erfolgen wird. Der Wärter wird dadurch aufmerksam und überprüft die Arbeitsweise der Anlage.
5. Der Isotopenkontrollpunkt.
Dieser Punkt (z. B. 148 m vor dem Ziel) kontrolliert die Übereinstimmung des Zählergebnisses mit der tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke und bewirkt bei Nichtübereinstimmen, d. h. wenn z. B. ein vom Isotop betätigter Kontakt nicht vorher durch einen vom Zählwerk betätigten Kontakt unwirksam gemacht wird, die Abschaltung der Seilbahn.
6. Schliesslich gibt es noch jenen Punkt, in welchem die Isotopenkontrolle eingeschaltet wird (weit vor dem Ziel, gegebenenfalls aus Sicherheitsgründen noch ein zweiter, z. B. 170 m vor dem Ziel liegender Punkt). Bei der Ausfahrt darf ja beim Vorbeilaufen des Isotops an der Kontrollstelle keine Schaltung erfolgen, da sonst die Bahn trotz ordnungsgemässen Laufes abgeschaltet wird.
Alle vorgenanntenKontrollpunkte befinden sich sowohl am Anfang als auch am Ende der Bahnstrecke und werden durch die Richtungssteuerung gleichzeitig ein-oder ausgeschaltet. Die letztere ist in der Figur nicht dargestellt. Sie besteht z. B. aus einem Steuerschalter, der mit einem Schalter gekuppelt ist, derDrehrichtungsumkehr des Seilbahnmotors bewirkt, indem er z. B. das Feld dieses Motors wendet. Beim Ausfahren sind also die an der Ausfahrtstelle befindlichen Kontrollpunkte unwirksam, erst die Kontrollpunkte bei der Einfahrt werden wirksam. Wird unterwegs umgekehrt, so werden die an der Ausfahrt befindlichen Kontrollpunke wirksam gemacht.
Die vollständige Abschaltung bzw. Stillsetzung der Seilbahn kurz vor dem Ende des Tragseiles erfolgt durch einen Endkontakt am Regelhaltepunkt. Damit kann auch die Rückstellung der Zählwerke auf Null veranlasst werden. Die Anordnung kann so getroffen werden, dass eine neue Fahrt nur möglich ist, wenn die Rückstellung der Zählwerke durch einen eigenen Impuls an den Sicherheitskreis der Anlage gemeldet ist.
Die Geschwindigkeit an den Geschwindigkeitskontrollpunkten wird z. B. in der Weise überwacht, dass an derTachometermaschine vier Relais angeschlossen sind, die bei 80 , 53 , 3S0 bzw. 200/0 der vollen, z. B. einer Betriebsgeschwindigkeit von 7 m/sec entsprechenden Tachospannung abfallen. Ist z. B. beim Passieren des 55'%'-Kontrollpunktes das 5ff1/0-Relais noch nicht abgefallen, d. h. ist hier die Geschwindigkeit noch mehr als 551o der vollen Geschwindigkeit (also mehr als 3, 85 m/sec), so erfolgt die Abschaltung der Anlage. Durch das ordnungsgemässe Abfallen des Relais hingegen wird die Abschaltung verhindert.
Bei der in Fig. l gezeigten Anordnung ist vorausgesetzt, dass der bei der Ausfahrt allmählich zu erhöhende und bei der Einfahrt allmählich zu verringernde Sollwert für den Regler C in einer an sich bekannten Weise, also etwa durch einen ein Potentiometer verstellenden Servomotor oder durch ein einen
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Widerstand verstellendes, mechanisches Kopierwerk erzeugt wird.
Die Fig. 2 zeigt ein erweitertes, erfindungsgemässes Digitalkopierwerk, bei dem die GeschwindigkeitsSollwerte digital bzw. als passend gewählte Funktion des jeweiligen Zählergebnisses durch eine DigitalAnalog-Umsetzung (also z. B. durch Veränderung eines Stromwertes durch digital gesteuerte Dekadenwiderstände) gebildet werden. Dieses Kopierwerk ist mit zusätzlichen Zähleinrichtungen ausgerüstet. Die durch die Lochscheibe f hervorgerufenen Impulse erzeugen Stromstösse in der Photodiode g, die im Verstärker a verstärkt und im Impulsformer b zu Rechteckimpulsen geformt werden. Diese Rechteckimpulse werden dem Hauptzähler c zugeführt, dessen Informationseinrichtungen d in der schon beschriebenen Form wirksam sind.
Ausserdem wird durch diese Informationseinrichtung auch die Einschaltung weiterer Hilfszähler, wie sie unter der Bezeichnung h und j in der Fig. 2 eingetragen sind, veranlasst. Der Hilfszähler h besitzt einenDigital-Analog-Wandler, mit dessen Hilfe Geschwindigkeits-Soll- werte für den Regler aus den Weg-Ist-Werten erzeugt werden. Dieser Zähler wird am Anfang eingeschaltet, um den Soll-Wert hochzusteuern, und am Ende der Fahrt, um den Soll-Wert wieder herabzuführen.
Dabei kann man durch entsprechende Schaltung erreichen, dass beim Hochfahren andere Werte für den Soll-Wert, d. h. ein anderer Soll-Wert-Verlauf gegeben wird, als beim Einfahren. Die am Ende der Fahrt erfolgende Einschaltung des Zählers h kann durch die Einrichtung d im Absteuerpunkt bewirkt werden. Das Zählwerk j dient zur Kontrolle der Einfahrt. Es wird ebenfalls im Absteuerpunkt eingeschal-
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undabgeleiteten Geschwindigkeits-Soll-Wert darstellt und mit der Spannung der Tachometermaschine e im Vergleichsrelais k verglichen wird. Übersteigt die Tachometerspannung die vom Zähler j gelieferte Kontrollspannung, so wird die Schnellbremsung durch die Bremse H eingeleitet. Das gegebenenfalls gepolte Relais k besitzt z.
B. zwei einander entgegenwirkende Wicklungen, von denen eine von der Tachometerinaschine und die andere von der Kontrollspannung gespeist ist. Natürlich ist es erforderlich, dass das Zählwerk j gegenüber dem Zählwerk h eine gewisse Verzögerung bzw. Nacheilung in dem Sinne besitzt, dass nicht schon zufällige, ganz unbedeutend Geschwindigkeitsüberschreitungen zur Schnellbremsung führen.
DasHilfszählwerk j kann selbstverständlich auch dann zurKontrolle des Geschwindigkeitsverlaufes dienen, wenn der Soll-Wert für den Regler statt durch ein Hilfszählwerk h, z. B. durch ein mittels eines Servomotors oder eines Kopierwerkes verstelltes Potentiometer erzeugt ist.
Die vom Hauptzählwerk c bzw. der Informationseinrichtung d in Gang gesetzten Hilfszählwerke (h, j oder h und j) können auch, wenn entsprechende, sie in Gang setzende Informationen vorgesehen sind, dazu dienen, die Geschwindigkeit vor und nach dem Überfahren von Stützen, Zwischenstationen oder Hindernissen auf einen kleineren Wert (bei Zwischenstationen auf den Wert Null) abzusenken und dann gegebenenfalls auf Grund einer neuerlichen Information, wieder l10chzusteuern bzw. diesen (symmetrischen oder unsymmetrischen) Geschwindigkeitsverlauf zu kontrollieren. Grundsätzlich könnte natürlich auch die ganze Fahrtstrecke nur mit dem Hauptzähler allein gesteuert bzw. überwacht werden.
Die vorgesehenen Haupt- bzw. Hilfszählwerke können so gebaut sein, dass sie auch nach rückwärts zählen können. Es lassen sich so dieGeschwindigkeitskontrollpunkte (80%, 537o, 35%, 20' ? o), die bei der Ausfahrt unwirksam sind, durch Umsteuerung der Zählrichtung auf Rückwärtszählen wirksam machen, wenn die Fahrtrichtung vor Erreichen des Zieles, also ohne dass eine neue, mit Null beginnende Impulszählung erfolgt, geändert wird.
Mit einer auf Bewegungsrichtungsumkehr rasch ansprechenden, dem Zähler die der jeweiligen Richtung entsprechende Zählrichtung vorschreibenden Umsteuereinrichtung lässt sich ferner verhindern, dass ein durch Seilschwingungen verursachtes Hin- und Herpendeln einer den Impulsgeber antreibenden Seilscheibe (Umlenkscheibe J in Fig. l) das Zählergebnis beim Hingang und beim Hergang im gleichen Sinne, also zunehmend und daher merklich verändert.
An Stelle eines einheitlichen mehrstelligen Impulszählwerkes können gegebenenfalls mit Vorteil zwei gewissermassen in Reihe geschaltete Zählwerke verwendet werden, von denen das erste nur eine Anzahl von Impulsen zählt (z. B. binär), die beispielsweise einem Meter der Fahrstrecke entspricht, und bei Erreichen dieser Impulszahl einen Impuls an das zweite Zählwerk gibt, welches seinerseits die ihm zugeführten Impulse, also die zurückgelegten Meter, zählt. Erfolgt diese letztere Zählung dekadisch (statt binär), so kann sie gleichzeitig eine ablesbare Fahrtanzeige abgeben, indem man etwa mit dem Digitalzähler Anzeigeröhren oder Anzeigeinstrumente kuppelt.
Die Hilfszählwerke können z. B. aus nur zwei dekadischen Stufen bestehen (höchste Zahl 100, entsprechend 100 m, wenn wieder die Meter-Impulse gezählt werden), deren Zählergebnis durch DigitalAnalog-Wandlung in eine entsprechend veränderliche, elektrische Grösse (Spannung oder Strom bzw. Widerstand) verwandelt wird.
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Die erfindungsgemässe digitale Kontroll- bzw. Steuereinrichtung lässt sich gemäss weiteren Erfindungs- gedanken auch derart ausgestalten, dass mit ihrer Hilfe wirkliche oder nur scheinbare Seilverlängerungen berücksichtigt werden können. Wirkliche Seilverlängerungen entstehen durch Dehnung oder durch Tem- peraturanstieg, scheinbare Verlängerungen insbesondere durch Abnutzung der Seilscheibe (z.
B. Umlenk- scheibe), die den die gezählten Impulse erzeugenden Impulsgeber antreibt, da einem kleineren Seil- scheibendurchmesser eine Erhöhung der Zahl der auf einer gegebenen Fahrstrecke erzeugten Impulse ent- spricht. Eine Nichtberücksichtigung der wirklichen oder nur scheinbaren Seilverlängerungen hätte zur Fol- ge, dass die Bahn zu früh abgesteuert wird und sich so ihre Fahrzeit erhöht und ihre Leistungsfähigkeit (Arbeitsfrequenz) vermindert.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen in Blockschaltbildern verschiedene erfindungsgemässe Einrichtungen zur
Erfassung der (scheinbaren oder wirklichen) Seilverlängerungen. Wie schon bei den in den Fig. l und 2 dar- gestellten Einrichtungen werden mittels einer mit einer Umlenkscheibe gekuppelten Lochscheibe f pho- toelektrisch im Impulsnehmer g Impulse erzeugt, die im Verstärker a verstärkt und im Impulsformer b geformt werden. In einem Vorzähler r werden stets nach Ablauf einer z. B. einem Meter Fahrstrecke entsprechenden Zahl von Impulsen je ein Impuls an die beiden eine Weiche bildenden Tor- schaltungen t und q gegeben, die diese Impulse wahlweise an den Hauptzählcr c oder an den Verlängerungszähler m weiterzugeben gestatten.
Die Torschaltungen werden von einer Umschalteinrich- tung l gesteuert. Bei Beginn der Fahrt ist das Tor t offen, das Tor q geschlossen. Die vom Vor- zähler r kommenden Impulse werden also über das Tor t in den Hauptzähler c geleitet. Dieser ist, wie bereits-früher beschrieben, mit einer eine Mehrzahl von Informationen auswertenden Einrichtung d verbunden. Eine dieser Informationen wird nun hier an einer bestimmten Stelle der Bahn gegeben, die so gewählt ist, dass weder vor, noch nach ihr, sonstige Informationen auf einer Länge benötigt werden, die der grösstmöglichen zu erwartenden Verlängerung des Seiles entspricht. Wenn also z.
B. die grösstmögliche Verlängerung des Seiles 30 m beträgt, so wird man eine Strecke auswählen, bei der auf etwa 60 m keine Informationsentnahme benötigt wird, und den Punkt in die Mitte dieser Strecke legen. Die diesem Punkt entsprechende Information wird im Verstärker o verstärkt und der Umschalteinrichtung l zugeführt.
Diese sperrt nun das Tor t und öffnet das Tor q. Über dieses gelangen nun die weiteren ankommenden Meter-Impulse auf den Verlängerungszähler m. Dieser besitzt einen Wähler n, der auf die vorhandene (tatsächliche oder scheinbare) Seilverlängerung eingestellt wird. Sobald die entsprechende Meteranzahl in den Zähler n eingelaufen ist, wird selbsttätig über den Verstärker p der Umschalter l wieder umgelegt, so dass das Tor q schliesst, das Tor t öffnet und die Zählung wieder durch den Hauptzähler c erfolgt.
Selbstverständlich kann auch der Verlängerungszähler m für Rückwärtszählung eingerichtet sein, d. h., wenn die Bahn aus irgendeinem Grund zurückgeführt werden muss, werden nicht nur die Zähler r und c, sondern auch der Zähler m umgeschaltet. Der Übergang vom Hauptzähler c auf den Verlängerungszähler m erfolgt im selben Punkt wie bei Vorwärtszählung, doch wird jetzt der Zähler m von seiner jeweiligen Endstellung zurückzählen bis auf Null und in diesem Punkt wird er dann wieder die.
Zurückschaltung der zu zählenden Meter-Impulse auf den Hauptzähler c veranlassen.
Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung verlangt eine von Zeit zu Zeit vorzunehmende empirische Einstellung des Wählers n, d. h. der dem Hauptzähler c zu entziehenden, der Seilverlängerung entsprechenden Anzahl von Impulsen. In vielen Fällen wird dieses empirische Verfahren vollständig genügen.
Fig. 4 zeigt hingegen eine Einrichtung zur Bestimmung der Verlängerung durch eine Messfahrt, vorzugsweise unter Benutzung von Isotopen. Sie unterscheidet sich von der nach Fig. 3 dadurch, dass die Umschalteinrichtung aus zwei Bauteilen l und s besteht.
Wenn, wie etwa bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l, die Zähleinrichtungen doppelt vorgesehen sind, wird eine davon für die Messfahrt auf die Schaltung gemäss Fig. 4 umgeschaltet, wogegen mit der andern unter Beobachtung der Bahn automatisch gefahren werden kann. Sind die Zähleinrichtungen nicht doppelt vorgesehen, so muss die Messfahrt von Hand aus gefahren werden, wobei eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit zweckmässig ist.
Die Umschalteinrichtung besteht aus zwei Einheiten 1 und s, weil sie am Anfang der Messfahrt beide Zähler c und m mittels der Tore t und q sperren muss. Die Öffnung des Tores t und damit des Hauptzählers c erfolgt dann, wenn das erste Isotop an dem Geigerzähler y vorbeiläuft. Der Hauptzähler beginnt hier von Null an zu zählen. Die Informationseinrichtung d ist so eingestellt, dass nach Ablauf der der Seillänge zwischen den beiden Isotopen zugeordneten Soll-Anzahl von Impulsen der Verstärker o anspricht und über 1 das Tor t schliesst und über s das Tor q öffnet. Die von nun an bis zum. zweiten Isotopendurchlauf einlangenden, durch ihre Zahl eine wirkliche oder nur scheinbare
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