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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für eine Zweihandsteuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Sicherheitsschaltung ist beispielsweise aus
DE 30 28 196 A1 bekannt. Die bekannte Sicherheitsschaltung umfasst zwei Kanäle, an die jeweils ein dem Kanal zugeordneter handbetätigbarer Taster angeschlossen ist, sowie einen Schaltausgang, der mit einem Steuerstromkreis einer elektrischen Maschine verbindbar ist und der über die zwei Kanäle der Sicherheitsschaltung abhängig von einer Betätigung der Taster schaltbar ist, um die elektrische Maschine ein- und auszuschalten. Die zwei Kanäle der bekannten Sicherheitsschaltung sind dabei ausgebildet, um den Schaltausgang einzuschalten, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitabstands beide handbetätigbaren Taster betätigt werden. Dazu umfassen beide Kanäle der bekannten Sicherheitsschaltung jeweils ein durch einen Kondensator und einen Widerstand gebildetes aufladbares Zeitglied und ein Schaltmittel mit einem Steuereingang und einer gesteuerten Stromstrecke, die mit dem Schaltausgang der Sicherheitsschaltung gekoppelt ist, um den Schaltausgang abhängig von einem Steuerzustand des Schaltmittels an- oder abzuschalten.
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Das aufladbare Zeitglied ist in einem Schaltzustand der Sicherheitsschaltung über den Steuereingang des Schaltmittels entladbar, um das Schaltmittel anzusteuern, und in einem anderen Schaltzustand über eine dem aufladbaren Zeitglied zugeordnete Aufladestromstrecke aufladbar, um eine erneute Ansteuerbarkeit des Schaltmittels über das aufladbare Zeitglied zu gewährleisten.
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In der in
DE 30 28 196 A1 offenbarten Sicherheitsschaltung sind die Zeitglieder und die Schaltmittel der beiden Kanäle über Relais miteinander gekoppelt, um die beschriebene Schaltfunktion zu realisieren.
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Eine ähnliche Sicherheitsschaltung ist auch aus
DE 42 15 327 C2 bekannt, wobei ebenfalls Relais zum Umschalten der Sicherheitsschaltung verwendet werden.
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Bei den vorstehend beschriebenen Sicherheitsschaltungen kann eine Fehlfunktion eines Relaiskontakts oder mehrerer Relaiskontakte zu einem zumindest vorübergehenden unerwünschten Einschalten der Maschine führen, so dass in diesem Fall die Sicherheit der Anordnung nicht unter allen Umständen gewährleistet werden kann.
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Bei Sicherheitsschaltungen für Zweihandsteuerungen werden dabei die Relais oft mit zwangsgeführten Kontakten vorgesehen, um über einen Überwachungskontakt der zwangsgeführten Kontakte eine Fehlfunktion eines Kontaktes erkennen zu können und somit auch in einem solchen Fehlerfall eine Sicherheitsabschaltung der Sicherheitsschaltung zu gewährleisten. Relais mit zwangsgeführten Kontakten sind relativ aufwendige Komponenten, die außerdem eine aufwendige Verschaltung benötigen, so dass Sicherheitsschaltungen, die solche Relais verwenden, relativ aufwendig und teuer sind.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheitsschaltung für eine Zweihandsteuerung zu schaffen, die kostengünstig ist und die auch im Fehlerfall gefährliche Betriebszustände einer an die Sicherheitsschaltung angeschlossenen elektrischen Maschine verhindert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Sicherheitsschaltung für eine Zweihandsteuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung weist wenigstens ein Wechselkontaktrelais mit einer Erregerstromstrecke und wenigstens einem mit dem aufladbaren Zeitglied eines Kanals verbundenen Wechselkontakt auf, wobei der Wechselkontakt über die Erregerstromstrecke umschaltbar ist zwischen einer ersten Schaltstellung, in der er das aufladbare Zeitglied mit der Aufladestromstrecke des Zeitglieds verbindet, und einer zweiten Schaltstellung, in der er das aufladbare Zeitglied mit dem Steuereingang des dem aufladbaren Zeitglied zugeordneten Schaltmittels verbindet.
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Dadurch, dass der Wechselkontakt in seinen beiden Schaltstellungen eine zum Einschalten der an die Sicherheitsschaltung anschließbaren elektrischen Maschine notwendige Funktion übernimmt, nämlich in einer Schaltstellung das Aufladen des aufladbaren Zeitglieds zur Gewährleistung einer Ansteuerbarkeit des Schaltmittels über das aufladbare Zeitglied und in der anderen Schaltstellung ein Ansteuern des Schaltmittels durch Entladen des Zeitglieds über den Steuereingang des Schaltmittels, wird gewährleistet, dass die elektrische Maschine nur dann eingeschaltet wird, wenn das Wechselkontaktrelais in beiden Schaltstellungen korrekt arbeitet und zwischen beiden Schaltstellungen korrekt umschaltet.
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In einem Fehlerfall, z. B. wenn der gemeinsame Pol des Wechselkontaktes an einem der beiden Polen, zwischen denen er wechselt, ungewollt festschweißt, ist somit sichergestellt, dass die elektrische Maschine nicht wieder aktiviert werden kann und insofern ein sicherer Betriebszustand vorliegt, sodass durch das Wechselkontaktrelais eine fehlersichere Ansteuerung einer an die Sicherheitsschaltung angeschlossenen elektrischen Maschine gewährleistet wird. Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung kann prinzipiell ganz ohne zwangsgeführte Relaiskontakte auskommen und ist somit gleichzeitig fehlersicher und kostengünstig herstellbar.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben.
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Bevorzugt ist die Erregerstromstrecke des wenigstens einen Wechselkontaktrelais einem der beiden Kanäle zugeordnet und mit einem Kontakt, insbesondere einem Ruhekontakt, des handbetätigbaren Tasters dieses Kanals verbindbar. Auf diese Weise kann eine Umschaltbarkeit des Wechselkontakts durch Öffnen bzw. Schließen des Tasters gewährleistet werden. Bevorzugt verbindet der Wechselkontakt das aufladbare Zeitglied in seiner Arbeitsschaltstellung, d. h. bei erregtem Wechselkontaktrelais, mit der Aufladestromstrecke und in seiner Ruheschaltstellung, d. h. bei nicht erregtem Wechselkontaktrelais, mit dem Steuereingang des Schaltmittels. Wenn die Erregerstromstrecke mit einem Ruhekontakt des handbetätigbaren Tasters verbunden ist, bedeutet dies, dass das mit dem Wechselkontakt verbundene aufladbare Zeitglied bei nicht betätigtem Taster über die Aufladestromstrecke aufladbar und bei Betätigung des Tasters in seine Ruheschaltstellung umschaltet, in der das aufladbare Zeitglied über den Steuereingang des Schaltmittels entladen und das Schaltmittel somit angesteuert wird.
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Vorzugsweise sind die Erregerstromstrecke und der Wechselkontakt des Wechselkontaktrelais verschiedenen Kanälen der Sicherheitssteuerung zugeordnet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass bei Betätigung eines Tasters die Entladung des dem anderen Taster zugeordneten aufladbaren Zeitglieds beginnt, wodurch auf einfache Weise ein Zeitabstand vorgegeben werden kann, innerhalb derer die beiden Taster betätigt werden müssen, damit der Schaltausgang der Sicherheitsschaltung angeschaltet wird.
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Prinzipiell sind die beiden Kanäle der Sicherheitsschaltung bezüglich ihrer Funktionalität bevorzugt symmetrisch aufgebaut. Die Sicherheitsschaltung kann dabei insbesondere zwei wie vorstehend beschriebene Wechselkontaktrelais mit jeweils einer Erregerstromstrecke und jeweils wenigstens einem Wechselkontakt umfassen. Dabei können vorzugsweise die jeweilige Erregerstromstrecke und der jeweilige eines Wechselkontakts des jeweiligen Wechselkontaktrelais unterschiedlichen Kanälen der Sicherheitsschaltung zugeordnet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Schaltmittel zumindest eines Kanals als selbsthaltendes Schaltmittel ausgebildet. Dabei kann die gesteuerte Stromstrecke des Schaltmittels derart mit einem Arbeitskontakt eines handbetätigbaren Tasters desselben Kanals koppelbar sein, dass die Selbsthaltung des Schaltmittels bei betätigtem Taster aktivierbar ist. Die Selbsthaltung ist dabei bevorzugt nur bei durchgeschalteter gesteuerter Stromstrecke des Schaltmittels aktivierbar, wobei beim Umschalten des dem Schaltmittel zugeordneten aufladbaren Zeitglieds die gesteuerte Stromstrecke des Schaltmittels solange durchgesteuert ist und die Selbsthaltung dementsprechend solange aktivierbar ist, bis das aufladbare Zeitglied auf einen bestimmten Wert entladen ist. So kann auf besonders einfache Weise eine gleichzeitige Betätigung beider Taster innerhalb eines vorgegebenen Zeitabstands, der beispielsweise etwa 500 ms betragen kann, erzwungen werden.
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Das Schaltmittel zumindest eines Kanals ist vorzugsweise als integrierter Schaltkreis ausgebildet. Insbesondere können Schaltmittel beider Kanäle in demselben integrierten Schaltkreis realisiert sein, um eine kostengünstige Herstellbarkeit der Sicherheitsschaltung zu gewährleisten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Schaltmittel zumindest eines Kanals einen Optokoppler. In diesem Fall kann zur Bildung des Schaltmittels ganz auf die Verwendung von Bipolar- oder Feldeffekttransistoren verzichtet werden. Der Schalteingang des Schaltmittels kann dabei mit einer Lichtquelle des Optokopplers verbunden sein, während die geschaltete Stromstrecke des Schaltmittels einen Fotowiderstand des Optokopplers umfasst.
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Eine Wirkung eines Optokopplers als selbsthaltendes Schaltmittel kann besonders einfach dadurch erzielt werden, dass ein Ausgang der gesteuerten Stromstrecke des Optokopplers mit dem Steuereingang verbunden ist, so dass bei durchgeschalteter Stromstrecke der Optokoppler über einen durch seine gesteuerte Stromstrecke fließenden Strom in der Selbsthaltung gehalten werden kann. Zu der gesteuerten Stromstrecke des Schaltmittels kann dabei eine Diode, insbesondere eine Fotodiode, in Serie geschaltet sein, um eine über die geschaltete Stromstrecke abfallende Spannung geeignet anzupassen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist ein Kanal oder weisen insbesondere beide Kanäle der Sicherheitsschaltung jeweils wenigstens ein Steuerrelais auf, das eine Erregerstromstrecke umfasst, die mit der gesteuerten Stromstrecke des Schaltmittels des jeweiligen Kanals verbunden ist. Ein Durchschalten des Schaltmittels kann dann direkt eine Erregung des Steuerrelais bewirken.
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Das Steuerrelais weist bevorzugt einen über die Erregerstromstrecke des Steuerrelais schaltbaren Kontakt auf, der zumindest in einer Schaltstellung des Steuerrelais mit dem Schaltausgang der Sicherheitsschaltung verbunden ist. Auf diese Weise kann ein Schaltzustand des Schaltausgangs der Sicherheitsschaltung an einen Schaltzustand des Schaltmittels gekoppelt werden, um eine gewünschte An- und Abschaltbarkeit des Schaltausgangs über die beiden Kanäle zu bewirken.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuerrelais als Wechselkontaktrelais ausgebildet und umfasst wenigstens einen Wechselkontakt, der mit einem in der Aufladestromstrecke des Zeitglieds eines Kanals liegenden Stromstreckenabschnitt verbunden und über die Erregerstromstrecke des Wechselkontaktrelais zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbar ist, wobei der Wechselkontakt in einer Schaltstellung den Stromstreckenabschnitt mit dem Zeitglied und in einer anderen Schaltstellung den Stromstreckenabschnitt mit dem Schaltausgang verbindet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass auch der Wechselkontakt des Steuerrelais in seinen beiden Schaltstellungen funktionieren muss, damit das Schaltmittel über das mit dem Stromstreckenabschnitt aufladbare Zeitglied erneut angesteuert werden kann. Somit wird gewährleistet, dass die Sicherheitsschaltung auch in einem Fehlerfall des Steuerrelais stets einen sicheren Betriebszustand annimmt, wodurch die Sicherheit der Sicherheitsschaltung noch weiter erhöht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontakt des Steuerrelais mit einer elektrischen Sicherung verbunden, wodurch das Steuerrelais vor großen Spannungsamplituden geschützt wird und ein Fehlerfall des Steuerrelais somit von vornherein vermieden werden kann. Wenn ein Bemessungsstrom der elektrischen Sicherung geringer ist als ein Bemessungsstrom des Wechselkontakts, kann sichergestellt werden, dass die Sicherung auslöst und somit die Sicherheitsschaltung in einen sicheren Zustand überführt, bevor der Kontakt des Steuerrelais ausfällt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst wenigstens ein Wechselkontaktrelais der Sicherheitsschaltung einen weiteren Wechselkontakt, der mit einer Versorgungsstromstrecke verbunden ist und über die Erregerstromstrecke des Wechselkontaktrelais zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbar ist, wobei der Wechselkontakt die Versorgungsstromstrecke in einer Schaltstellung mit einem Steuereingang eines Schaltmittels eines Kanals verbindet und in einer anderen Schaltstellung die Versorgungsstromstrecke mit einer Aufladestromstrecke eines aufladbaren Zeitglieds eines Kanals verbindet. Da der Wechselkontakt bei dieser Ausgestaltung in beiden Schaltstellungen eine für die Aktivierung der elektrischen Maschine notwendige elektrische Funktion erfüllt, ist auch hier zur Aktivierung der Maschine die korrekte Funktion des Wechselkontakts in beiden Schaltstellungen zwingend erforderlich, wodurch eine fehlersichere Schaltfunktion der Sicherheitsschaltung gewährleistet ist. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können insbesondere das Schaltmittel und das aufladbare Zeitglied, mit dem der weitere Wechselkontakt gekoppelt ist, verschiedenen Kanälen der Sicherheitssteuerung zugeordnet sein. Zwischen dem Steuereingang des Schaltmittels und dem weiteren Wechselkontakt kann ein elektrischer Widerstand in Serie geschaltet sein, um eine an dem Steuereingang anliegende Spannung geeignet zu regulieren.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Zeitglied einen Kondensator und einen mit dem Kondensator in Serie geschalteten elektrischen Widerstand.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung eignet sich insbesondere zum Einsatz in Sicherheitsapplikationen und in Anlagen, von deren einwandfreier Funktion das Leben oder die Gesundheit von Menschen oder bedeutende Sachwerte abhängen.
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Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Zweihandsteuerung mit einer wie vorstehend beschriebenen Sicherheitsschaltung und wenigstens zwei an die Sicherheitssteuerung angeschlossenen handbetätigbaren Tastern. Die vorstehend in Bezug auf die Sicherheitsschaltung beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen und Vorteile finden entsprechend auf die erfindungsgemäße Zweihandsteuerung Anwendung.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur beschrieben, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweihandsteuerung zeigt.
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Die Zweihandsteuerung 10 umfasst eine Sicherheitsschaltung 12 und zwei an die Sicherheitsschaltung 12 angeschlossene handbetätigbare Taster 14, 14', wobei jeder Taster 14, 14' einem Kanal 16, 16' der Sicherheitsschaltung 12 zugeordnet ist. Die Sicherheitsschaltung 12 umfasst Anschlüsse 18, 18', an die ein Steuerstromkreis einer elektrischen Maschine anschließbar ist und die einen Schaltausgang der Sicherheitsschaltung 12 bilden, der über die zwei Kanäle 16, 16' abhängig von einer Betätigung der Taster 14, 14' schaltbar ist, um eine angeschlossene elektrische Maschine ein- und auszuschalten.
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Die Zweihandsteuerung 10 wird mit Gleichstrom betrieben und umfasst eine Versorgungsleitung 19, an der ein Versorgungspotential anliegt, sowie eine Masseleitung 21, an der ein Massepotential anliegt.
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Die beiden Kanäle 16, 16' der Zweihandsteuerung 10 sind bezüglich ihrer Funktion symmetrisch aufgebaut, wobei jeder Kanal 16, 16' ein aufladbares Zeitglied 20, 20' mit einem Kondensator 22, 22' und einem zu dem Kondensator 22, 22' in Serie geschalteten elektrischen Widerstand 24, 24' umfasst, sowie ein Schaltmittel 26, 26' mit einem ersten Steuereingang 28, 28' und einem zweiten Steuereingang 30, 30' und einer gesteuerten Stromstrecke 32, 32'. Die gesteuerte Stromstrecke 32, 32' ist jeweils über ein als Wechselkontaktrelais ausgebildetes Steuerrelais C, B mit den Anschlüssen 18, 18' des Schaltausgangs der Sicherheitsschaltung 12 gekoppelt, um den Schaltausgang abhängig von einem Steuerzustand der beiden Schaltmittel 26, 26' an- oder abzuschalten.
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Die beiden Schaltmittel 26, 26' sind jeweils durch einen Optokoppler gebildet und sind in einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis 33 realisiert.
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Im Folgenden wird die Funktion eines Kanals 16 beschrieben. Auf eine gesonderte Darstellung der in Bezug auf den Kanal 16 beschriebenen Aspekte wird für den anderen Kanal 16' in der Regel verzichtet, da der Kanal 16' im Wesentlichen spiegelbildlich zu dem Kanal 16 funktioniert. Die sich in den Kanälen 16, 16' entsprechenden Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern – beim Kanal 16 ungestrichen (”X”) und beim Kanal 16' gestrichen (”X'”) – bezeichnet.
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Der Kanal 16 ist mit dem Taster 14 verbunden. Gleichzeitig ist die Funktionalität des Kanals 16 über das Wechselkontaktrelais A mit der Betätigung des Tasters 14' des anderen Kanals 16' verknüpft. Wie aus der Figur ersichtlich, erfüllt ein zweites Wechselkontaktrelais D für den Kanal 16' dieselbe Funktion wie das Wechselkontaktrelais A für den Kanal 16.
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Allgemein sind die Wechselkontakte der mit den Großbuchstaben A, B, C, D bezeichneten Wechselkontaktrelais in der Figur jeweils mit dem entsprechenden Kleinbuchstaben a, b, c, d und einer Ziffer 1 oder 2 bezeichnet, d. h. a1 bezeichnet z. B. den ersten Wechselkontakt des Wechselkontaktrelais A. Die Erregerstromstrecke eines Wechselkontaktrelais A, B, C, D ist in der Figur jeweils mit dem entsprechenden Kleinbuchstaben a, b, c, d und der Ziffer 0 bezeichnet, d. h. a0 bezeichnet z. B. die Erregerstromstrecke des Wechselkontaktrelais A. Zum Zweck einer konsistenten Darstellung sind in der Figur alle Wechselkontakte a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1 und d2 jeweils in ihrer Ruhestellung, d. h. bei nicht erregtem Wechselkontaktrelais A, B, C, D dargestellt.
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Ein erster Wechselkontakt a1 des Wechselkontaktrelais A ist in dem Kanal 16 angeordnet und ist in der Figur in seiner Ruhestellung, d. h. bei nicht erregtem Relais A gezeigt. Da in der in der Figur gezeigten Ruhestellung des Tasters 14' die Erregerstromstrecke a0 des Wechselkontaktrelais A über den Ruhekontakt 34' des Tasters 14' mit der Versorgungsspannung verbunden ist, ist das Wechselkontaktrelais A in der Ruhestellung des Tasters 14' erregt, sodass sich der Wechselkontakt a1 – anders als in der Figur gezeigt – in seiner Arbeitsstellung befindet. In dieser Arbeitsstellung verbindet der Wechselkontakt a1 das aufladbare Zeitglied 20 mit einer dem Zeitglied 20 zugeordneten Aufladestromstrecke 36, sodass das aufladbare Zeitglied 20 über die Versorgungsleitung 19 aufgeladen wird oder in einem aufgeladenen Zustand gehalten wird, vorausgesetzt, dass sich ein Wechselkontakt d2 des Wechselkontaktrelais D – ebenfalls anders als in der Figur gezeigt – in seiner Arbeitsstellung befindet. Der Wechselkontakt d2 ist wie nachfolgend noch genauer erläutert dann in seiner Arbeitsstellung, wenn sich der Taster 14 des Kanals 16 in seiner Ruhestellung befindet, sodass bei nicht betätigten Tastern 14 und 14' das aufladbare Zeitglied 20 wie vorstehend beschrieben über den Wechselkontakt a1 und den Wechselkontakt d2 mit der Aufladestromstrecke 36 verbunden ist. Symmetrisch zu dem Wechselkontaktrelais D weist auch das Wechselkontaktrelais A einen zweiten Wechselkontakt a2 auf, der in dem Kanal 16' in seiner Arbeitsstellung eine Verbindung zwischen dem aufladbaren Zeitglied 20 und der Aufladestromstrecke 36' herstellen kann, vorausgesetzt, dass sich ein Wechselkontakt d1 des Wechselkontaktrelais D, welcher sich in dem Kanal 16' befindet und symmetrisch zu dem Wechselkontakt a1 des Wechselkontaktrelais A angeordnet ist, ebenfalls in seiner Arbeitsstellung befindet, was bei nicht betätigtem Taster 14 der Fall ist.
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Wird der dem Kanal 16' zugeordnete Taster 14' betätigt, so wird der Ruhekontakt 34' des Tasters 14' geöffnet, sodass das Relais A entregt wird und der Wechselkontakt a1 in seine in der Figur gezeigte Ruhestellung wechselt. Das Zeitglied 20 wird auf diese Weise mit dem Steuereingang 28 des Schaltmittels 26 verbunden und entlädt sich über eine Lichtquelle 38 des Schaltmittels 26, sodass ein mit der Lichtquelle 38 gekoppelter Fotowiderstand 40 der gesteuerten Stromstrecke 32 des Schaltmittels 26 durchgeschaltet wird.
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Da sich bei entregtem Relais A auch der zweite Wechselkontakt a2 des Wechselkontaktrelais A, auf den nachfolgend noch genauer eingegangen wird, in seiner in der Figur gezeigten Ruhestellung befindet, liegt in dieser Schaltstellung auch an dem zweiten Steuereingang 30 des Schaltmittels 26 eine Spannung an. Somit ist in dieser Schaltstellung auch eine zweite Lichtquelle 42 des Schaltmittels 26 eingeschaltet, sodass auch der mit der Lichtquelle 42 gekoppelte Fotowiderstand 44 und somit die gesteuerte Stromstrecke 32 insgesamt durchgeschaltet wird.
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Wird nun nach der Betätigung des Tasters 14' innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer zusätzlich auch der Taster 14 betätigt, so wird die gesteuerte Stromstrecke 32 über einen Arbeitskontakt 46 des Tasters 14 mit der Versorgungsspannung verbunden und es fließt ein Strom durch die gesteuerte Stromstrecke 32. Da die gesteuerte Stromstrecke 32 an ihrem Ausgang 48 mit dem Steuereingang 28 verbunden ist, wird durch diesen Stromfluss unabhängig von einem Ladezustand des aufladbaren Zeitglieds 20 die Lichtquelle 38 mit Strom versorgt, sodass das Schaltmittel 26 in eine Selbsthaltung eintritt, die erst wieder unterbrochen wird, wenn der Taster 14 in seine Ruhestellung zurückkehrt. Eine Leuchtdiode 50, die in Serie zu dem Arbeitskontakt 46 des Tasters 14 geschaltet ist, dient der Anpassung der an das Schaltmittel 26 angelegten Spannung und zeigt darüber hinaus einem Bediener den aktuellen Schaltzustand der Zweihandsteuerung 10 an.
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Wird der Taster 14 nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne, z. B. innerhalb von 500 ms, nach der Betätigung des Tasters 14' ebenfalls betätigt, so hat sich das aufladbare Zeitglied 20 zum Zeitpunkt der Betätigung des Tasters 14 bereits so weit über die Lichtquelle 38 entladen, dass die gesteuerte Stromstrecke 32 nicht mehr durchgeschaltet ist und das Schaltmittel 26 nicht mehr in die Selbsthaltung eintreten kann.
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Auf die vorstehend beschriebene Weise wird bei der Verwendung der Zweihandsteuerung 10 zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine, wie z. B. einer kraftbetriebenen Presse, gewährleistet, dass ein Bediener immer beide Hände an der Zweihandsteuerung 10 haben muss, um die Maschine einzuschalten, sodass eine Verletzung des Bedieners durch die Maschine verhindert wird.
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Eine Erregerstromstrecke c0 des als Wechselkontaktrelais ausgebildeten Steuerrelais C ist mit der gesteuerten Stromstrecke 32 verbunden, sodass das Steuerrelais C erregt wird, wenn das Schaltmittel 26 durchgeschaltet ist und ein Strom durch die gesteuerte Stromstrecke 32 des Schaltmittels 26 fließt. Ein weiteres Steuerrelais B des Kanals 16' ist symmetrisch zu dem Steuerrelais C angeordnet.
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Bei erregtem Steuerrelais C wechseln der Wechselkontakt c1 und der Wechselkontakt c2 des Steuerrelais C in ihre Arbeitsstellung, in der sie mit einem der Anschlüsse 18, 18' des Schaltausgangs der Zweihandsteuerung 10 verbunden sind. Die Wechselkontakte b1, b2, c1, c2 der beiden Steuerrelais B, C sind so geschaltet, dass die Wechselkontakte c1, b2 in ihrer Arbeitsstellung, d. h. bei durchgeschalteten Schaltmitteln 26, 26', die beiden Anschlüsse 18 des Schaltausgangs miteinander verbinden und die Wechselkontakte c2, b1 in ihrer Arbeitsstellung die beiden Anschlüsse 18' des Schaltausgangs miteinander verbinden. An die Anschlüsse 18, 18' kann ein Steuerstromkreis einer elektrischen Maschine so angeschlossen werden, dass die elektrische Maschine nur dann angetrieben wird, wenn die beiden Kontakte 18 und die beiden Kontakte 18' jeweils wie vorstehend beschrieben miteinander verbunden sind.
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Wie aus der Figur ersichtlich, sind die Wechselkontakte b1, b2, c1, c2 der Steuerrelais B, C so angeordnet, dass sie in ihrer in der Figur gezeigten Ruhestellung in einer Aufladestromstrecke 36, 36' eines aufladbaren Zeitglieds 20, 20' liegen und somit ein Aufladen des aufladbaren Zeitglieds 20, 20' ermöglichen. Auch die Wechselkontakte b1, b2, c1, c2 der Steuerrelais B, C müssen demnach sowohl in ihrer Arbeitsstellung als auch in ihrer Ruhestellung korrekt funktionieren, damit eine erneute Aktivierbarkeit der elektrischen Maschine über die Schaltmittel 26, 26' bereitgestellt wird, wodurch die Sicherheit der Zweihandsteuerung 10 noch weiter erhöht wird.
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Jeder Kanal 16, 16' umfasst eine elektrische Sicherung 52, 52', die mit einem Wechselkontakt b1, b2, c1, c2 der beiden Steuerrelais B, C verbunden ist, um die jeweiligen Wechselkontakte b1, b2, c1, c2 vor kritischen Strom- bzw. Spannungsamplituden zu schützen.
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Wie in der Figur gezeigt, weist jedes der Wechselkontaktrelais A, D einen zweiten Wechselkontakt a2, d2 auf, der mit der Versorgungsspannung verbunden ist und in seiner in der Figur gezeigten Ruhestellung einen zweiten Steuereingang 30, 30' des Schaltmittels 26, 26' jeweils eines Kanals 16, 16' über einen zur Spannungsanpassung dienenden elektrischen Widerstand 54, 54' mit der Versorgungsspannung verbindet und der in seiner Arbeitsstellung eine Aufladestromstrecke 36, 36' des Zeitglieds 20, 20' des jeweils anderen Kanals 16, 16' mit der Versorgungsspannung verbindet. Auch die Wechselkontakte a2, d2 müssen demnach jeweils in beiden Schaltstellungen korrekt funktionieren, damit eine an die Zweihandsteuerung 10 angeschlossene elektrische Maschine aktiviert werden kann, wodurch die Sicherheit noch weiter erhöht wird.
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Die in der Figur gezeigte Zweihandsteuerung 10 kommt ganz ohne zwangsgeführte Relais aus und verwendet stattdessen Wechselkontaktrelais A, B, C, D, wobei jeder Wechselkontakt a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2 der Relais A, B, C, D sowohl in einer Arbeitsstellung als auch in einer Ruhestellung jeweils korrekt funktionieren muss und korrekt zwischen diesen beiden Schaltstellungen umschalten muss, damit eine angeschlossene elektrische Maschine aktiviert werden kann. Auf diese Weise wird jeder Wechselkontaktrelais durch seine Beschaltung laufend darauf überprüft, ob er in beiden Schaltstellungen richtig funktioniert, wobei in einem Fehlerfall die Zweihandsteuerung 10 stets einen sicheren Betriebszustand annimmt, in der eine Aktivierung der elektrischen Maschine gesperrt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zweihandsteuerung
- 12
- Sicherheitsschaltung
- 14, 14'
- Taster
- 16, 16
- Kanal
- 18, 18'
- Anschluss
- 19
- Versorgungsleitung
- 20, 20'
- aufladbares Zeitglied
- 21
- Masseleitung
- 22, 22'
- Kondensator
- 24, 24'
- elektrischer Widerstand
- 26, 26'
- Schaltmittel
- 28, 28', 30, 30'
- Steuereingang
- 32, 32'
- gesteuerte Stromstrecke
- 33
- integrierter Schaltkreis
- 34, 34'
- Ruhekontakt
- 36, 36'
- Aufladestromstrecke
- 38, 38', 42, 42'
- Lichtquelle
- 40, 40', 44, 44'
- Fotowiderstand
- 46, 46'
- Arbeitskontakt
- 48, 48'
- Ausgang einer gesteuerten Stromstrecke
- 50, 50'
- Leuchtdiode
- 52, 52'
- Sicherung
- 54, 54'
- elektrischer Widerstand
- A, D
- Wechselkontaktrelais
- B, C
- Steuerrelais
- a0, b0, c0, d0
- Erregerstromstrecke
- a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2
- Wechselkontakt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3028196 A1 [0002, 0004]
- DE 4215327 C2 [0005]
