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Einrichtung zur Gewinnung eines von der Geschwindigkeit geführt bewegter
Massen abhängigen Schaltkommandos Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Gewinnung eines von der Geschwindigkeit geführt bewegter Massen abhängigen Schaltkommandos,
insbesondere eines Endschaltkommandos zur Einleitung von Abbrems- oder Auslaufvorgängen.
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Es ist bekannt, geradlinig bewegte Massen, deren Bewegungsstrecke
wenigstens einseitig begrenzt ist, bei Annäherung an die Endlage selbsttätig abzubremsen
oder sonst zu beeinflussen. Bei elektrischen Antrieben werden hierzu vorzugsweise
sogenannte Endlagenschalter verwendet. Diese beeinflussen den Antrieb orts- bzw.
wegabhängig. Sie können direkt mechanisch betätigt oder in kontaktloser Anordnung
angeregt werden.
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In vielen Fällen, z. B. bei Modellschleppwagen, ist die Bewegungsstrecke
begrenzt, und man ist bestrebt, einen möglichst großen Teil der Bewegungs-, d. h.
Fahrstrecke, für betriebsmäßige Fahrt auszunutzen. Da derartige Wagen aber mit ganz
verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden, ist es notwendig, die Lage des
Endschalters bzw. des Endschaltlineals nach der für die größte Geschwindigkeit notwendigen
Bremsstrecke zu bemessen. Fährt der Wagen mit kleinerer Geschwindigkeit, so wird
dadurch - gleiche Bremsverzögerung vorausgesetzt - der Antrieb unnötig früh gebremst.
Aber auch bei Transport- und Fördereinrichtungen kann es wesentlich sein, die bewegten
Massen bei konstanter oder annähernd konstanter Bremsverzögerung in Abhängigkeit
ihrer Geschwindigkeit dann auf Abbremsen zu schalten, wenn der noch vorhandene Auslauf
der gewünschten, restlichen Transportstrecke entspricht.
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Zur Anpassung des Endschaltzeitpunktes an die vorhandene oder gewünschte
Auslaufstrecke ist bereits vorgeschlagen worden, mehrere gestaffelte Endschalter
anzuordnen, die nach dem Kriterium der Ist- oder Sollgeschwindigkeit unterschieden
werden. Auch zeit- oder wegabhängige Verzögerungen der Abschaltung nach dem Ansprechen
eines einzigen Endschalters, der nach der größten Bremsstrecke bemessen ist, sind
möglich. Für den Fall, daß der Endschalter sich am Wagen befindet, wird zweckmäßig
das Schaltlineal über die ganze Bremsstrecke verlegt, so daß auch ein Wiederanfahren
innerhalb der Bremsstrecke in Richtung auf das Streckenende in die Sicherung mit
einbezogen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung aufzubauen,
durch die das Endschaltkommando und damit die Einleitung von Abbrems-oder Auslaufvorgängen
kontinuierlich in Anpassung an die jeweilige Geschwindigkeit der bewegten Massen,
z. B. eines Wagens, erfolgt. Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß an der Bewegungsstrecke Elemente angeordnet sind, die zusammen mit den bewegten
Teilen zugeordneten Elementen eine solche von der Geschwindigkeit dieses Teiles
abhängige Frequenz- oder Impulsfolge als Kriterium für das Schaltkommando liefern,
daß jeder Geschwindigkeit eine bestimmte Stelle für die Abgabe des Schaltkommandos
zugeordnet ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Frequenz- oder Impulsfolge durch
einen Taktgeber in Form eines Rasterelementes zu erzeugen, der mit in Bewegungsrichtung
abnehmender Rasterbreite angeordnet ist. Der Taktgeber kann sowohl von optischen
als auch von magnetischen und akustischen Elementen Gebrauch machen. Die vom Rasterelement
erzeugte Frequenz- oder Impulsfolge wird in einem geeigneten Frequenzfilter oder
einer Zählkette arfaßt und in ein entsprechendes Steuersignal umgesetzt.
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An Hand der Zeichnung se; eii, Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben
und die Wirkungsweise erläutert.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt in schematischer Darstellung eine bewegte
Masse in Form eines Wagens 1, der auf einer Schienenstrecke 2 geführt ist. Die mechanische
Endbegrenzung für den Lauf des Wagens 1 ist mit 3 bezeichnet. Parallel zur Schiene
2 ist über eine vorgegebene Strecke ein Rasterelement 4 angeordnet, das mit Rastern
unterschiedlicher Breite ausgestattet ist. Am Ende des
Rasterelementes
4 ist noch ein mechanischer Schaltgeber 5 schematisch angedeutet.
Im Wagen 1 ist ein nicht gezeichnetes Gerät zur Erfassung einer Frequenz-
bzw. einer Impulsfolge angeordnet, durch das ein Schaltkommando zur Einleitung eines
Auslauf- oder Abbremsvorganges ausgelöst wird.
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Das Rasterelement 4 sei als optischer Signalgeber mit Hell-Dunkel-Streifen
angenommen, der durch eine dem Wagen 1 zugeordnete Photozelle abgetastet
wird. Sobald der Wagen 1 die Bremsstrecke erreicht, kommt in der dem Wagen
zugehörigen Abtastvorrichtung (z. B. Photozelle) eine Impulsfrequenz zustande, die
von der Relativgeschwindigkeit des Wagens gegenüber dem Rasterelement abhängig ist.
Je größer die Geschwindigkeit des Wagens 1 ist, um so früher wird bei abnehmender
Rasterbreite eine bestimmte, das Schaltkommando auslösende Grenzfrequenz erreicht
werden, auf die ein Hochpaß- oder Bandpaßfilter zur Auslösung des Schaltkommandos
eingestellt ist. Es ist ersichtlich, daß bei kleiner Geschwindigkeit der Wagen
1 einen viel längeren Weg gegenüber dem Rasterelement 4
zurückzulegen
hat, bis die Grenzfrequenz erreicht wird, als bei höherer Geschwindigkeit. Mit anderen
Worten heißt dies, daß die Endabschaltung durch die Geschwindigkeit des Wagens
1 selbst so bestimmt wird, daß für jede Geschwindigkeit eine angepaßte Bremsstrecke
bereitgestellt wird.
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Bei der beschriebenen Aufbauform mit einer begrenzten Strecke, an
der die Rasterelemente wirksam sind, ist darauf zu achten, daß sowohl eine bestimmte
Maximalgeschwindigkeit als auch eine vorgegebene Mindestgeschwindigkeit eingehalten
wird. Ist die Maximalgeschwindigkeit zu groß, so wird zwar sofort bei Erreichen
der durch Rasterelemente markierten Strecke ein Schaltkommando ausgelöst, die Bremsstrecke
wird jedoch zu klein sein. Um dies zu vermeiden, kann z. B. im Abstand vor der gezeichneten
Bremsstrecke ein Maximalgeschwindigkeitsraster aufgebaut werden, der unabhängig
von der optimalen Ausnutzung der Auslaufstrecke den Bremsvorgang bei überhöhter
Geschwindigkeit zwangläufig weit vor der eigentlichen Bremsstrecke einleitet.
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Aus der Zeichnung ist ferner ersichtlich, daß unterhalb einer bestimmten
Mindestgeschwindigkeit das Rasterelement nicht mehr in der Lage ist, eine für die
Auslösung des Schaltkommandos notwendige, entsprechend hohe Frequenz zu liefern.
Zu diesem Zweck ist ein mechanischer Schaltgeber 5 vorgesehen, der eine an
sich bekannte, z. B. mechanisch wirkende Endabschaltung vornimmt.
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Die Länge bzw. Breite x der einzelnen Raster läßt sich mit
angeben. Hierbei bedeutet b die vorgegebene konstante Bremsverzögerung, f die Grenzfrequenz
zur Auslösung des Schaltkommandos und s den Bremsweg, der sich aus der Bremsverzögerung
und der Geschwindigkeit des Wagens errechnet.
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Sind die betreffenden Anlagen mit Einrichtungen zur Veränderung der
Bremsverzögerung u. dgl. ausgestattet, so kann in einfacher Weise durch entsprechende
Veränderung der Grenz- oder Resonanzfrequenz, also einer Filterverstellung, eine
entsprechende Anpassung vorgenommen werden.
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In Umkehrung der beschriebenen Wirkungsweise der Anlage kann diese
auch dazu benutzt werden, einer Einrichtung eine bestimmte Mindestbeschleunigung
bzw. eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit an einer vorgegebenen Stelle zu geben
oder diese Geschwindigkeit entsprechend zu korrigieren. So können z. B. bei Auslauf
eines Schleppwagens aus der gekennzeichneten Endlagenstellung in eine gegenüberliegende
Endlagenstellung die Rasterelemente samt ihren Abtastvorrichtungen und den Schaltelementen
zur Einschaltung bestimmter Antriebssysteme bzw. zusätzlicher Antriebe ausgenutzt
werden.
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An Stelle eines optischen Rasterelementes läßt sich selbstverständlich
auch ein Raster mit einem Magnetband verwenden, das entweder in Abschnitten abnehmender
Breite oder auch mit einer geeigneten, etwa kontinuierlichen Frequenzfolge (z. B.
Heulton) magnetisiert ist. Ein solches Magnetband kann durch entsprechende Tastköpfe
abgetastet und auch markiert werden. Damit ist eine sehr einfache Anpassung an die
verschiedensten Betriebsbedingungen möglich. An Stelle eines Bandfilters kann auch
eine Zählkette treten, die zeitabhängig zurückgestellt wird. Schalteinrichtungen
mit solchen Zählketten geben dann ein Signal, wenn innerhalb einer vorgegebenen
Zeit eine bestimmte Mindestanzahl von Zählimpulsen erfaßt werden.
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Selbstverständlich läßt sich auch ein mit Durchbrüchen versehener
Raster verwenden, der mit entsprechenden Teilen als akustischer Signalgeber arbeitet,
etwa mit Resonanzzungen, die ihrerseits dann Schaltvorgänge auslösen.