DE1218312B

DE1218312B - Signaleinrichtung zum Anzeigen von Eisenteilen, die von einem Elektromagneten gefasst werden

Info

Publication number: DE1218312B
Application number: DEST22490A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Tacke
Original assignee: Steinert Elektromagnetbau GmbH
Current assignee: Steinert Elektromagnetbau GmbH
Priority date: 1964-08-04
Filing date: 1964-08-04
Publication date: 1966-06-02

Description

Signaleinrichtung zum Anzeigen von Eisenteilen, die von einem Elektromagneten gefaßt werden Die Erfindung bezieht sich auf eine Signaleinrichtung zum Anzeigen bzw. zur Kontrolle von Eisenteilen, die durch einen mit Gleichstrom erregten Elektromagneten, z. B. einen Lasthebemagneten oder einen Magnetscheider, gefaßt werden unter Verwendung einer an den Erregerstromkreis des Magneten angeschlossenen Schaltanordnung.
Bei der Erfindung wird von folgenden Voraussetzungen bzw. Erkenntnissen ausgegangen: Bei Lasthebemagneten od. dgl., die unter Betriebsbedingungen arbeiten müssen, die keine Sicht auf den Magneten ermöglichen, kommt es vor, daß der Kranführer nicht direkt erkennen kann, ob der Magnet eine zu hebende Last gefaßt hat oder nicht.
Ferner gibt es auch bei Magnetscheidern, insbesondere bei Aushebemagneten, die eingesetzt werden, wenn eiserne Fremdkörper im Fördergut nur gelegentlich vorkommen, Fälle, in denen es zur Vermeidung von Betriebsstörungen wichtig ist, rechtzeitig zu erkennen bzw. zu erfahren, wann der Magnet ein insbesondere großstückiges Eisenteil erfaßt hat.
Der allgemeine Lösungsgedanke nach der Erfindung besteht darin, daß in der an den Erregerstromkreis des Magneten angeschlossenen Schaltanordnung bei Änderung des Flusses im magnetischen Kreis und daher bei kurzzeitiger (impulsartiger) Änderung des Erregerstromes durch die Bewegung des jeweiligen Eisenteiles bei dessen Anziehen an die Magnetpole oder Abreißen von denselben ein Relais bzw. ein elektronischer Schalter od. dgl. für Anzeige-bzw. Kontrollzwecke betätigbar ist.
Hat der Magnet ein Eisenteil erfaßt, ändert sich der magnetische Kraftfluß, so daß die Induktivität der Erregerwicklung des Magneten größer wird. Hierdurch entsteht eine kurzzeitige Verminderung des Erregerstromes. Die Größe dieser Stromänderung ist von der Größe und Form des Eisenteiles abhängig. Umgekehrt wird beim Abreißen eines Eisenteiles vom Magnetpol die Induktivität der Erregerwicklung verringert, so daß der Erregerstrom kurzzeitig größer wird.
Bei einem bekannten Lasthebeelektromagnetenmit Anzeigevorrichtung wird die zwischen der an der Außenseite einer geschlossenen Gehäuses anliegenden ferromagnetischen Last und dem verschiebbaren Elektromagneten auftretende Anziehungskraft dazu ausgenutzt, den Elektromagneten relativ zum Gehäuse und entgegen der Kraft einer Feder zu bewegen und dadurch einen Schalter eines zweiten Stromkreises zu unterbrechen. Der Lasthebemagnet nach der Erfindung bedarf demgegenüber keines weiteren Stromkreises für die Anzeigeeinrichtung, keines Schalters, keiner Druckfeder und keines Gehäuses, in bezug auf welches eine Relativbewegung des Magneten herbeizuführen und zu signalisieren wäre.
Bei einem anderen bekannten-vergleichbaren Lasthebemagneten werden für die Anzeigeeinrichtung zwar keine zusätzlichen Leitungen benötigt, es muß jedoch dem für die Magneterregung benötigten Gleichstrom ein Wechselstrom überlagert werden. Für viele Magneten ist es indessen wegen der auftretenden Erwärmung nachteilig, einen dem Erregergleichstrom überlagerten Wechselstrom zu verwenden. Außerdem treten durch die im Gleichstromkreis liegende Drossel- und Tranformatorsekundärwicklung Verluste auf, die den Wirkungsgrad der Magneterregung verschlechtern. Die lediglich durch die Bewegung des an die Magnetpole herangezogenen Eisenteiles hervorgerufene kurzzeitige Änderung des Erregergleichstromes wird auch hier nicht für die Auslösung eines Signals nutzbar gemacht, wie es in einfacher Weise gemäß dem Gedanken der Erfindung der Fall ist. Von Bedeutung ist ferner, daß die erfindungsgemäße Signaleinrichtung in Verbindung mit jedem normalen Lasthebemagneten verwendet werden kann, ein Einbau von zusätzlichen Leitungen und eine Belastung durch eine gerätfremde Stromart sind nicht erforderlich.
Es ist ferner an sich bekannt, durch Schaltanordnungen unter Verwendung von Differentialrelais Störungen in Stromkreisen, also insbesondere Drahtbrüche oder Kurzschlüsse, zu melden. Für den mit der Erfindung angestrebten Zweck sind derartige Einrichtungen jedoch vollkommen ungeeignet, weil der Erregerstrom eines Lasthebemagneten bei Annäherung oder Entfernung eines Eisenteiles keine bleibende Änderung erfährt.
In den Erregerstromkreis des Magneten wird vorteilhaft ein Hauptstromwiderstand eingeschaltet, an dem bei eingeschaltetem Magneten ein der Erregerstromstärke nronortionaler Spannunizsabfall auftritt. Dieser Hauptstromwiderstand bildet zusammen mit einer Kombination aus einem oder mehreren Kondensatoren und einem Widerstand bzw. Kondensator und Übertrager den Eingangskreis der erfindungsgemäßen Signaleinrichtung. Dieser ist so geschaltet, daß an seinem Ausgang nur dann Spannungs- bzw. Stromimpulse auftreten, wenn die Erregerstromstärke des Magneten sich ändert. Die Größe und Form der Impulse ist abhängig von der Größe der Stromänderung, die Richtung der Impulse ist positiv oder negativ, je nachdem, ob der Magneterregerstrom verstärkt oder abgeschwächt wurde. Diese Impulse bewirken dann in an sich bekannter Weise vorzugsweise über Verstärker und Relais bzw. elektronische Schalter die Auslösung von optischen und/oder akustischen Signalen und/oder die Steuerung von Antriebsmaschinen.
Weitere Vorkehrungen, Einzelheiten, Abwandlungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung und der wiedergegebenen beispielsweisen Prinzipschaltung hervor.
In dem von einer Gleichspannung, z. B. einer Netzspannung von 220 Volt Gleichstrom, gespeisten Erregerstromkreis eines Magneten S ist gemäß F i g. 1 ein Hauptstromwiderstand f vorgesehen, an dem ein der Erregerstromstärke proportionaler Spannungsabfall auftritt. Diese Spannung wird an die Reihenschaltung aus einem oder zwei Kondensatoren C und einem Widerstand r angelegt. Die Kondensatoren dienen der gleichstrommäßigen Trennung, so daß an dem Widerstand r nur dann ein Spannungsabfall - infolge des Ladestromes der Kondensatoren - auftritt, wenn sich der Spannungsabfall am Hauptstromwiderstand f ändert. Der am Widerstand r auftretende Spannungsimpuls wird in geeigneter Weise, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Verstärkers, zur Betätigung eines Relais dl benutzt. Durch die Kontakte dieses Relais können optische oder akustische Signale (Signallampe hl bzw. h2) eingeschaltet bzw. Schützensteuerungen für elektrische Antriebe od. dgl. betätigt werden.
Wenn die Signale bzw. Schaltbefehle länger andauern sollen als die Dauer des Impulses, kann entsprechend F i g. 2 ein Zeitrelais d2 zwischengeschaltet werden, dessen Kontakt unverzögert schließt, jedoch verzögert öffnet.
Wenn die Signale oder Schaltbefehle so lange bestehen bleiben sollen, bis sie durch einen Bedienungsmann abgeschaltet werden, kann z. B. entsprechend F i g. 3 ein Relais d3 zwischengeschaltet werden, welches sich über einen zugehörigen, schließenden Kontakt so lange in Arbeitsstellung hält, bis der Haltestromkreis durch Betätigung des Schalters b unterbrochen wird.
An Stelle der in den Prinzipschaltbildem dargestellten Relais können auch elektronische Schalter, Thyristoren u. dgl. und an Stelle des Zeitrelais elektronische Verzögerungsschaltungen eingesetzt werden.
An Stelle des Widerstandes r kann im Eingangskreis auch ein Übertrager m eingesetzt werden (F i g. 4).
Statt, wie im Prinzipschaltbild nach F i g. 1 angegeben, einen Transistor T als Verstärker zur Vergrößerung der Ansprechempfindlichkeit des Relais d1 vorzusehen, können auch mehrstufige Verstärkerschaltungen, Transistorkippstufen usw. oder auch entsprechende Schaltungen mit Elektronenröhren verwandt werden. Wenn sowohl das Erfassen wie auch das Abreißen eines Eisenteiles vom Magneten angezeigt werden soll, können zwei der beschriebenen Einrichtungen angewandt werden, die so geschaltet sind, daß die eine Anordnung auf die kurzzeitige Erregerstromverminderung beim Erfassen von Eisenteilen, die andere jedoch auf den kurzzeitigen Erregerstromanstieg beim Abreißen von Eisenteilen reagiert. Hierbei können die Eingangskreise sowie eventuelle weitere Bauelemente ganz oder teilweise gemeinsam benutzt werden.
In den Prinzipschaltbildern sind die für den praktischen Betrieb noch erforderlichen, dem Stand der Technik entsprechenden und bekannten Einstellglieder (z. B. Potentiometer) für die Einstellung der Ansprechempfindlichkeit sowie Sieb- und Dämpfungsmittel, Amplitudenbegrenzer u. dgl. für die Vernunderung von Störeinflüssen nicht dargestellt, da sie für das Funktionsprinzip unwesentlich sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Signaleinrichtung zum Anzeigen bzw. zur Kontrolle eines vom mit Gleichstrom erregten Elektromagneten, insbesondere Lasthebemagneten oder Magnetscheider, gefaßten Eisenteiles unter Verwendung einer an den Erregerstromkreis des Magneten angeschlossenen Schaltanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Schaltanordnung bei Änderung des Flusses im magnetischen Kreis und daher bei kurzzeitiger (impulsartiger) Änderung des Erregerstromes durch die Bewegung des jeweiligen Eisenteiles bei dessen Anziehen an die Magnetpole (S) oder Abreißen von denselben ein Relais (dl, d2 oder d3) bzw. ein elektronischer Schalter od. dgl. für Anzeige- bzw. Kontrollzwecke (hl und/oder h2) betätigbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Erregerwicklung des Elektromagneten (S) enthaltenden Stromkreis ein Ohmscher Widerstand (f) geschaltet ist, an den eine Kombination aus einem oder mehreren Kondensatoren (C) und einem Ohmschen Widerstand (r) - bzw. Potentiometer - so angeschlossen ist, daß an dem Widerstand (r) bei konstantem Erregerstrom des Magneten kein Spannungsabfall entsteht, jedoch bei einer Änderung der Erregerstromstärke Impulse auftreten, deren Größe und Form von der Größe und Geschwindigkeit der Stromänderung abhängig sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Widerstandes (r) ein übertrager (m) eingesetzt ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse zur Betätigung von Relais bzw. elektronischen Schaltern benutzt sind, mit denen Signallampen, Signalhupen, Schützensteuerungen für Motorantriebe od. dgl. geschaltet werden.
5. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Ansprechempfindlichkeit der Relais bzw. elektronischen Schalter Verstärkerstufen zwischengeschaltet sind.
6. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einfügen elektronischer oder mechanischer Zeitglieder die Dauer der Ausgangssignale auf eine einstellbare, über die Dauer der Impulse hinausgehende Zeit verlängerbar ist.
7. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale durch Einfügen eines Haltestromkreises bestehenbleiben, bis sie durch Betätigung eines Schalters gelöscht werden. B. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Anzeige des Erfassens bzw. Abreißens eines Eisenteiles vom Magneten zwei dieser Einrichtungen miteinander kombiniert sind, daß mindestens der im Hauptstromkreis liegende Widerstand (f) gemeinsam benutzt ist. 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stromversorgung der Einrichtung eine Stromquelle (z. B. eine Batterie) benutzt ist, die von der Stromquelle des Magneten galvanisch getrennt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 555 042, 906186, 924 673; deutsche Auslegeschrift Nr. 1172 823; französische Patentschrift Nr. 1219 320.