-
Initiator Neben den Funktionsgliedern und den logischen Elementen
sind auch die Initiatoren wesentliche Bausteine einer Steuerung. Initiatoren sind
Befehlsgeber, die die Aufgabe haben, aus den gegebenen physikalischen Größen verknüpfbare
Eingangssignale für die Steuerung zu erzeugen. Bei einem ruhenden Steuerungssystem
wird man zweckmäßig auch die Eingangsbefehle kontaktlos geben.
-
Es ist ein Initiator bekannt, der einen im Ruhezustand schwingenden
Transistoroszillator enthält. Beim Einführen einer metallischen Fahne zwischen Oszillator-
und Rückkopplungsspule (Schwingspulen) setzen die Schwingungen aus. Die Bewegung
der Fahne wird dabei von dem zu steuernden Vorgang beeinflußt; im einfachsten Fall
wird sie von einem Druckknopf gesteuert. Der Initiator kann weiterhin als Schlitzinitiator
(Eintauchen der Fahne in einen Schlitz) oder als Näherungsinitiator (Unterbrechung
der Schwingungen durch ein angenähertes Metallstück) ausgebildet sein.
-
Bei diesem bekannten Initiator werden die hochfrequenten Schwingungen
gleichgerichtet und einer Transistorkippstufe, der eine weitere Transistorstufe
nachgeschaltet ist, zugeführt. Solange der Oszillator schwingt (unbetätigter Zustand),
ist am Ausgang der Kippstufe (JA Ausgang) kein Gleichspannungssignal; setzen jedoch
die Schwingungen aus (betätigter Zustand), so ist am Ausgang der Kippstufe ein Gleichspannungssignal
(L-Wert des binären Steuersignals). Beim Eintauchen der Metallfahne gibt damit der
Initiator ein Gleichspannungssignal ab.
-
Bei verschiedenen Anwendungsfällen einer ruhenden Steuerung wird eine
sehr hohe Unfallsicherheit verlangt, z. B. bei einer Presse oder bei Aufzügen sowie
allgemein dort, wo gefahrbringende Vorgänge ausgelöst werden. Gemäß bekannten bzw.
älteren Vorschlägen läßt sich diese Bedingung für die Steuerstrecke, d. h. für den
Verknüpfungsteil und die Schaltverstärker, zufriedenstellend lösen. Schwierigkeiten
bereiten dagegen noch die Initiatoren, wenn angenommen wird, daß das Gleichspannungssignal
des Initiators den gefahrbringenden Vorgang auslöst (z. B. wenn er bei Aufzügen
das Schließen der Aufzugstür meldet und mit seinem Signal die Verriegelung freigibt);
so kann bei dem oben beschriebenen bekannten Initiator dieser Vorgang ausgelöst
werden, obwohl die Metallfahne nicht eintaucht bzw. kein Metallstück genähert wird.
Beispielsweise durch einen Defekt im Transistoroszillator oder durch Metallspäne
können die Schwingungen aussetzen und fälschlicherweise an der Kippstufe ein Ausgangssignal
erzeugen. Ebenso kann ein defekt gewordener Transistor der Kippstufe ein Dauerausgangssignal
erzeugen. Bei dem bekannten Initiator kann somit fälschlicherweise ein Ausgangssignal
und damit ein gefahrbringender Vorgang ausgelöst werden.
-
Der erfindungsgemäße Initiator mit einem Oszillator, der durch Annäherung
eines metallischen Körpers an das rückkoppelnde Magnetfeld gestartet wird, und mit
nachfolgender Gleichrichterschaltung, der das Initiatorsignal entnommen wird, vermeidet
diese Nachteile.
-
Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Rückkopplungsverhältnisse
so getroffen sind, daß die Annäherung gewöhnlichen Eisens den Initiator nicht zu
starten vermag und das Betätigungselement aus einem Werkstoff besteht, dessen Permeabilität
im Vergleich zu Eisen wesentlich höher liegt (z. B. Mu-Metall).
-
Bei dem erfindungsgemäßen Initiator können Metallspäne usw. kein Ausgangssignal
erzeugen, da sie wegen der fehlenden Kopplung den Oszillator-. nicht zum Schwingen
anregen können.. Tritt weiterhin bei dem Initiator ein- Defekt auf,- z. B. wird
der-. Transistor der Oszillatorschaltung., defekt, so ent=. stehen keine Schwingungen
und damit kein Ausgangssignal, das einen- gefährlichen Vorgang einleiten könnte.
-
Der erfindungsgemäße Initiator ist damit' ein. sicherer Initiator,
der im defekten Zustand mit einer sehr hohen Sicherheit kein, Ausgangssignal abgibt,
und im einwandfreien Zustand nur dann einen g#,-fährlichen Vorgang einleiten kann,
wenn ein im Vergleich zum Eisen hochpermeabler Werkstoff, wie z.-B. Ferrit oder
Mu-Metall, den Oszillator beeinflußt. Da in der Umgebung eines in einer Steuerung
eingebauten Initiators im allgemeinen kein derartiger Werkstoff vorhanden ist, kann
dieser Zustand nur hervorgerufen werden, wenn das aus diesem Werkstoff
bestehende
Betätigungselement den Oszillator beeinflußt.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen
Initiators ergeben sich an Hand der Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Initiators
mit einer beispielsweisen Oszillatorschaltung und Verknüpfung des Initiatorgleichspannungssignals
mittels eines UND-Gatters, F i g. 2 die Ausbildung des Initiators als Näherungsinitiator,
F i g. 3 die Ausbildung des Initiators als Schlitzinitiator.
-
Die F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Initiators
mit einem Transistoroszillator. Dieser Oszillator ist an sich bekannt. Er besteht
aus dem Transistor Ts1, den Schwingspulen L1, L2 sowie der Auskoppelspule
L3. Weiterhin sind in bekannter Weise Widerstände R 1 bis R 4 sowie Kondensatoren
C 1, C 2 vorgesehen. Die Oszillatorschaltung ist so abgestimmt, daß der Oszillator
im Ruhezustand mit großer Sicherheit nicht schwingt. Nur dann, wenn die Schwingspulen
L l, L 2 durch ein Betätigungselementl aus hochpermeablem Werkstoff, also einem
Werkstoff, der sich von den Werkstoffen aus der Umgebung des Initiators wesentlich
unterscheidet, gekoppelt werden, setzen die Schwingungen ein. Sie werden mittels
der Gleichrichter G 1, G2 gleichgerichtet und erzeugen damit ein Gleichspannungsinitiatorsignal,
das nachgeschaltete Elemente beeinflussen bzw. einen gefährlichen Vorgang auslösen
kann.
-
Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 beeinflußt dabei das Betätigungselement
1 durch eine Drucktaste 2 den Oszillator. Das Betätigungselement kann, wie später
ausgeführt wird, auch auf andere Weise in die Nähe der Schwingspulen gebracht werden.
Der Initiator kann natürlich auch mit anderen Oszillatorschaltungen arbeiten.
-
Will man den Oszillator nach der Erfindung bei einer Steuerung mit
einer Wechselspannung bzw. einer impulsförmigen Spannung (Taktsignal) als digitalbinäres
Steuersignal verwenden, so ist für viele Zwecke ein Initiator mit einem derartigen
Ausgangssignal erwünscht. Es wird für diesen Zweck das Gleichspannungssignal des
Initiators zerhackt, was aus Gründen der Sicherheit zweckmäßig mit einem UND Element
U erfolgt, das in der deutschen Auslegeschrift 1166 260 wiedergegeben ist. Liegt
am Eingang a des UND-Elementes U das Gleichspannungsinitiatorsignal
und am Eingang b ein Taktsignal, was z. B. durch einen Multivibrator erzeugt werden
kann, so erscheint am Ausgang des UND-Elementes ebenfalls Taktsignal, jedoch auf
Grund des speziellen Aufbaues des UND-Elementes nur dann, wenn kein Defekt im UND
Element vorliegt. Bei einem derartigen Initiator ist es zweckmäßig, das UND Element
U in das Initiatorgehäuse mit einzubauen. Die F i g. 2 zeigt die Ausbildung des
Initiators als Näherungsinitiator, bei dem die Kopplung zwischen den Schwingspulen
L 1, L 2 durch Annäherung eines hochpermeablen Betätigungselementes 1 bewirkt
wird. Gemäß der Darstellung in F i g. 3 kann der Initiator auch als Schlitzinitiator
ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind die Schwingspulen durch einen
Schlitz im Initiatorgehäuse getrennt. In den Schlitz taucht eine Kurvenscheibe 1
mit hochpermeablem Werkstoff, die je nach ihrer Ausbildung eine Kopplung herstellt
bzw. den Luftspalt frei läßt. Letztere Ausführungsform ist beispielsweise für eine
Pressensteuerung zur Erfassung der Pressenbewegung vorteilhaft.
-
Der erfindungsgemäße Initiator wird mit Vorteil überall dort angewendet,
wo durch das Initiatorsignal ein gefährlicher Vorgang eingeleitet wird. Beispielsweise
könnte mit dem erfindungsgemäßen Initiator das Schließen einer oder mehrerer Aufzugstüren
gemeldet und in Abhängigkeit davon die Verriegelung freigegeben werden. Bei dieser
Anordnung -ist es zweckmäßig, daß Betätigungselement 1 an der Aufzugstür zu befestigen.
Der Initiator kann dabei im einwandfreien Zustand nur dann ein Signal abgeben, wenn
sich das Betätigungselement so weit genähert hat, daß Schwingungen einsetzen, d.
h. wenn die Tür geschlossen ist. Tritt ein Defekt auf, wird kein Signal erzeugt
und die Verriegelung nicht freigegeben.
-
Der Initiator nach der Erfindung kann auch bei einer Pressensteuerung
angewendet werden. Bei dieser Anwendung hat er im allgemeinen die Aufgabe, den Hochlauf
der Presse vom unteren Totpunkt zur Ausgangsstellung zu bewirken.
-
Neben diesen vorteilhaften Anwendungen sei auch die Anwendung bei
Stanzen, Schneideinrichtungen, Werkzeugmaschinen, Abfülleinrichtungen, Beschikkungseinrichtungen,
Walzenstraßen, Fördereinrichtungen (Hebezeuge, Krane), Kernreaktoranlagen, Schalterfernsteuerungen
usw. erwähnt.