DE1463066C - Elektrische Sicherheitssteuerung für Kurbelpressen - Google Patents
Elektrische Sicherheitssteuerung für KurbelpressenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Sicherheitssteuerung für Kurbelpressen mit einer mit der Kurbelwelle
umlaufenden Steuerscheibe und in einer Halterung des Pressengestells einstellbar angeordneten,
auf den Vorbeigang von Diskontinuitäten am Umfang der Steuerscheibe ansprechenden Schaltelementen,
von denen ein erstes für den Weiterlauf der Presse nach erfolgter Zurücklegung des gefährlichen
Teiles des Arbeitshubes des Preßstempels auf einer Weglänge etwa gleich dem halben Umfang der Steuerscheibe
angesprochen wird und dadurch den Steu- ' erstromkreis der Presse weiter geschlossen hält, während
ein zweites Schaltelement zwecks Steuerung des sicheren Anhaltens nach einem vollendeten Arbeitsspiel
der Presse kurz vor Beendigung eines vollen Umlaufes der Steuerscheibe angesprochen wird und
dadurch den Steuerstromkreis der Presse unterbricht.
Eine solche Sicherheitssteuerung ist im wesentlichen bekannt aus der Zeitschrift »Werkstattechnik
und Maschinenbau«, 1952, S. 179 und 180, sowie aus der deutschen Patentschrift 972 548. In beiden Fällen
handelt es sich bei den Schaltelementen um mechanische
Nockenschalter, die von Nockenkurven der Steuerscheibe betätigt werden. In jedem Fall wird
durch Drücken eines Startknopfes oder zumeist gleichzeitiges Drücken zweier räumlich auseinanderliegender
Knöpfe eine Kupplung eingeschaltet und der Stempel der Presse angetrieben. Wird der Startknopf
kurz darauf losgelassen, so kommt die Presse ZUm Stillstand. Das eine Schaltelement, der sogenannte
»Grenzschalter«, begrenzt diese Stillsetzungsmöglichkeit jedoch auf den Abwärtshub des Preßstempeis,
d. h. den »gefährlichen« Teil des Arbeitsganges. Kurz vor Erreichen des unteren Totpunkts
schaltet der Grenzschalter ein und ersetzt fortan den Startknopf, so daß die Presse auch dann weiterläuft,
wenn der Startknopf nunmehr losgelassen wird. Kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes öffnet der
Grenzschalter wieder. Außer diesem Grenzschalter ist — das zweite Schaltelement — ein sogenannter
»Sperrschalter« vorgesehen, der während des größten Teils des Kurbelwinkels geschlossen gehalten wird,
jedoch kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes, d. h. kurzzeitig, öffnet. Dieser Sperrschalter bewirkt,
daß der Stempel im oberen Totpunkt zum Stillstand kommt, auch dann, wenn der Startknopf in gedrückter
Stellung gehalten wird. Um zu erreichen, daß die Presse exakt im oberen Totpunkt zum Stillstand
kommt, muß der Sperrschalter kurz vor diesem Punkt öffnen, da die bewegten Teile wegen ihrer Trägheit
trotz Bremsung noch ein gewisses Stück nachlaufen. Um einen erneuten Arbeitsgang der Presse auszulösen,
muß der Startknopf losgelassen und darauf erneut gedruckt werden.
Die eingangs erwähnten mechanischen Grenz- und Sperrschalter genügen nun nicht allen Anforderungen
bezüglich Sicherheit und Verschleißfestigkeit. Es wurden bereits viele Anstrengungen unternommen,
um starke und abnutzungsbeständige Schalter zu entwickeln, die eine zuverlässige Arbeitsweise während
der ganzen Lebensdauer der Presse gewährleisten. Eine massivere und kompliziertere Ausbildung der
Schalter brachte jedoch nicht eine entsprechende Erhöhung der Zuverlässigkeit. Infolge der Trägheit, des
Auftretens großer Massenkräfte u. dgl. waren die Bemühungen zur Entwicklung verbesserter Schalter me- ίο
chanischer Art mehr oder weniger erfolglos.
Es haben nun freilich auch bereits andersartige Schaltelemente, z. B. Kommutatoren mit Schleifbürsten
(USA.-Patentschrift 2 082 210) oder auch berührungslose, beispielsweise induktive Impulsgeber
(USA.-Patentschrift 2 730 698, deutsche Patentschrift 946 939 usw.) in Werkzeugmaschinensteuerungen
Anwendung gefunden.
Aufgabe der Erfindung ist es indessen, eine Sicherheitssteuerung für Kurbelpressen anzugeben, die in
jeder Hinsicht fehlersicher arbeitet. Dazu genügt es nicht, mechanische Schaltelemente durch berührungslose
zu ersetzen, sondern es muß darüber hinaus Sorge dafür getragen werden, daß nicht durch die
letzteren zusätzliche Fehlermöglichkeiten und eine zusätzliche Fehlerwahrscheinlichkeit in den Steuerablauf
hineingetragen werden.
Diese Aufgabe ist, ausgehend von einer Sicherheitssteuerung
der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerscheibe
auf der angegebenen Weglänge ihres Umfanges eine Anzahl ferromagnetischer Diskontinuitäten aufweist,
durch deren Vorbeigang am ersten Schaltelement, einem induktiven Aufnahmekopf, ein Wechselstrom
induziert wird, daß das zweite Schaltelement, ebenfalls ein induktiver Aufnahmekopf, durch Vorbeigang
einer einzigen ferromagnetischen Diskontinuität einen vorhandenen Wechselstrom steuert und daß
sich an den Ausgang der Aufnahmeköpfe je ein Transistorverstärker anschließt, an dessen Ausgang ein
durch einen Kurzschlußstrom innerhalb des Transistorverstärkers in den Sättigungszustand tretender
Transformator vorgesehen ist.
Indem der erste Aufnahmekopf, der hier einen Teil des Grenzschalters bildet, nicht auf die Anwesenheit
nur einer ferromagnetischen Diskontinuität, sondern auf die Aufeinanderfolge mehrerer solcher Diskontinuitäten
in einem Bewegungsvorgang anspricht, wird zum einen erreicht, daß die Steuerung sogleich stillgesetzt
wird, wenn die Presse aus irgendeinem Grunde, z. B. Festfahren, während des Abwärtshubes stehenbleibt.
Ferner werden zufällige Beeinflussungen, die etwa durch einen ferromagnetischen Fremdkörper
verursacht werden könnten, an dieser Stelle um so sicherer ausgeschlossen. Gleiches kommt für den zweiten
Aufnahmekopf als Teil des Sperrschalters nicht in Betracht. Seine Funktion ist genau die umgekehrte
wie diejenige des ersten Aufnahmekopfes, indem sein Signal nicht für den Weiterlauf über einen bestimmten
Drehwinkel, sondern für den Stillstand an einem bestimmten Punkt maßgebend ist. Aus diesem Stillstand
heraus muß die Presse sodann erneut zu starten sein, wozu ein Ausgangssignal des zweiten Aufnahmekopfes
erforderlich ist. Dieser Kopf kann nur durch entsprechende Einkapselung gegen ferromagnetische
Fremdkörper geschützt werden, die auch bei geschwindigkeitskritischer Abtastung einen Impuls
jedenfalls liefern würden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
an Hand der Figuren hervor.
F i g. 1 ist eine Endansicht, von rechts der F i g. 2 gesehen, auf die Steuerscheibe und die Aufnahmekopf
e einer Anordnung nach der Erfindung; der Gehäusedeckel 13 ist dabei abgenommen;
F i g. 2 ist ein Schnitt nach 2-2 der F i g. 1; Fig. 3 ist ein Teilschnitt nach 3-3 der Fig. 1;
F i g. 3 a ist ein Diagramm, aus welchem die geöffnete oder geschlossene Stellung der Schalter während
eines vollen Arbeitsvorganges hervorgeht;
F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform
der Steuerscheibe in etwas kleinerem Maßstab;
F i g. 5 zeigt die fehlersichere Steuerschaltung für den Sperrschalter;
F i g. 6 zeigt die fehlersichere Steuerschaltung für den Grenzschalter.
In F i g. 1 bis 3 ist die Steuerscheibenanordnung mit den zugehörigen Aufnahmeköpfen dargestellt; sie
ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Steuerscheibenanordnung 10 enthält einen Rahmen
oder ein Gestell 11 (F i g. 2), welches ein Gehäuse 12 trägt. Das Gehäuse hat einen abnehmbaren
Deckel 13. Im Gestell 11 ist eine Welle 15 gelagert, welche durch eine Kupplung 16 mit der Kurbelwelle
17-der Presse verbunden ist. Das Gestell 11 ist mit dem Gestell der Presse verbunden.
An ihrem rechten Ende (F i g. 2) trägt die Welle 15 die Steuerscheibe 20 aus Eisen oder anderem magnetischem
Material, welche die Aufnahmeköpfe 21 und 22 (F i g. 1) betätigt. Die Aufnahmeköpfe bestreichen
verschiedene Wege der Scheibe, auf denen magnetische Diskontinuitäten angeordnet sind. Der Aufnahmekopf
21, der in der Entfernung r: von der Achse
der Scheibe angeordnet ist, bestreicht auf der Scheibe einen Weg mit einer nichtmagnetischen Aussparung in
Form eines sektorförmigen Ausschnittes 23 mit einer Vorderkante 23 α und einer Hinterkante 23 b. Der
Aufnahmekopf 21 wird in justierter Stellung durch eine oder mehrere Madenschrauben 24 (F i g. 3) einer
Halterung 25 gehalten, die mit dem feststehenden Gestell verbunden ist. Wie weiter unten in Verbindung
mit F i g. 5 näher erläutert, ist der Aufnahmekopf 21 vorzugsweise als Differentialtransformator
angeordnet und derart ausgebildet, daß in symmetrischen Wicklungen ein Ungleichgewicht entsteht,
wenn der Aufnahmekopf sich gegenüber dem Eisen der Scheibe befindet, wodurch ein Ausgangssignal erzeugt
wird, und daß die in den beiden Wicklungen induzierten Spannungen sich aufheben und kein Ausgangssignal
erzeugt wird, wenn der Aufnahmekopf sich gegenüber der Aussparung 23 befindet. Der Aufnahmekopf
21 erzeugt also stehts dann ein Ausgangssignal, wenn er sich gegenüber dem Eisenmaterial der
Scheibe befindet.
Der Aufnahmekopf 22 dagegen ist derart ausgebildet, daß er infolge der Bewegung der Scheibe ein
Ausgangssignal über etwa die Hälfte des Umfanges der Scheibe abgibt. Im Weg des Aufnahmekopfes 22
(F i g. 1) ist daher eine Mehrzahl von Diskontinuitäten in Form von Zähnen 26 der Scheibe angeordnet.
Die Scheibe kann daher als Zahnrad ausgebildet sein, dessen Zähne über den halben Umfang der Scheibe
abgeschnitten oder abgeschliffen sind; der Teilkreisradius der Zähne ist gleich dem Abstand r2 des Aufnahmekopfes
22 von der Achse der Scheibe. Die Ausgangssignale der Aufnahmeköpfe 21 und
22 werden nach Durchgang durch die weiter unten beschriebene Schaltung dazu benutzt, die erwähnte
Steuerfunktion des Sperrschalters bzw. des Grenzschalters auszuüben. Der Aufnahmekopf 21 ist derart
gegenüber der Scheibe 20 und der Kurbelwelle 17 angeordnet, daß er sich, wie aus Fig. 3 a zu ersehen,
über einen kleinen Winkel hin in geöffneter Stellung befindet, kurz bevor der Schlitten der Presse den oberen
Totpunkt erreicht, und daß er während der übrigen Zeit geschlossen ist. Die genaue Dauer der Öffnungszeit
ist nicht kritisch; sie kann beispielsweise 15 bis 30° betragen. Der Aufnahmekopf 22, der als
Grenzschalter dient, ist vorzugsweise derart angeordnet, daß der Schalter über einen Winkel von etwa
180° geschlossen ist und ein Ausgangssignal erzeugt, und zwar von etwa 10° vor dem unteren Totpunkt
bis zu 10° vor dem oberen Totpunkt. Während der übrigen 180°, d. h. während der Abwärtsbewegung
des Schlittens, ist der Schalter geöffnet und erzeugt kein Ausgangssignal. Hierdurch soll erreicht werden,
daß die Bedienungsperson während der Abwärtsbewegung des Schlittens, d. h. während des »gefährlichen«
Teiles des Arbeitsganges, ihre Hände auf den Druckknöpfen hält, so daß sie nicht in den Bereich
des Stempels kommen können.
Um die in F i g. 3 a angegebenen Winkelstellungen einstellen zu können, ist wenigstens einer~der Aufnahmeköpfe
gegenüber dem Gestell und die Scheibe 20 gegenüber der Kurbelwelle einstellbar ausgebildet. Um
den Aufnahmekopf 22 gegenüber dem Gestell und dem Aufnahmekopf 21 zu verstellen, ist er in einem" bogenförmigen
Ausschnitt 27 (s. F i g. 1 und 2) verstellbar angeordnet. Er wird durch eine Mutter 28 (Fi g. 2) in
der gewünschten Stellung gehalten. Um die Winkelstellung der Scheibe 20 gegenüber der Kurbelwelle zu
ändern, ist eine ausrückbare Zahnradkupplung vorgesehen, die in Fig. 2 mit dem allgemeinen Bezugszeichen
30 bezeichnet ist. Sie besteht aus einer Nabe 31, die mit der Welle 15 verstiftet ist und in ein Zahnrad
ausläuft, welches eine Außenverzahnung 32 trägt. Mit der Scheibe 20 durch Nieten od. dgl. verbunden
ist ein Ring 33 mit einer Innenverzahnung, die in die Zähne 32 eingreift. Die Scheibe 20 wird durch eine
Feder 35 gegen das Zahnrad der Nabe 31 gedrückt, so daß die Zähne sich im Eingriff befinden. Um die
Stellung der Scheibe 20 gegenüber der Kurbelwelle 17 zu ändern, wird sie entgegen der Wirkung der Feder
35 nach rechts der F i g. 2 verschoben und um die gewünschte Zähnezahl verdreht, worauf man die
Kupplung eingreifen läßt. Zum Zwecke der Verstellung ist ein gerändelter Knopf 45 vorgesehen, der
durch eine Mehrzahl von Schrauben 46 mit einem Ansatz 47 der Scheibe verbunden ist. Die Stellung
der Scheibe 20 gegenüber der Kurbelwelle 17 kann an einer Skala 42 der Nabe 31 abgelesen werden, die
in einem Ausschnitt 40 der Scheibe 20 sichtbar ist. Eine Zeigerspitze 41 zeigt die eingestellte Stellung an.
Bei der Darstellung der Fig. 1 folgt die Öffnung 23 auf die Zähne 26. Statt dessen können diese beiden
Funktionen auch verstellbar überlappt angeordnet sein, wobei der Winkelabstand der beiden Aufnahmeköpfe
verändert werden kann.
Statt des äußeren Ausschnittes 23 der Fig. 1 kann
gemäß Fig. 4 bei einer Scheibe 20a eine bogenförmige
Aussparung 23 α vorgesehen sein, was es ermöglicht, die Aufnahmeköpfe 21 α und 22 α in der gleichen
Winkelstellung anzuordnen. Die Aussparung 23 α kann sich über einen Winkel von etwa 40° erstrecken.
Die Aussparung 23 a und die Zähne 26 a überlappen sich dabei vorzugsweise um etwa 20
bis 30°.
Um die Winkelstellung der Scheibe 20 a gegenüber der Kurbelwelle zu ändern, kann die Scheibe mit
Montagelöchern 33 a versehen sein, die in entsprechende Bolzen der Nabe eingreifen. Eine Feineinstellung
kann in diesem Falle dadurch erfolgen, daß beide Aufnahmeköpfe verstellbar ausgebildet sind.
F i g. 5 zeigt die Schaltung des Aufnahmekopfes 21 für den Grenzschalter. Der leichteren Verständlichkeit
halber ist die Schaltung in einzelne Teile unterteilt. Der Hauptteil der Schaltung, der mit dem allgemeinen
Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, kann grob als ein Verstärker mit den Eingangsklemmen 101 und
102 sowie mit den Ausgangsklemmen 103 und 104 betrachtet werden. Vor den Eingangsklemmen liegt
eine Eingangsstufe 105; hinter den Ausgangsklemmen ist eine Transformator-Ausgangsstufe 106 angeordnet.
In der Mitte der Schaltung ist ein doppeltes Netzteil 107 angeordnet. Dieses enthält einen Transformator
120 mit einer Eingangswicklung 121 und mit den Ausgangswicklungen 122 und 123. Die Eingangswicklung
121 ist mit dem Wechselstromnetz verbunden. Die Ausgangswicklungen haben eine Mittelklemme
124. Die in den Ausgangswicklungen induzierte Spannung wird im unteren Teil durch die
Dioden 125 und 126 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 127 sowie einen Reihenwiderstand 128
gefiltert. An den Klemmen 131 und 132 liegt daher eine Gleichspannung, wobei die Klemme 132 negativ
gegenüber der Klemme 131 ist. Diese Spannung wird durch eine Zenerdiode 133, die mit dem Reihenwiderstand
128 zusammenwirkt, auf einem konstanten Wert von beispielsweise 6,8 Volt gehalten. Im
oberen Teil der Schaltung wird der Strom der Sekundärwicklungen 122 und 123 durch die Dioden 135
und 136 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 137 im Verein mit einem Reihenwiderstand 138 gefiltert,
so daß die Ausgangsklemme 139 gegenüber der Mittelklemme 131 eine positive Spannung hat. Diese
Spannung wird durch eine Zenerdiode 140 auf einem Wert von beispielsweise 12 Volt gehalten.
Die Eingangsschaltung 105 erzeugt ein Wechselstrom-Ausgangssignal
stets dann, wenn magnetisches Material sich in der Nähe des Aufnahmekopfes 21
befindet. Der Aufnahmekopf ist in Form eines Differentialtransformators ausgebildet, der einen Kern 143,
eine Primärwicklung 141 und eine symmetrische Sekundärwicklung 142 hat. Der Differentialtransformator
ist derart ausgebildet, daß die in der Sekundärwicklung 142 induzierte Spannung gleich Null ist,
wenn sich in seiner Nähe kein magnetisches Material befindet, welches die Symmetrie stört. Die Ausgangsspannung
der Sekundärwicklung wird an den Basis-Emitter oder -Eingangskreis eines Transistors 145
angelegt. Da die Ausgangsspannung des Transformators, selbst wenn die Symmetrie aufgehoben ist,
außerordentlich klein ist, und um eine fehlerhafte Arbeitsweise infolge von Restströmen des Transistors zu
vermeiden, wird eine negative Vorspannung an die Basis des Transistors gelegt, die die Restströmung
unterbindet. Diese negative Vorspannung wird durch einen Widerstand 146 und einen Thermistor 147 erzeugt,
die mit der negativen Klemme 132 des Netzteils verbunden sind. Die Widerstände bilden einen
Schenkel eines Spannungsteilers; der restliche Sehen-
kel wird durch einen Widerstand 148 gebildet, der
über die Leitung 149 mit der positiven Klemme 139 des Netzteils verbunden ist.
Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, um das an die Eingangsklemmen 101 und 102 des Verstärkers
angelegte Wechselstromsignal auf die richtige Phase zurückzuführen, um die notwendigerweise eintretende
Phasenverschiebung auszugleichen, die durch den Aufnahmekopf 21 eingeführt wird und die
sich mit der Drehzahl der Presse ändert. Dies wird dadurch erreicht, daß das Wechselstromsignal in ein
Gleichstromsignal umgewandelt wird, welches dann durch eine von der Netzfrequenz gesteuerte Transistorstufe
in ein Rechteckwellen-Wechselstromsignal
IO
den Transistor 182 zu liefern. Der Ausgang des Transistors 182, der immer noch die Form einer Rechteckwelle
hat, ist über die Ausgangsklemmen 103 und 104 an die Primärwicklung 5 TP eines Transformators
5 T gelegt, der mit Sekundärwicklungen 5 TSA und 5 TSB versehen ist. Die durch den Aufnahmekopf
21 des Sperrschalters zu betätigende Schaltung wird an die Sekundärwicklungen 5 TSA und 5 TSB
angeschlossen.
Die beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß das Signal von der Stellung, nicht jedoch von der
Drehzahl der Kurbelwelle abhängt, so daß das Ausgangssignal lediglich von der relativen Winkelstellung
zwischen der magnetischen Scheibe und dem Aufnah-
zurückverwandelt wird. Um das Wechselstromsignal 15 mekopf abhängt. Es wird daher zu allen Zeiten —
in ein Gleichstromsignal umzuwandeln, ist ein Trans- mit Ausnahme eines kleinen Intervalls kurz vor Erformator
150 mit einer Primärwicklung 151 und einer reichen des oberen Totpunktes — ein zuverlässiges
Sekundärwicklung 152 vorgesehen. Ein parallel zur Ausgangssignal abgegeben. Auf diese Weise ist es
Primärwicklung geschalteter Kondensator 153 ver- möglich, die Presse aus der Ruhestellung zu starten,
bessert die Wellenform. Die in der Sekundärwicklung 20 da das Signal auch bei stillstehender Steuerscheibe erinduzierte
Wechselspannung wird durch einen Voll- scheint. Da die Scheibe mit den Aufnahmeköpfen
weggleichrichter gleichgerichtet, der aus den Dioden
161 bis 164 besteht, wobei das Ausgangssignal der
161 bis 164 besteht, wobei das Ausgangssignal der
Brückenschaltung an den Klemmen 165 und 166 er-
durch das Gehäuse abgeschirmt ist, ist es praktisch ausgeschlossen, daß ein unerwünschtes Stück magnetischen
Materials von ausreichender Größe in die
scheint, die durch einen Kondensator 167 überbrückt 25 Nähe des Transformatorkernes gelangt und ein fehsind,
um die Gleichspannung zu glätten. Dieser Kon- lerhaftes Ausgangssignal erzeugt,
densatorhat vorzugsweise einen geringen Wert in der -Erfindungsgemäß ist der Aufnahmekopf 22
densatorhat vorzugsweise einen geringen Wert in der -Erfindungsgemäß ist der Aufnahmekopf 22
Größenordnung von 0,25 Mikrofarad, um die Zeit- (F i g. 6) für den Grenzschalter derart ausgebildet,
konstante ausreichend kurz zu halten. daß er ein von der Geschwindigkeit der Kurbelwelle
Um das Gleichstromsignal in Wechselstrom zu- 30 abhängiges Ausgangssignal abgibt, wenn die Zähne
rückzuverwandeln, ist ein Transistor 170 vorgesehen,
der als Schalter arbeitet, welcher mit der Netzfrequenz synchronisiert ist. Der Transistor wird durch
einen im Basis-Emitter-Kreis angeordneten Transfor
der als Schalter arbeitet, welcher mit der Netzfrequenz synchronisiert ist. Der Transistor wird durch
einen im Basis-Emitter-Kreis angeordneten Transfor
mator mit einer Sekundärwicklung 172 abwechselnd leitend und nichtleitend gemacht, dessen Primärwicklung
171 an das Netz angeschlossen ist. In der Praxis wird vorzugsweise eine Sekundärwicklung 172 verwendet,
die auf den Kern des Transformators 120 ge-
der Steuerscheibe dicht neben ihm vorbeistreichen. Der Aufnahmekopf 22 der Eingangsschaltung 190
enthält einen Permanentmagneten 191 als Kern, der von einer Wicklung 192 umgeben ist. Die Wicklung
192 liegt mit einem Reihenwiderstand 194 im Eingangskreis des Transistors 193. Ein Spannungsteiler,
der aus dem Widerstand 196, dem Thermistor 197 und dem Widerstand 198 besteht, liefert eine negative
Vorspannung und bestimmt den Arbeitspunkt des
wickelt ist. Die Schaltung enthält außerdem einen Ba- 40 Transistors. Das verstärkte Wechelstromsignal im
sis-Emitter-Widerstand 173 und einen Reihenwiderstand 174. Während der einen Halbwelle des Netzstromes
wird der Transistor 170 leitend, wodurch der Kollektor-Emitter-Kreis geschlossen wird. Während
der anderen Halbwelle ist der Transistor nichtleitend. Es entsteht daher eine Rechteckwelle, wie sie bei 175
der F i g. 5 angedeutet ist. Die Amplitude der Rechteckwelle hängt von der Ausgangsspannung der
Brückenschaltung ab.
Ausgangskreis des Transistors 193 wird an die Eingangsklemmen
101 und 102 des Verstärkers 100 gelegt; dieser ist in der gleichen Weise ausgebildet wie
der Verstärker 100 der F i g. 5. Die Ausgangsklemmen 103 und 104 des Verstärkers 100 sind mit einem
Ausgangskreis 200 verbunden, der einen Transformator 8 T zum Anschluß an die durch den Aufnahmekopf
22 des Grenzschalters betätigte Schaltung enthält. Parallel zur Primärwicklung 8 TP des Transfor-
Zum Zwecke der Verstärkung der Rechteckwelle 50 mators liegt eine Diode 204, um kurzzeitig auftre-
175 ist eine Ausgangs-Verstärkerstufe 180 vorgese- tende, unerwünschte Ströme zu unterdrücken. Sohen,
welche die Transistoren 181 und 182 enthält. lange die Zähne der Steuerscheibe an dem Aufnah-Der
Widerstand 183 begrenzt den Strom des Transi- mekopf 22 vorbeigehen, wird in der Sekundärwickstors
181 auf einen zulässigen Wert. Durch den lung 8 TS des Transformators ein ausreichend starkes
Widerstand 184 erhält der Transistor 181 eine Vor- 55 Ausgangssignal erzeugt; wenn keine Zähne an dem
spannung derart, daß er normalerweise leitend ist. Aufnahmekopf vorbeigehen oder wenn die Steuer-Die
ankommende Welle 175, die eine negative Polarität hat, bewirkt daher, daß der Transistor 181 in periodischen
Abständen nichtleitend wird. Im Eingang
des Transistors 181 ist zum Zwecke der Temperatur- 60 Ordnung besteht darin, daß die Presse beim Auftreten kompensation ein Thermistor 185 angeordnet, zu von Fehlern automatisch stillgesetzt wird, so daß
des Transistors 181 ist zum Zwecke der Temperatur- 60 Ordnung besteht darin, daß die Presse beim Auftreten kompensation ein Thermistor 185 angeordnet, zu von Fehlern automatisch stillgesetzt wird, so daß
keine gefährliche Situation entstehen kann. Es wird in diesem Zusammenhang auf F i g. 5 verwiesen. Tritt
scheibe stillsteht, ist die Ausgangsspannung gleich Null.
Ein wesentliches Merkmal der beschriebenen An
dern ein Widerstand 186 parallel geschaltet ist.
Der Transistor 181 ist direkt mit dem Eingang des Transistors 182 verbunden. Um das Fließen uner-
beispielsweise in den Zuleitungen zum Aufnahme-
wünschter Restströme bei hohen Temperaturen zu 65 kopf eine Unterbrechung ein, so wird das Ausgangs
verhindern, sind im Basis-Emitter-Kreis die Dioden 187 und 188 angeordnet, wobei die Diode 188 gleichzeitig
dazu dient, die erforderliche Vorspannung für
signal beendet. Tritt im Transistor 145 eine Unterbrechung ein, so erhält die Primärwicklung 151 kein
Signal. Tritt andererseits im Transistor 145 ein Kurz-
209 528/72
Schluß auf, so fließt ein starker Gleichstrom durch die Wicklung 151 und sättigt den Kern 150, so daß in der
Sekundärwicklung keine Spannung induziert werden kann. Tritt in der Brückenschaltung der Dioden 161
bis 164 in einer dieser Dioden ein Kurzschluß auf, so wird die Wicklung 152 kurzgeschlossen, so daß im
Ausgang der Brückenschaltung kein Signal auftritt. Die einzelnen Dioden werden vorzugsweise derart
ausgewählt, daß ihre Belastbarkeit im Verhältnis zur tatsächlichen Stromführung groß ist, so daß die Möglichkeit
einer Unterbrechung praktisch ausgeschlossen ist. Tritt im Kondensator 167 ein Schluß von geringem
Widerstand auf, so wird keine Signalspannung an die folgende Stufe abgegeben.
Tritt im Schalttransistor 170 eine Unterbrechung auf, so wird kein Signal weitergegeben. Umgekehrt
hätte ein Kurzschluß dieses Transistors die Folge, daß an die nächste Stufe eine Gleichspannung angelegt
wird, so daß an den Ausgangsklemmen kein Wechselstromsignal auftreten kann. Die gleichen Erwägungen
gelten für die Transistoren 181 und 182; eine Unterbrechung derselben verhindert die Weiterleitung
des Signals; ein Kurzschluß erzeugt einen starken Gleichstrom, der ein Wechselstromsignal unterdrückt.
Tritt in den Dioden des Netzteils 107 ein Kurzschluß auf, so bewirkt dies eine Belastung des
Eingangstransformators des Netzteils dSrart, daß die
erzeugte Spannung unter den Wert sinkt, bei dem die Schaltung arbeitsfähig ist. Diese Fehlennöglichkeit
kann ferner dadurch ausgeschlossen werden/ daß im Primärkreis eine Sicherung angeordnet wird. Eine
Unterbrechung in einer der Dioden beeinträchtigt die Arbeitsweise nicht wesentlich, und zwar wegen der
starken Filterung. Tritt eine Unterbrechung gleichzeitig in zwei zusammengehörigen Dioden auf, so wird
keine Ausgangsspannung entwickelt und die Schaltung daher unwirksam. Die übrigen Teile, insbesondere
die Widerstände, können derart gewählt werden, daß ihre tatsächliche Belastung im Vergleich zur zulässigen
Belastung gering ist, so daß die Möglichkeit des Auftretens von Fehlern praktisch ausgeschlossen
wird.
Die vorstehenden Erwägungen gelten in gleicher Weise für die Schaltung der F i g. 6.
Da die beschriebene Steueranordnung keine bewegten Teile enthält, die der Abnutzung unterliegen,
und da keine Relais od. dgl. verwendet werden und die elektrischen Einzelteile keine bewegten Elemente
oder Kontakte enthalten, ist die Lebenserwartung der Steueranordnung praktisch unbegrenzt; aber selbst
wenn in den Einzelteilen Fehler auftreten sollten, ist dafür gesorgt, daß keine gefährliche Situation entsteht
und die Presse automatisch zum Stillstand kommt.
Durch Vereinigung der beschriebenen Anordnung mit einer Pressensteuerung wird daher ein Steuersystem
für eine Presse geschaffen, welches nicht der Abnutzung und den Gefahren unterworfen ist, die
notwendigerweise bei der Verwendung von bewegten Kontakten in Schaltern oder Relais auftreten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektrische Sicherheitssteuerung für Kurbelpressen mit einer mit der Kurbelwelle umlaufenden
Steuerscheibe und in einer Halterung des Pressengestells einstellbar angeordneten, auf den
Vorbeigang von Diskontinuitäten am Umfang der Steuerscheibe ansprechenden Schaltelementen,
von denen ein erstes für den Weiterlauf der Presse nach erfolgter Zurücklegung des gefährlichen
Teiles des Arbeitshubes des Preßstempels auf einer Weglänge etwa gleich dem halben Umfang
der Steuerscheibe angesprochen wird und dadurch den Steuerstromkreis der Presse weiter geschlossen
hält, während ein zweites Schaltelement zwecks Steuerung des sicheren Anhaltens nach
einem vollendeten Arbeitsspiel der Presse kurz vor Beendigung eines vollen Umlaufes der Steuerscheibe
angesprochen wird und dadurch den Steuerstromkreis der Presse unterbricht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (20) auf der angegebenen Weglänge ihres
Umfanges eine Anzahl ferromagnetischer Diskontinuitäten (26) aufweist, durch deren Vorbeigang
am ersten Schaltelement, einem induktiven Aufnahmekopf (22), ein Wechselstrom induziert
wird, daß das zweite Schaltelement, "ebenfalls ein induktiver Aufnahmekopf (21), durch Vorbeigang
einer einzigen ferromagnetischen Diskontinuität (23) einen vorhandenen Wechselstrom
steuert und daß sich an den Ausgang der Aufnahmeköpfe je ein Transistorverstärker (145 usw.,
193 usw.) anschließt, an dessen Ausgang ein durch einen Kurzschlußstrom innerhalb des Transistorverstärkers
in den Sättigungszustand tretender Transformator (150) vorgesehen ist.
2. Sicherheitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aufnahmekopf
(21) als Differentialtransformator ausgebildet ist.
3. Sicherheitssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer
der Aufnahmeköpfe (21, 22) und/oder die Steuerscheibe (20) in ihrer relativen Winkellage einstellbar
sind.
4. Sicherheitssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal des Transformators (150) am Ausgang des Transistorverstärkers (145 usw.,
193 usw.) nacheinander einem Gleichrichter (161 bis 164), einem Transistorzerhacker (170) und
einem weiteren, eventuell mehrstufigen Transistorverstärker (180) zugeführt wird, von dem jede
einzelne Stufe beim Auftreten eines Kurzschlußstromes in einer vorausgehenden Stufe in den Sätladungszustand
gerät und an dessen Ausgang sich ein weiterer Transformator (5 T, 8 T) befindet.
5. Sicherheitssteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorzerhakker
(170) mit Netzfrequenz gesteuert ist und zur Erzeugung einer Rechteckwelle (175) mit einer
Halbwelle der Netzfrequenz jeweils in den Sättigungszustand gelangt.
6. Sicherheitssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transformator (120) des zu ihrer Strom-Versorgung dienenden Netzteiles (107) so ausgelegt
ist, daß bei Kurzschluß in einer der Dioden (125, 126, 135, 136) des ihm nachgeschalteten
Gleichrichters seine Ausgangsspannung durch Überlast hinreichend zusammenbricht, um kein
zum Betrieb der Presse führendes Ausgangssignal mehr entstehen zu lassen, sofern er nicht entsprechend
abgesichert ist, um in diesem Fall eine Stromunterbrechung herbeizuführen.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US220458A US3227897A (en) | 1962-08-30 | 1962-08-30 | Static limit switch for power press or the like |
US22045862 | 1962-08-30 | ||
DED0042376 | 1963-08-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1463066A1 DE1463066A1 (de) | 1969-05-29 |
DE1463066B2 DE1463066B2 (de) | 1972-07-06 |
DE1463066C true DE1463066C (de) | 1973-02-01 |
Family
ID=
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