DE2060641B2

DE2060641B2 - Antriebsanordnung für ein in einer vorbestimmten Lage stillzusetzendes Organ

Info

Publication number: DE2060641B2
Application number: DE2060641A
Authority: DE
Inventors: John Joseph Buffalo Allard; Benjamin Weston Kenmore Woodward
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1969-12-22
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1974-10-31
Also published as: DE2060641C3; US3614578A; JPS5118047B1; DE2060641A1; GB1316315A; FR2083019A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein in einer bestimmten Lage stillzusetzendes Organ

>5 mit einem Gleichstrommotor mit Reihenschlußwicklung, dessen Anker zur Abbremsung bis in die Nähe des Stillstandes mit einem Bremswiderstand verbunden ist und bei dem anschließend bis zum Stillstand eine zweite Bremsung erfolgt.

Die grundsätzliche Möglichkeit der Widerstandsoder Kurzschlußbremsung wird im Buch von Th. B ödefeld und H. Sequenz, »Elektrische Maschinen«. 1949, Springer-Verlag Wien, Seite 314 unten, beschrieben. Es wird dort auch weiter darauf hingewiesen, daß, wenn eine Generatorwirkung bei gleichbleibender Drehrichtung eintreten soll, bei Hauptschlußmotoren die Erregerwicklung umgepolt werden muß, t>ei Nebenschlußmaschinen aber nicht.

Bei einer bekannten Antriebsanordnung der eingangs erwähnten Art ist der Motor als Gleichstrom-Reihenschlußmotor ausgebildet, und ein Thyristor dient dazu, den Anker des Motors zur Durchführung beider Bremsungen über den gleichen Bremswiderstand kurzzuschließen. Durch die Betätigung eines Pedals wird zur Stillsetzung zunächst der erste Kurzschluß bewirkt und eine relativ niedrige Speisespannung für den Motor vorgewählt, worauf dann dieser Kurzschluß aufgehoben und der Motor durch diese niedrige Speisespannung mit relativ kleiner Touren-

zahl weitergedreht wird und schließlich durch eine die !.agc des stillzusetzenden Organs überwachende Schaltvorrichtung der zweite Kurzschluß bewirkt wird (schweizerische Patentschrift 449 750).

Diese Anordnung eignet sich nicht gut für Anwendungszwecke, für welche einerseits der Wunsch nach einer raschen Positionierung eines Organs besteht und andererseits ein relativ sanftes, ruckfreies Abbremsen erwünscht ist, wie z. B. bei einem mechanisierten Schrank mit umlaufenden Trägern, wie er beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 205 265 beschrieben ist. Wird nämlich bei der vorbekannten Anordnung die erste Bremsung vorgenommen, so geschieht dies ruckartig, wobei der Anker in etwa einer Sekunde zum Stillstand gebracht wird. Dadurch würden die in den Trägern eines mechanisierten Schrankes gelagerten Gegenstände in Unordnung gebracht, beschädigt oder gar aus den Trägern geworfen. Umgekehrt ist jedoch zur genauen Positionierungeines solchen Trägers beim zweiten Bremsen ein rasches Anhalten des sich langsam bewegenden Trägers notwendig. Es ist daher nicht möglich, den Nachteil der bekannten Anordnung zum Bremsen eines Organs dadurch zu vermeiden, daß der Bremswiderstand anders dimensioniert wird.

In der britischen Patentschrift 5X3 993 ist eine Einrichtung zum dynamischen Bremsen eines Motors mit ständig erregter Nebenschlußwicklung beschrieben, die einen Schalter aufweist, um den Strom zum Anker

abzuschalten, sowie einen Umschalter, um die Verbindungen zu den Ankerbürsten umzupolen, nachdem der erste Schalter geöffnet wurde. Hin Gleichrichter ermöglicht dann einen Kurzschluß des Ankers, so daß dieser rasch zum Stillstand gebracht wird. Es findet somit auch hier ein einziges, ruckartiges Bremsen statt, wie dies für einen mechanisierten Aktenschrank mit rasch umlaufenden Trägern aus den ?uvor genannten Gründen unzulässig ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, die in der Lage ist, ein Organ, z. B. einen Träger eines mechanisierten Schrankes, rasch in eine vorbestimmte Lage zu bringen und dabei die Abbremsung bis in die Nähe des Stillstandes ruckfrei und sanft auszuführen und eine zweite Bremsung bis zum Stillstand bei relativ geringer Geschwindigkeit des genannten Organs oder Trägers sehr rasch vorzunehmen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß eine während des Betriebes ständig an der Speisestromquelle angeschlossene, zur ersten Bremsung allem wirksame, zusätzliche Nebenschlußwicklung vorgesehen ist. während die Bremsung bis /um Stillstand des Ankers dadurch erfolgt, daß die Reihenschlußwicklung mit umgekehrter Polung mit dem Anker verbunden ist.

Das letzte Teilmerkmal, wonach die Reihenschlußwicklung umgepolt wird, ist aus dem eingangs angegebenen Buch »Elektrische Maschinen« bekannt.

Diese Antriebsanordnung eignet sich sehr gut für mechanisierte Schranke, denn sie ermöglicht es. die umlaufenden Trager schnell und ruckfrei, aber dennoch genau zu positionieren. Dabei ist es auch möglich, eine Bremsungzu erzielen, wenn ein Stromausfall auftritt. Um auch in diesem Fall eine ruckfreie sanfte Bremsungzu erzielen, wird gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung die Reihenschlußwicklung mit umgekehrter Polung mit dem Anker verbunden, wobei aber zuerst für eine kurze Zeitspanneein Widerstand in Serie mit der Reihenschlußwicklung geschaltet ist.

Die Erfindung hat auch den Vorteil, daß ohne viel Aufwand der Motor wahlweise in der einen oder andern Drehrichtung benützt werden kann. So sind denn auch gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dor Erfindung für jede Drehrichtung des Ankers zweite Schaltmittel vorgesehen.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine perspektivische Darstellungeines mechanisierten Aktenschrankes, bei welchem die Antriebsanordnung gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 2eine Seitenansicht, die den Fördermechanismus des Aktenschrankes von Fig. 1 teilweise zeigt,

Fig..3 eine Vorderansicht des Kommutators, der gewöhnlich in Aktenschränken der in F i g. 1 gezeigten Art verwendet wird,

Fi g. 4 eine schematischc Darstellung der Kommutator- und Bürstenanordnung,

Fig. 5 ein .Schaltungsdiagramm mit dem Kommutator und den anderen zugeordneten Elementen,

Fig. (i eine detaillierte schematische Darstellung einer Ausführungsform tier Erfindung und

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das das Verhältnis der verschiedenen Teile des Steuersystems für einen mechanisierten Aktenschrank zeigt.

In Fig. 1 ist ein mechanisierter Aktenschrank K dargestellt, bei welchem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Der Aktenschrank 10 ist ka stenförmig und besitzt z'vei Seitenwände 11, von de neu jedoch nur eine sichtbar ist, einen Oberteil 12 eine Rückwand 13(Fig. 2) und eine Vorderwand, di< durch rechteckige Platten 14,15, 16 und 17 gebilde wird. Diese sind um die Zugangsöffnung angeordnet in welcher eine Anzahl von Trägern 18 zugänglid sind. Ein Arbeitstisch 20 erstreckt sich von der Unter kante der Zugangsöffnung nach außen, um einen be quemen Arbeitsplatz für eine dort befindliche Bedienungsperson zuschaffen.

Wie am besten aus der Seitenansicht von Fig. 2 ersichtlich, enthält die Fördereinrichtung zwölf Trägei oder Behälter 18, von denen jeder über einen Hebelarm 21 mit der gestrichelt eingezeichneten Förderkette, die über zwei Kettenräder 23 und 24 läuft, verbunden ist. Ein entsprechender Aufhängemechanismus befindet sich auf der anderen Seite des Aktenschrankes 10. Die Träger 18 können also entlang des von der Förderkette gebildeten Weges in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung an der Zugangsöffnung vorbeigeführt werden. Um die einzelnen Träger besser zu identifizieren, werden die weiteren Bezeichnungen C-I bis C" Il VLi wendet.

Die vorliegende Antriebsanordnung eignet sich für einen Aktenschrank, bei welchem jeweils ein einzelner Träger aus einer Anzahl von Trägern genau in eine bestimmte Lage neben dem Arbeitstisch gebracht werden muß. Da mechanisierte Aktenschränke lediglich als Anwendungsbeispiel genannt wurden, erübrigt sich eine Beschreibung derselben in Einzelheiten. Die Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung eine Kommutatoranordnung von der Art, wie sie in mechanisierten Einrichtungen verwendet wird, für die sich die Antriebsanordnung gemäß der Erfindung eignet. Der Kommutator enthält eine nicht leitende Grundplatte 25, auf welcher eine Anzahl von konzenirischen leitenden Elementen angebracht sind. Diese Elemente umfassen vier ganze Kommutatorringe 26, 27, 28 und 30, die beispielsweise aus Kupfer bestehen können, und einen fünften segmentierten Ring mit den Segmenten 31. 32. 33 und 34. Die kleineren Segmente 31 und 32 sind mittels der Brücken 35 und

36 mit den Kommutatorringen 30 bzw. 28 verbunden, währenddem die Segmente 33 und 34 mit den Kommutatorringen 26 und 27 durch Verbindungsdrähte

37 und 38 verbunden sind. Die Verbindungsdrähte 37 und 38 sind in der Grundplatte 25 eingebettet, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Kommutatorringe 26, 27, 28 und 30 stehen mit den Bürsten 40, 41. 42 und 43 in Kontakt, die an einem gestrichelt eingezeichneten Bürstenhalter 44 befestigt sind. Für den segmentierten Ring sind Bürsten vorgesehen, deren Anzahl der Anzahl der gewünschten Haltestellen entspricht. Dies bedeutet also, daß jeder Träger 18 (Fig. 2) eine Haltestelle beim Arbeitstisch 20 des vorliegenden Beispiels haben muß. Infolgedessen müßten zwölf gleichmäßig verteilte Bürsten vorgeserien werden, um in Kontakt mit den Segmenten 31, 32, 33 und 34 zu gelangen, wie dies durch die Bürsten 45 und 45</ in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Umlauf der Fördereinrichtung entspricht somit einer Umdrehung der Grundplatte 25 in bezug auf den stationären Bürstenhalter 44. Zu diesem Zwecke wird eine geeignete Untersetzungseinrichtung, ζ. B. ein Zahnradgetriebe oder ein Kettengetriebe verwendet, um den Antriebs-

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motor an die Fördereinrichtung zu kuppeln. Der Kommutator ist in F i g. 5 schematisch dargestellt und dessen genaue Arbeitsweise wird ersichtlich, wenn die .Schaltdiagramme der Fig. 5 und 6 beschrieben werden.

Für die Hingabebefehle der Bedienungsperson ist eine Tastatur vorgesehen. Fig. 5 zeigt diese in vereinfachter Form mit den Tastschaltern 46 und 47 in der nicht gedrückten Stellung. Der Schalter 46 dient der Aufwärts- und der Schalter 47 der Abwärtsbewegung der Träger. In Wirklichkeit entspricht aber die Anzahl der Tastschalter der Anzahl der Träger, d. h. der Anzahl der Kommutatorhaltestellen. Für die Zwecke der Beschreibung der Erfindung genügt es jedoch, lediglich zwei Tastschalter darzustellen, um zu zeigen, daß die Steuereinrichtung die Aufwärts- und die Abwärtsbewegung der Träger steuert. Beim beschriebenen Aktenschrank wird die Bewegungsrichtung durch die tatsächliche Ruhelage eines gewählten Trägers bestimmt, so daß dieser aut dem kürzesten Weg zur Zugangsöffnung geführt wird. Wenn 7. B. der Träger C-2 (Fig. 2) gewählt wird, so läuft die Fördereinrichtung im Gegenuhrzeigersinn um, so daß der Träger C-2 nach unten in die Lage geführt wird, in der sich nun auf der Zeichnung der Träger C-S befindet. Wenn der Träger C-I gewählt wird, so wird die Fördereinrichtung im Uhrzeigersinn bewegt, also der Träger C-I nach oben zum Arbeitstisch 20 befördert. Eine Einrichtung zur Auswahl des kürzesten Weges ist bei Aktcnschränken der beschriebenen Art bereits gebräuchlich.

Fig. 5zeigt die Kommutatorringe in schematischer Darstellung, um klar die Beziehung dieser Kommutatorringe zur Tastatur und den anderen Schaltelementen darzustellen. Die Steuereinrichtung ist in weiteren Einzelheiten in I ig. 6 dargestellt, in welcher ein Schema den Motor und die anderen elektronischen Schalt- und Widcrstandselemente in einer neuen Anordnung zeigt, [-"ig. 7 zeigt ein Blockdiagramm mit den Beziehungen der verschiedenen Blöcke der Steuerungseinrichtung. Eine Tastatur 48 ist mit dem Kommutator 50 verbunden, um diesem Eingangssignale zuzuführen. Der Kommutator 50 ubermitielt die Eingangssignale über einen Verstärker 51 zu den Steuerrelais 52, welche die Antriebssteuerschaltung 53 des Antriebsmotors 54 steuern. Der Umlauf der Fördereinrichtung 55 wird durch den Kommutator 50 abgefühlt, um ein Ruckkopplungssignal zu liefern, das dessen tatsächliche Lage anzeigt Die Tastatur 48 enthält die Tastschalter 46 und 47 (Fig. 5) fiir die Aufwärts- (UP) und Abwärts-! /),V)Bewegung. Der Kommutator 50 enthält die Kommutaiorringc 26. 27. 28 und 30, sowie die Segmente 31, 32. 33 und 34 zusammen mit den verschiedenen Bürsten und anderen Teilen, die vorher mit Bezug auf die Fig. 3. 5 und 5 beschrieben wurden. Der Verstärker 51 enthalt die Transistoren T-S. 7~-6und 7"-7(Fig. 5) und dazugehörige Schaltelemente. Die Steuerrelais, die m ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 52 bezeichnet sind, enthalten die Relais UP. AVX, SI O und l)\ Du Antriebsmotorschaltung 53 enthält die in Fi g. ft dargestellten Schaltkreise.

Die Kontakte der verschiedenen Relais der Steuerungseinrichtung werden in der Ruhestellung gezeigt und sind durch Zahlen bezeichnet, die den Be/ugszeichender Relais entsprechen. So werden bcispiclswe isc dit vom Relais UP betätigten Kontakte Wl. i P-2. usv\ (F ig ^ und ft ι bezeichnet.

Typische Abmessungen der verschiedenen Schallelemente von Fig. ο sind in der nachfolgenden Tabelle angeführt und entsprechen den tatsächlichen Werten der für eine Ausführungsform vorliegenden Erfindung benutzten Schaltelemente.

Schallt/lernen!:	Größe:
Rl. Rl	5(1 Ohm
/ί,ί	KK)(I Ohm
R- 4	4 Ohm
*R-S*	50(1 kOhm
Rh	4.,S kOhm
R 1. R S	50(1 kOhm (variabel)
K-)*	33 kOhm
R-W	15 kOhm
R-U R 12	KKi Ohm
R 13	47 kOhm
R 14. R-15	KU)(I Ohm
R lh. R-17	K)(I Ohm
(1(2	3(Kl Mikrofarad
C 3	0.22 Mikrofarad
( 8	0,1 Mikrofarad

Wie bereits vorher bemerkt wurde, ist der Bürstenhalter 44 (Fig. 4) feststehend, während die Kommutatoninge und Segmente als eine Einheit in bezug auf die feststehenden Bürsten drehbar sind.

Es ist bereits früher bemerkt worden, daß in F i g. 5 nui zwei Tastschalter 46 und 47 und zwei Bürsten 45 und 45« fiir die Träger dargestellt sind, während-

dem in Wirklichkeit die Zahl der Tastschalter und die Zahl der dazugehörigen Bürsten der Anzahl der HaI-testellungen für den Kommutator entspricht. Die auf dem Ringsegment 34 angeordneten Bürsten lösen eine Aufwärtsbewegung aus, währenddem die Bürsten. die auf dem Segment 33 angeordnet sind, eine Abwartsbewegung auslösen. Infolgedessen genügen die Tastschalter 46. 47. um die zwei möglichen Funktionen unabhängig von der Anzahl der Haltesiellunfien darzustellen. Wenn der Aufwartstastschaltcr 46 gedrückt wird, so wird ein Stromkreis über die Tastatur zum Segment 34 des Kommutators hergestellt. Unter normalen Umständen beginnen die Kommutatorringe sich im Uhrzeigersinn zu drehen, bis sich die Bürste 45 beim isolierten Teil des Kommutators befindet. Auch wenn auf der Tastatur ein Abwärtstastschaltcr 47 gedrückt wird, wird ebenfalls ein Stromkreis über die Bürste 45 und das Segment 33 geschlossen, um die Kommutatorringe im Gcgenuhrzdgersinn zu bewegen, bis der Stromkreis unterbrochen wird.

Die Kommutatorringe 26, 27, 28 und 30 und die Segmente 31, 32. 33 und 34 sind über die Bürsten 40.41.42.43.45 und 45ö an eine Diodenanordnung angeschlossen. Die Diodenanordnung koppelt den

Kommutator an die Verstärker 51 (Fig. 5). der die NPN-Transistoren T-S. T-6 und 7-7 enthält. Die Emitterelektrode jedes Transistors ist an die negative Kkmme 56 einer Gleichspannungsquelle angeschlossen Die Kollektorelektrode des Transistors T-S ist an die positive Klemme 57der GleichspannungsqueHe über die Relaisspule [)\. die Diode D-2t und die Kontakte I P-2 angeschlossen. In entsprechender Weise ist die Koüektorelektrode des Transistors Τ-Ί über die Rclaisspule C'P. die Diode /i-18 und die Kontakte /)\'-l an die positive Klemme 57 angeschlossen Die Kolkktortlektrode des Transistors T-ft ist an du positive Klemme 57 über die Rclaisspule Λ7X). de-η Widerstand «18 du Diode />-20 und die-

Kontakte DN-I oder UP-I angeschlossen. Die Kollektorelektroden der Transistoren T-S und 7-7 sind auch an die positive Klemme 57 über die Dioden D-I 7 bzw D-16,die Relaisspule AUX und die Diode D-19 angeschlossen. Schließlich ist die positive Klemme 57 entweder über die Kontakte UPA oder DN-I und die Kontakte SLO-A mit der Basis der Transistoren 7-7 bzw 7-5 über die Dioden D-22 bzw. D-29 und die Widerstände R-19 bzw. R-21 verbunden

Wie Fig. fi zeigt,sind die Klemmen 58 und 60 an »o eine Wechselstromquelle angeschlossen. Der Wechselstrom wird gleichgerichtet und der so erzielte Gleichstrom wird benützt für den Motoranker AI so- *ic für den Serien- und Nebenschluß-Te.l ShR bzw $7/ V der Feldwicklung. Der Nebenschluß-Teil S// V wird ständig erregt, um die dynamische Bremsung zu erzielen, die von der vorliegenden Einrichtung unter normalen Arbeitsverhältnissen benutzt wird. Der Motoranker A ist über eine Diodenbrucke mit den Dioden D-4, D-S, W-6und D-I angeschlossen. Der Motoranker A ist ferner über eine Brücke angeichlossen, welche die gesteuerten Siliziumglcichr.chter SCR-3, SCR-A, SCR-S und SCR-6 enthalt. I.he Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumglcichnch- »ers SCR-3 ist an eine Seite des Motorankers A über «5 den Widcrwtand Λ-17 und die Kontakte DN-A angeschlossen, währenddem die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR-S an die andere Seite des Motorankers über den Widerstand R-16 und die Kontakte 17/M angeschlossen ist. Die Steuerelek- 3< > «roden de. gesteuerten Siliziumgle.chr.chter .SCR-4 «nd SC R-6 sind an eine Verbindung zwischen ihren Anoden über den Widerstand R-14 und die Kon ak e DN-3. bzw. den Widerstand R-15 und die KontaKie

Sspfnn^SSrR5m,te₁„ und einem W.dlrstand ist ebenfa Us an die K des Ankers A angeschlossen. Mit der Mitte anzapfung des Spannungsteilers R-S ist ein Senennctzwcrk mit den Widerstand R-13 und dem Kondensator (-8 *c verbunden. An der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand R-13 und dem Kondensator C-8 ist cmc Neonlampe N-I angeschaltet, welche mit ihrem anderen Anschluß mit dem Spannungsteiler sowie dem anderen Anschluß des Kondensators C -8 verbunder,ist Die Neonlampe N-I steht in Wirkverbindung mit dem Fotowiderstand RX-X. Diese Kombination von EIctncnten wird gewöhnlich als F«¹⁰™⁰^¹^^ Die beiden Elemente sind zusammen m Wirkverb ndung in einer Subsanz eingebettet. Diese^W rkvebin- so dung besteht, wenn die Neonlampe Λ/-1 Strahlungsenergie auf den Fotowiderstand RJf-Ij™"^"'f'" Ijfc Wechselspannung wild auch an die Brücke angelegt, welche die Dioden Di und D-I und ehe ge ttc-eVten S.liziumgleichrichter SCR-I ™f ^s™* enthalt D.e Steuerelektroden der gesteuerten S.hz umgleichrichter SCR-I und SCR-2,and über^der,W-demand R-U und d.e Diode D-IS bw. ^n WiA stand R-Il unddie Diode D-14 an die Phasenwinkel· steuerung 61 angeschlossen. Diese steuert den PhasJnimkd. bei weichen, die Steuerekktroden der geheuerten Siliziumgleichrichter SCR-I ™AJ(R-2 mit Steuerimpulsen versorgt werden. Die ™**^η* , kelstcucrung 61 arbeitet in übhchei^eisc und wnd spater in mehr Einzelheiten bei der Beschrt .bung der Arbeitsweise beschrieben werden

Der Fotowiderstand RXΛ ist m Serie m, den W derstand R-3 gefaltet, der an die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR-I angeschlossen ist. Der gesteuerte Siliziumgleichrichter SCR-I ist an die Lastwiderstände R-I und R-2 angeschlossen und die Kombination der gesteuerten Siliziumgleichrichter und der Lastwiderstände ist in Serie über die Brücke, welche die Dioden D-4 bis D-7 enthält, über den Widerstand R-4oder die Kontakte DB verbunden.

Um die Beschreibung der Grundstruktur der Schaltung von Fig. (i zu beenden, ist noch zu bemerken, daß die Relaisspule S7R über die Kontakte SLO-3 mit dem Anker A über eine Brücke mit den Dioden 0-6 oder D-7 und D-4 oder D-5 verbunden ist. Eine weitere Relaisspule DB ist in Serie mit den Dioden D-Il oder D-IO und D-12 und den Kontakten STR-2 mit dem Anschlußpunkt J-I verbunden. Der Nebenschlußteil SHV ist durch die Kondensatoren C-I und C-2 nebengeschlossen und die Relaisspule DB wird durch den Kondensator C-7 ncbengeschlos-

Die genaue Arbeitsweise der Schaltungen von 1 ig. 5 und 6 wird nun näher beschrieben. Es werden drei verschiedene Betriebsarten beschrieben, nämlich der Nonnalbetrieb, der Betrieb mit Übergeschwindigkeit und das schnelle Anhalten.

Es sei nun angenommen, daß sich der Aktenschrank 10 in Ruhe befindet, und daß eine Trägerauswahl auf der Tastatur erfolgt, wodurch die Fördereinrichtung veranlaßt wird, die Träger aufwärts zu bewegen, also daß der Aufwärtstastschalter (Fig. 5) gedrückt wird. Dies bewirkt eine Vorspannung an der Basis des Transistors T-I über die Diode D-23, den Widerstand R-19 und den Kommutatorring 27 des Kommutators. Der Kommutatorring 27 für die Aufwärtsbewegung ist mit dem Ringsegment 34 des Kommutators durch den Verbindungsdraht 38 verbunden. Durch die Vorspannung des Transistors T-I wird dieser durchschaltet und verursacht einen Strom durch den Emitter und den Kollektor von der positiven Klemme 57 über die Kontakte DNA, die Diode D-18 und die Spule UP. Ein weiterer Stromweg ist alternativ vorgesehen über die Diode D-19, die Spule AUX und die Diode D-16. Das Relais AUX ist derart ausgebildet, daß es vor dem Relais UP anzieht. Dies ermöglicht es. irgendwelche Sicherheitseinrichtungen sicher zu steuern, bevor der Antriebsmechanismus zu arbeiten beginnt. Wie eine Betrachtung von Fig. zeigt, sind dann die Kontakte des Relais AUX geschlossen und alle Kontakte des Relais UP gehen in ihre Arbeitsstellung, d. h. die Kontakte UP-3 werden geschlossen und die Kontakte UP-A werden geöffnet, in diesem Moment ermöglicht die Brücke mit den Dioden D-I, D-2 und den gesteuerten Siliziumgleichrichtern Si'R-2 und SCR-I die Erregung de;· Moloraiikers und der Feldwicklung in folgendei Weise. Die gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-I und SCR 1 werden in Übereinstimmung mit der Phasenwinkelsteuerung 61 gesteuert, wenn die AUX-Kontakte schließen. Der veränderbare Widerstanc R-7 bestimmt den Phasenwinkel, indem der Schaltei SlJS einseitig vorgespannt wird, um Impulse über dk Diode 14. den Widerstand R-Il und die Diode Z)-IS den Widerstand R-12 um die Steuerelektroden dei gesteuerten Siliziumgleichrichter SCRl und SCR-3 /u steuern Auf diese Weise wird ein Stromkreis zwi sehen den Anschlußpunkten J-I und J-2 über dei gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-6. den An ker A. den gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-.

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und die Feldwicklung geschaffen. Der Motor läuft mit einer Startgeschwindigkeit an, die vom Widerstand-Kondensator-Netzwerk der Phasenwinkelsteuerung 61 bestimmt wird, welche die Phase steuert, bei welcher die gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-I und SCR-2 betätigt werden. Wenn die Ankcr-Gegen- EMK einen bestimmten Wert erreicht, zieht das Relais STR an, das über die Kontakte SLO-3, die in ihrer normal geschlossenen Lage verbleiben, gesteuert wird. Infolgedessen sind die Kontakte STR-I und STR-2 geschlossen. Das Schließen der Kontakte STR-I überbrückt den veränderbaren Widerstand R-T, und ändert daher den Phasenwinkel des Impulses vom einseitigen Sehalter SUS, um so den Motor auf volle Geschwindigkeit zu bringen. Das Schließen der Kontakte STR-2 verursacht die Erregung des Relais DB. Daher öffnen die Kontakte DB, welche im Nebenschluß zum Widerstand R-A geschaltet sind.

Die Aufgabe des Widerstandes R-A wird später beschrieben werden.

Es wird nun wieder Fig. 5 betrachtet. Unter normalen Arbeitsbedingungen, wenn der Motor seine Arbeitsgeschwindigkeit erreicht hat, ist der Transistor T-T blockiert infolge der Vorspannung an der Basis über die Kontakte SLO-A (normalerweise geschlossen) und die Kontakte UP-I, welche beim Erregen des Relais UP geschlossen wurden. Wenn infolgedessen die Bürste 45 über das Segment 34 auf den isolierten Teil 62 und schließlich auf das Segment 31 gelangt, erfolgt keine Unterbrechung des Motorantriebs. Da das Segment 34 mit dem Kommutator sich im Uhrzeigersinn dreht, um einen Aufwärtsbefehl auszuführen, gleitet die Bürste 45 über den nichtleitenden Sektor 62 und kommt dann in Kontakt mit dem Segment 31, welches mit dem Ring 28 über die Brücke 36 verbunden ist. Der Ring 28 ist seinerseits über die Bürste 42 mit der Basis des Transistors 7-6 über die Diode D-25 und den Widerstand R-20 verbunden. Dadurch wird die Basis des Transistors T-6 vorgespannt. Infolgedessen wird der Transistor T-6 eingeschaltet, und zwar über einen Stromkreis, der über die Diode D-20, den Widerstand R 18 und das Relais SLO führt. Was die übrigen Teile von Fi g. 6 anbetrifft, so besteht die einzige Änderung, die während der vorliegenden Operation stattfindet, darin, daß der Transistor T-T sich nicht mehr in blockiertem Zustand befindet, weil die normalerweise geschlossenen Kontakte SLO-A öffneten. Es soll nun wieder die Schaltung von Fi g. betrachtet werden. Die Kontakte SLO-I öffnen zusammen mit den Kontakten SLO-3. Die Kontakte Sl.O-2 werden geschlossen und die Kontakte STR-I und STR-2. wdche geschlossen waren, öffnen nun infolge des Abfallens des Relais STR, das durch das öffnen der normalerweise geschlossenen Kontakte SLO-3 verursacht wird.

Unter diesen Umständen, wo sich die Bürste in Kontakt mit dem Segment 31 befindet, wird der Motor abgebremst, denn die Änderung der Phasenwinkel bei den gesteuerten Siliziumgleichrichtern SCR-I und SCR-2 leitet die erste Bremsphase ein. Dabei ergeben sich entsprechend einem reinen Nebenschlußmotor gemäß Fig. 6für eine der Wechselstromhalbwellen folgende Stromläufe:

a) Fur die Nebenschlußwicklung SHV: 60, D-10, SHV, J-2, D-2. 58

b) Fur den Ankerkreis:

A. /> 6. SCR-T, R-l/R-2. J-2: DR. D-A. A (SlR mit SCR-3 in Serie ist über DB und D-A kurzgeschlossen und SCW-I und SCR-6 sind gesperrt)

In der ersten Bremsphase ist also der Anker zur Abbremsung bis in die Nähe des Stillstandes mit den Bremswiderständen Rl und R-2 verbunden.

An dieser Stelle kann kurz erwähnt werden, daß das Erfordernis besteht, die Relativbewegung der Bürste 45 bei der isolierten Stelle 63 zwischen den Segmenten 31 und 32 (Fig. 5) anzuhalten. Nachdem to die Geschwindigkeit des Ankers A herabgesetzt wurde, treibt also der Motor die Einrichtung verlangsamt, bis die relative Lage der Bürste 45 die 1 laltcstellung erreicht, in welchem Zeitpunkt die Relais UP, A UX und SLO abfallen. Die Kondensatoren C-4 und »5 C-5 (Fig. 5) arbeiten als Energiespeicher und infolgedessen fällt das Relais AUX schneller ab als die Relais SLO unu UP. Die Werte der Kondensatoren C-4 und C-5 steuern die Entladezeiten und infolgedessen fällt das Relais UP nach dem Relais A UX ab, ao worauf das Relais SLO folgt.

In der Schaltung von Fig. ft werden die Kontakte AlIX zuerst geöffnet, wenn die 1 laltcstcllung ei reicht wird. Infolgedessen werden die gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-I und SCR-2 abgeschaltet und as keine Spannung wird mehr an den Anker A über die Anschlußpunkte J-I und J-2 angelegt. Hierauf fallt das Relais UP ab, welches infolgedessen die Kontakte UP-3 wieder öffnet und die Kontakte UP-A wieder schließt.

In dieser zweiten Bremsphase ergeben sieh entsprechend einem Kompoundmotor gemäß 1- i g. ft f^ur eine der Wechselstromhalbwellen folgende Stromläufe:

a) Für die Nebenschlußwicklung SIlV: 60, D-10, SHV, J-2, 58

b) Für den Ankcrkreis:

A, SCRS, SER, J-2, DB. I)-A, A In der zweiten Bremsphase erfolgt also die Bremsung bis zum Stillstand des Ankers dadurch, daß die Reihenschlußwicklung SER in umgekehrter Polung mit dem Anker A verbunden ist.

Für den umgekehrten Fall, d. h. wenn ein 1 rager wegen seiner Ruhelage einen Antrieb der Fördereinrichtung in Abwärtsrichtung verlangt, arbeitet die Steuereinrichtung in ähnlicher Weise, wobei jedoch die Relais UP und DN und die zugeordneten Komponenten, was ihre Funktionen anbetrifft, vertauscht sind. Es ist auch zu beachten, daß bei der Abwärtsbewegung der Ring 30 und nicht der Ring 28 verwendet wird, der bei der vorher beschriebenen Aufwärtsbewegung Anwendung fand.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der beschriebenen Steuerungseinrichtung besteht darin, daß sie in der Lage ist, das gefährliche Durchdrehen zu vermeiden Bei der dargestellten Einheit entsteht normalerweise eine Geschwindigkeitserhöhung bei Ungleichge wichtszuständen, bei welchen ein beladener Trägei den oberen Teil der Fördereinrichtung erreicht um sich nach unten bewegt, und der diametral gegenüber liegende Träger leer ist. Bei der vorliegenden Steue^ rungseinnchtung wird jedoch an den Widerstand R-. die Ankerspannung angelegt, und die erhöhte Span nung, die vom Ungleichgewichtszustand der Last her rührt, wird ebenfalls dort angelegt. F.in bestimmte Teil der totalen Ankerspannung wird über die Mittel anzapfung abgefühlt, so daß die Spannung an der Nc onlampe Λ/-1 proportional erhöht wird, wenn ein Un gleichgewicht besteht. Wenn eine Neonlampe mi

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einer entsprechenden Arheitskurve gewählt wird, zündet diese Neonlampe, wenn die Motorgcschwindigkeit einen bestimmten Betrag überschreitet. Infolgedessen sinkt der Widerstand des Fotowiderstandes RX-I rasch ab, so daß der gesteuerte Siliziumgleichrichter SCR-I angeschaltet wird, denn der Anker A ist über die Diode /)-6, den Widersland ft-3 und den nun leitenden Fotowiderstand RX-\ an die Steuerelektrode des Siliziumgleiehrichters SCR-7 angeschlossen, letzt wiederum wird der Lastwiderstand, bestehend aus den Widerstünden R-I und R-2, dynamisch über den Anker nebengeschlossen, um eine entgegengesetzte Last wirksam werden zu lassen, bis die Ankerspannung wieder auf ihr normales Arbeitspotential zurückkehrt. In diesem Zeilpunkt kann die reduzierte Spannung, welche ständig am Spannungsteiler R-S abgefühlt wird, die Neonlampe /V-I abschalten, so daß der Fotowiderstand RXi hochohmig wird und somit den gesteuerten Siliziumgleichrichter Si R-7 schaltet, um den Stromkreis, der die dynamisehe Bremsung bewirkt, vom Anker A abzuschalten. Die oben beschriebene Übergeschwindigkeitsabfühlsteuerung wird durch Veränderung der Lage der Mittelabzapfung des Spannungsteilers R-S eingestellt.

Die oben beschriebene Schaltung bewirkt auch eine ²S Schnellbremsung, wenn eine Stromunterbrechung auftritt, oder wenn der Strom zur Maschine beispielsweise durch eine Sicherheitseinrichtung unterbrochen wird. Unter diesen Umständen ist es sehr erwünscht, ein plötzliches Anhalten des Betätigungsmechanismus 3" /u verhindern. Wenn z. B. Flaschen od. dgl. auf den Trägern aufbewahrt werden, so könnte ein plötzliches Anhalten diese, deren Inhalt und auch die Träger beschädigen. Abgesehen von diesem anschaulichen Anwendungsbcispiel ist es nicht nötig, zu unterstreichen. daß ein hastiges Abbremsen verhindert werden muß, ohne daß aber auf die Betätigung der Hinheit mit hohen Geschwindigkeiten, um einen raschen Zugriff zu erzielen, verzichtet wird.

Wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, so fallen die Kontakte STR-2 zusammen mit anderen Kontakten des Relais STR ab. Dadurch wird der direkte Stromkreis für die F.rregungdes Relais DB unterbrochen. Der Kondensator C-7 wird als Nebenschluß /um Relais DB verwendet und entlädt die aufgespeiehe! te Eni'igie. \:τ hält somit das Relais DB während einer kurzen Zeit angezogen, damit die Kontakte DB offenbleiben. Infolgedessen enthält der ursprüngliche Stromkreis fur das dynamische Bremsen, welcher vorhcr fur das normale Anhalten besehneben wurde.

nicht die Kontakte DB, sondern an Stelle derselben den Widerstand R-4. Somit führt bei Beginn eines schnellen Anhaltens der Bremsstromkreis über den gesteuerten Siliziumgleichrichter SCRS, die Serienwicklung SlCR, den Widerstand R-4 und die Diode /)-4. Durch diesen zusätzlichen Lastwiderstand, der rasch eingeschaltet wird, wird der tatsächliche dynamische Bremseffekt so lange reduziert, bis die Kontakte DB schließlich den Nebenschluß-Widerstand R-4 schließen und dadurch nachträglich mithelfen, den Motor rasch zum Anhalten zu bringen. Das Zeitrelais, welches den wesentlichen Bestandteil dieses Schaltkreises darstellt, kann genau bestimmt werden durch Auswahl des Elementes, dessen Zeitkonstante die gewünschten Resultate entsprechend den Lastbedingungen gibt.

Viele Vorteile der vorliegenden Steuereinrichtung sind ausführlich beschrieben worden. Hs ist jedoch hervorzuheben, daß durch die beschriebene Steuerungseinrichtung eine ernstliche Beschädigung des Gleichstrommotors verhindert wird. Ferner verhindert die Steuerungseinrichtung den Beginn oder die Existenz von gefährlichen Durchdrehsituationen. Zu diesem Zwecke wird eine sichere und effektive Steuerungseinrichtung geschaffen, ohne daß die Arbeitsgeschwindigkeit vermindert werden muß, welche von großer Bedeutung ist. Der Sicherheitsfaktor ist nicht nur wichtig, sondern auch notwendig, wenn den industriellen Sicherheitsvorschriften als auch den praktischen Hrfordernissen, daß die aufbewahrten Gegenstände nicht beschädigt werden sollen, Rechnung getragen wird. Hin wichtiger Aspekt des neuen dynamischen Bremssystems bei der vorliegenden Steuerungseinrichtung besteht darin, daß sie ohne Nebenschlußerregung arbeitet. F.s wird die Serienwicklung als Bremswiderstand verwendet und infolgedessen liefert der Anker den notwendigen Feldstrom über die Serienwicklung. Es entfällt somit die Notwendigkeit für eine mechanische Bremse oder einen Permanentmagnetmotor. Ohne dieses Merkmal könnte eine gefährliche Lage entstehen, wenn eine Stromunterbrechimg erfolgt und die Föraercinrichtung sich infolge einer unausgeglichenen Last nach unten bewegt. Ohne Strom wurde keine Erregung der Nebenschlußwiiklung bestehen und die Fördereinrichtung könnte eine gefährliche Geschwindigkeit erreichen Infolgedessen ist es wichtig, daß ein Bremsen auch ohne Strom erreicht wird. Früher wurden zu diesem Zwecke mechanische Bremsen verwendet, die nun gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsanordnung für ein in einer vorbestimmten Lage stillzusetzendes Organ mit einem Gleichstrommotor mit Reihenschlußwicklung, dessen Anker zur Abbremsung bis in die Nähe des Stillstandes mit einem Bremswiderstand verbunden ist und bei dem anschließend bis zum Stillstand eine zweite Bremsung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine während des Betriebes ständig an der Speisestromquelle angeschlossene, zur ersten Bremsung allein wirksame, zusätzliche Nebenschlußwicklung (SHV) vorgesehen ist, während die Bremsung bis zum Stillstand des Ankers dadurch erfolgt, daß die Reihenschlußwicklung [SER) mit umgekehrter Polung mit dem Anker verbunden ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ausfall der Speisestromquelle eine Bremsung dadurch erfolgt, daß die Reihenschlußwicklung (SER) mit umgekehrter Polung mit dem Anker verbunden ist, wobei aber zuerst für eine kurze Zeitspanne ein Widerstand (R-4) in Serie mit der Reihenschlußwicklung (SER) geschaltet ist.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Widerstand (R-4) ein von einem Zeitelement (DB) betätigbarer Kontakt (DB) vorgesehen ist, welcher bei einem Ausfall der Speisestromquelle den Widerstand (R-4) mit einer Zeitverzögerung kurzschließt.

4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß eine Übergeschwindigkeitsabf ühlvorrichtung (RXl, R-3, SCR-7) vorgesehen ist, welche die zusätzliche Nebensch!iißwicklung(5WK) beim Auftreten einer Übergeschwindigkeit zur Bremsung wirksam macht.

5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergeschwindigkeitsabfühlvorrichtung einen Spannungsteiler (R-S) aufweist, der parallel zum Anker (A) geschaltet ist und daß spannungsempfindliche Mittel (N-I, Rx-I) an die Mittelanzapfung des Spannungsteilers (R-S) angeschlossen sind, auf einen vorbestimmten Spannungswert am Anker (A) anzusprechen, und daß eine Torschaltung (SCR-T) vorgesehen ist, die von den spannungsempfindlichen Mitteln betätigbar ist, um den Bremswiderstand (R-I, R-2) mit dem Anker (A) zu verbinden, wenn die Geschwindigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet.

6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindlichen Mittel eine Neonlampe (N-\) umfassen, die bei einem bestimmten Potential, das einer Übergeschwindigkeit entspricht, angeschaltet wird.

7. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindlichen Mittel eine Strahlungsenergiequelle (/V-I) aufweisen, die bei einem bestimmten Potential, das einer Übergeschwindigkeit entspricht, angeschaltet wird, sowie einen Fotowiderstand (RX-I), der in Wirkverbindung mit der Strahlungsencrgiequelle (Λ/-1) steht, wobei der elektrische Widerstand des Fotowiderstandes (RX-I) um einen erheblichen Betrag abfällt, wenn die Strahlungsenergiequelle (N-I) erregt wird, um den Bremswiderstand (R-I, R-2) anzuschließen.

8. Antriebsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergiequelle eine Neonlampe (N-I) enthält.