DE2060641C3 - Antriebsanordnung für ein in einer vorbestimmten Lage stillzusetzendes Organ - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung finem in einer bestimmten lage stfllznsetzeadies Organ

»S mit einem Gleichstrommotor mit ReihenschlnBwickhuig, dessen Anker zur Abbremsung bis in die Nähe des Stillstandes mit einem Bremswiderstand verbunden ist und hei dem anschließend bis zum Stillstand eine zweite Bremsung erfolgt.

a» Die grundsätzliche Möglichkeit der Widerstandsoder Kvj7schlußbremsung 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 hinge-

»5 wiesen, daß, wenn eine Generatorwirkung bei gleichbleibender Drehrichtung eintreten soll, bei Hauptschlußmotoren die Erregerwicklung umgepolt werden muß, bei Nebenschlußmaschinen aber nicht.

Bei einer bekannten Antriebsanordnung der ein-

gangs 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 Tourenzahl weitergedreht wird und schließlich durch eine die Lage des stillzusetzenden Organs überwachende Schaltvorrichtung der zweite Kurzschluß bewirkt wird (schweizerische Patentschrift 449 750).

Diese Anordnung eignet sich i.icht gut fur Anwendungszwecke, für welche einerseits der Wunsch nach einer raschen Positionierungeines Organs besteht und andererseits ein relativ sanftes, ruckfreies Abbremsen erwünscht ist. wie / 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 Schranke* gelagerten Gegenstände in Unordnung gebracht, beschädigt oder gar aus den Trägern geworfen. Umgekehrt ist jedoch /ur genauen Positionierung eines 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 583 993 ist eine Einrichtung zum dynamischen Bremsen eines Motors mit ständig erregter Nebenschlußwicklung beschrieben, die einen Schalter aufweist, um den Strom zum Anker

sawie

απ* die Ver-

$pvj$tß Schalter geöffnet wujdfr Ein Gleichrichter

dieser rasch Wim £tillst_and gerächt wM. Es findet somit auch hier ein einziges, ruckartiges Bremsen Statt, wie dies für einen mechanisierten Aktenschrank mit rasch umlaufenden Trägern aus den zuvor genannten Gründen unzulässig ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, «ine 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 oderTrägers 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 allein wirksame, zusätzliche Nebenschlußwicklung vorgesehen ist, während die Bremsung bis zum 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 eingaiys angegebenen Buch »Elektrische Maschinen« bekannt.

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

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

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungstx-ispiels näher beschrieben. Es zeigt

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

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

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

Fig. 4 eine schematischc Darstellung der Kommutator- und Bürstenanordnung,

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

Fig. 6 eine detaniierte schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung und

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

FIg, J ist ein mechanbierter Aktenschrank 10 dargestellt, bei weichem die Vorliegende Erfindung verwendet werden karirt. ©gf Aktenschrank tOist kastenförmjg und besitztizweiSeitenwände 11, von denen jedoch nur eine sichtbar ist, einen Oberteil W, eine Rückwand 13 fFigt 2) und eine Vorderwand, die durch rechteckige Platten 14, IS, 16 und lTgebildet

' wird. Diese sind um die Zugangsöffnung angeoränet, in welcher eine Anzahl von Trägern 18 zugänglich sind. Ein Arbeitstisch 20-erstreckt sich von der Unterkante der Zugangsöffnüng nach außen, um einen bequemen Arbeitsplatz für eine dort befindliche Bedienungsperson zuschaffen.
We am besten aus der Seitenansicht von Fig. 2

*5 ersichtlich, enthält die Fördereinrichtung zwölf Träger 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

^a5 besser zu identifizieren, werden die weiteren Bezeichnungen C-I bis C-12 verwendet.

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 Aktenschrank lediglich als Anwendungsbeispiel genannt wurden, erübrigt sich eine Beschreibung derselben in Einzelheiten.
Die F i g. 3 und 4 zeigen in schematicher 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 konzenfrischen 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 dutch Verbindungsdrähte

37 und 38 verbunden sind. Die Verbindungs.drähte 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

SS 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 vorgesehen werden, um in Kontakt mit den Segmenten 31, 32,33 und 34 zu gelangen, wie dies durch die Bürsten 45 und 45a in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Umlauf der Fördereinrichtung entspricht somit einer Umdrehung

der Grundplatte 2iS in bezug auf dien stationären Bürstenhalter 44. Zu diesem Zwecke wird eine geeignete Untersetzungseinrichtung, ζ. B. ein Zahnradgetriebe oder ein Kettengetriebe verwendet, um den Antriebs-

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

Für die Eingabebefehle der Bedienungsperson ist eine ,Tastatur vorgesehen. Fi g. 5 zeigt diese in vereinfachter Form mit den Tastschßltern 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 An zahl 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 Trägen» bestimmt, so daß dieser auf dem kürzesten Weg zur Zu gangsöffnung geführt wird. Wenn? B. der Träger C-2 (Fig. 2) gewählt wird, so läuft die Fordereinrichtung im Gegenuhrzeigersinn um, so daß der Träger C-I 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 Arbeitstuch 20 befördert. Eine Einrichtung zur Auswahl des kürzesten Weges ist bei Aktenschränken der beschriebenen Art bereits gebräuchlich.

F i g. 5 zeigt die kommutatorringe in schematischet Darstellung, um klar die Beziehung dieser Kommuta torringe zur Tastatur und den anderen Schaltelementen darzustellen. Die Steuereinrichtung ist in weiteren Einzelheiten in Fig. 6 dargestellt, in welcher ein Schema den Motor und die anderen elektronischen Schalt- und Wtderstandselemente in einer neuen Anordnung zeigt. Fig. 7 zeigt ein BkxAdiagramm mit den Beziehungen der verschiedenen Blöcke der Steuerungseinrichtung. Eine Tastatur 48 ist mit dem Kommutator 50 verbunden, um diesem Eingangssignale zuzuführen. Der Kommutator 50 übermittelt die Eingangssignal über einen Verstärker 51 zu den Steuerrelais 52, welche die Antriebssteuerschaltung S3 des Antriebsmotors 54 steuern. Der Umlauf der Fördereinrichtung 55 wird durch den Kommutator 50 abgefühlt, um ein Rückkopplungssignal zu liefern, das dessen tatsächliche Lage anzeigt. Die Tastatur 48enthält die Tastschalter 46 und 47 (Fig. 5) für die Auf-Typischc Abmessungen der verschiedenen Schaltelemente von F i g. 6 sind in der nachfolgenden Tabelle angeführt und entsprechen den tatsächlichen Werten der für eine Ausführungsform vorliegenden Erfindung bcnüt7lcn Schaltelemente.

Schaltelement:	Größe.·
/M. R-I	50 Ohm
R-*	K)(HI Ohm
R-4	4 Ohm
K 5	SnnfcOhm
ff-6	4.S kOlim
W 7. RH	500 kOhm (\.in.ilxl)
R V	V* M >hm
Ii-10	15 kOhm
R-Il R 12	MMl Ohm
R 13	47 M Mim
«14 R 15	KMUl Olim
R 16. K-17	KMI Ohm
( 1(2	3(Kl Mikiotaiail
( 3	0.22 Mikrofarad
C-ft	0.1 Mikrolaiad

vi iris (I PJ und
Kommutator 50f
28 und»30, viwio die ;
/iisammcn miLdcn^

i; die, vorher, ι

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ung Der _„.jge26,27, J2> 33 und 34 [fasten und ande-" ^% die Fig. 3, 4 _ _ Sl enthält gv 5J unddazudie in ihrer

sind,

„ ί? und DN Die äätfcinFig.6dar-Wie bereits vorher bemerkt wurde, ist der Bürstenhalter 44 (1 ig. 4) feststehend, während die Kommulatornngc und Segmente als eine Einheit in bezug auf die feststehenden Bürsten drehbar sind.

Es ist bereits früher bemerkt worden, daß in Fig. 5 nur zwei Tastschalter 46 and 47 und zwei Bürsten 45 und 45e für die Träger dargestellt sind, während -

dem in Wirklichkeit die Zahl der Tastschalter und die Zahl der dazugehörigen Borsten der Anzahl der HaI-testcllungcn 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 Abwärtsbewegung auslösen. Infolgedessen genügen die Tastschalter 46,47. um die zwei möglichen Funktionen unabhängig von der Anzahl der Haltestellungen darzustellen. Wenn der Aufwartstastschalter 46 gedruckt 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 Abwartstastschalter 47 gedruckt wird, wird ebenfalls ein Stromkreis über die Bürste 45 und das Segment 33 geschlossen, um die Kommutatorringe im Gegenuhrzeigersinn zu bewegen, bis der Stromkreis mrterbrochcn wird.

Die Kommutatorringe 26, 27, 28 und 30 und die Segmente 31_;^2;33iund^4 sind ÜbSRili^Bursten

St der Sezugsza!

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•dcatverschiedenenjRelais der Steueweidenin.JJet|luöte^lung gezeigt Bczagszci-

-1, UP-2, angeschlossen. 'Die
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Kontakte DN-2 oder UP-I angeschlossen. Die KoI-lcktorelektroden der Transistoren T-S und T-I sind auch an die positive Klemme 57 über die Dioden D-17 bzw. D-16, die Relaisspule ΛΙΛΥ und die Diode D-19 angeschlossen. Schließlich ist die positive Klemme 57 entweder über die Kontakte UP-I oder DN-2 und die Kontakte SLO-A mit der Basis der Transistoren /-7, bzw. T-S über die Dioden D-22 bzw. D-29 und die Widerstände R-19 bzw. R-21 verbunden.

Wie Fig. 6zeigt,sind die Klemmen 58 und 60 an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Der Wechselstrom wird gleichgerichtet und der so erzielte Gleichstrom wird benützt für den Motoranker A sowie für den Serien- und Nebenschluß-Teil SER, bzw. SHV der Feldwicklung. Der Nebenschluß-Teil SHV wird ständig erregt, um die dynamische Bremsung zu erzielen, die von der vorliegenden Einrichtung unter normalen Arbeitsverhältnissen benützt wird. Der Motoranker A ist über eine Diodenbrücke mit den Dioden D-4, D-5, D-6 und D-7 angeschlossen. Der *> Motoranker A ist ferner über eine Brücke angeschlossen, welche die gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-3, SCR-4, SCR-5 und SCR-6 enthält. Die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR-3 ist an eine Seite des Motorankers A über »5 den Widerwtand R-17 und die Kontakte DN-A angeschlossen, währenddem die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR-5 an die andere Seite des Motorankers über den Widerstand R-16 und die Kontakt j UP-A angeschlossen ist. Die Steuerelek- 3<> troden der gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-4 und SCR-6 sind an eine Verbindung zwischen ihren Anoden über den Widerstand R-IA und die Kontakte D/V-3, bzw. den Widerstand R-15 und die Kontakte l/P-3 angeschlossen.

Ein Spannungsteiler R-5 mit einer Mittelanzapfung und einem Widerstand ist ebenfalls an die Klemmen des Ankers A angeschlossen. Mit der Mittelanzapfung des Spannungsteilers R-5 ist ein Seriennetzwerk mit dem Widerstand R-13 und dem Kondensator C-8 4<> verbunden. An der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand R-13 und dem Kondensator C-8 ist eine Neonlampe N-I angeschaltet, welche mit ihrem anderen Anschluß mit dem Spannungsteiler sowie dem anderen Anschluß des Kondensators C-8 verbunden ist. Die Neonlampe N-I steht in Wirkverbindung mit dem Fotowiderstand RX-I. Diese Kombination von Elementen wird gewöhnlich als Fotomodul bezeichnet. Die beiden Elemente sind zusammen in Wirkverbindung in einer Subsanz eingebettet Diese Wirkverbin- so dung besteht, wenn die Neonlampe N-I Strahlungsenergie auf den Fotowiderstand, RAT-I auffallen IaOt.

Die Wechselspannung wird auch andie Brücke angelegt, welche die Dioden D-I vmaj)-2 und die ge- «teuerten, Siliziumgleichrichter SCR-I und SCR-2 enthält pie Steuerelektroden der gesteuerten Siltztumgleichrichter SCR-lund SCR-25ind über den Widerstand R-J&unddie Diode D-15 bzw. den Wider-EtandR-llT|nddieJ3iodei)|rl4andiePhasenwinkelsteuerung, 61 angeschlossen. Diese steuert den &> * Ehasenwinkeijibeitwelchemdie Steuerelektroden der gesteuerten Süiziunigleichiichter SCR-I und SCR-2 hattSteueiimpulsenveraojgtwerden, Die Phasenwin-Igelsteuerang 61 arbeitet in Sblicher Weise und wird sjpäterin mehr Einzelheiten bei äer Beschreibung der Arbeitsweise beschrieben werden.

Der Fotowiderstand RJIf-I ist in Serie mit dem Widerstand R-3 geschaltet, der an die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR-7 angeschlossen ist. Der gesteuerte Siliziumgleichrichter SCR-7 ist an die Last widerstände 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-4 oder die Kontakte DB verbunden.

Um die Beschreibung der Grundstruktur der Schaltung von Fig. 6 zu beenden, ist noch zu bemerken, daß die Relaisspule STR über die Kontakte SLO-3 mit dem Anker A über eine Brücke mit den Dioden D-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 DlO 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-I nebengeschlossen.

Die genaue Arbeitsweise der Schaltungen von Fig. 5 und 6 wird nun näher beschrieben. Es werden drei verschiedene Betriebsarten beschrieben, nämlich der Normalbetrieb, 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. S) 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 Τ-Ί wird dieser durchschaltet und verursacht einen Strom durch den Emitter und den Kollektor von der positiven Klemme 57 über die Kontakte DiV-I, 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. 6 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.ldea gesteuerten Suiziumgleichrichtern SC.Rr2jundJSC|t?:l^e, Erregung, des Motorankers und der FeldwicUung in folgender Weise. Die gesteuerten Sihaumgieichnchter SCR-i und SCR-2 werden in^bereinstimmungmitder Phasenwinkelsteüeruhg ^¹' <&&*^-2" --^' ^- * - ~ Kontakte schließe
R-7 bestimmt den
St/S einseitig vofj
Diode 14, den Wi
den Widerstand
gesteuerten SilizJunfieichricntcf'SCK-l unOCR-i zu steuern. Auf dieseT^eisewd ein Stromkrets zwischen den Ansctflüßp* unkten J-I und J-2 üb&r den gesteuerten Siliciumgleichrichter ^CR^,.den Anker A, den gcstcuerten'Silizjumgleicnrichter SCR-3

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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 Anker-Gegen- EtitK 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 SFR-I und STR-2 geschlossen. Das Schließen der Kontakte STR-I überbrückt den veränderbaren Widerstand R-Ί, und ändert daher den Phasenwinkel des Impulses vom einseitigen Schalter SUS, um so den Motor auf Voile Geschwindigkeit zu bringen. Das Schließen der Kontakte 5777-2 verursacht die Erregung des Relais DB Daher öffnen die Kontakte DB, welche im Nebenschluß zum Widerstand R-4 geschaltet sind.

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

Es wird nun wieder Fig. S betrachtet. Unter normalen Arbeitsbedingungen, wenn der Motor seine Arbeitsgeschwindigkeit erreicht hat, ist der Transistor Τ-Ί blockiert infolge der Vorspannung an der Basis über die Kontakte SLO-A (normalerweise geschlossen) und die Kontakte UP-X, 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 verbun den ist Der Ring 28 ist seinerseits über die Bürste 42 mit der Basis des Transistors Γ-6 über die Diode D-25 und den Widerstand R-20 verbunden. Dadurch wird die Basis des Transistors Tt* vorgespannt Infolgedessen wird der Transistor 7 -6 eingeschaltet, und zwar über einen Stromkreis, der über die Diode 0-20, den Widerstand R-18 und das Relais SLO fuhrt. Was die übrigen Teile von Fig. 6 anbetrifft, so besteht die ein/ige Änderung, die während der vorliegenden Operation stattfindet, darin, daß der Transistor Τ-Ί sich nicht mehr in blockiertem Zustand befindet, weil die normalerweise geschlossenen Kontakte SLO-A öffneten. Es soll nun wieder die Schaltung von F i g. 6 betrachtet werden. Die Kontakte SLO-I öffnen zusammen mit den Kontakten SLO-3. Die Kontakte Sl.O-2 werden geschlossen und die Kontakte 5777-1

folge des Abfallens des Relais STR.'das durch das öffnen 'ck-r 'normalerweise.geschlossenen Kontakte

SLO-3 vcrursadrt'wird' .

* Unter* diesen -Umstanden, wo sich die Bürste 45 111 Kontakt *im\ dem Segment 31 befindet, wird der Motoir abgebremst, denn* die Ändcrung^dcr Phasen Winlcä-ϊϊα^φνgesteuerten Sdfeitimgieichnchtern SCRli£uußäCß'&lrtg die^ej&snSp-hase ein.

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il-

50

SS

6o

kurzgeschlossen Und SCR-I und SCR-6sind gesperrt)

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

An diester 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 die Geschwindigkeit des Ankers/t herabgesetzt wurde, treibt also der Motor die Einrichtung verlangsamt, bis die relative Lage der Bürste 45 die Haltestellung erreicht, in welchem Zeitpunkt die Relais UP. AUX und SLOabfallen. Die Kondensatoren C-4 und C-5 (Fig. 5) arbeiten als Energiespeicher und infolgedessen fällt das Relais AUX schneller ab als die Relais SLO und UP. Die Werte der Kondensatoren C-4 und C-5 steuern die Entladezetten und infolgedessen fällt das Relais UP nach dem Relais AUX ah, worauf das Relais SLO folgt.

In der Schaltung von Fig. 6 werden die Kontakte AlIX zuerst geöffnet, wenn die Halte&tcllung erreich« wird. Infolgedessen werden die gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-I und SCR-2 abgeschaltet und keine Spannung wird mehr an den Anker A über die Anschlußpunkte J-X und J-2 angelegt. Hierauf fällt das Relais UP ab. welches infolgedessen die Kontakte UP-3 wieder öffnet und die Kontakte UP-A wieder schließt

In dieser zweiten Bremsphase ergeben sich entsprechend einem Kompoundmotor gemäß Fig. 6 für eine der Wechselstromhalbwellen folgende Stromiäufe:

a) Für die Ncbenschlußwicklung SHV: 60. D-10, SHV, J-2, 58

b) Für den Ankerkreis:

A, SCR-S. SER, J-2, DB, D-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 Träger wegen seiner Ruhelage einen Antrieb der Fördereinrichtung in Abwärtsrichtung verlangt, arbeitet die Steuereinrichtung in ähnlicher Weise, wobei jedoch die Relais UP und DJV 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, eier bei der vorher beschriebenen Aufwärtsbewegung Anwendung fand.

Ein weiteres wichtiges Merkmal 3er beschriebenen Steuerungseinrichtung bestellt darin; daßisie intder Lage ist, das gefährliche Durchdrehen /^vermeiden Bei der dargestellten Einheit entsteht normalerweise eine Gesehwtndiglceitserhohung bei Unglcichgewichtszuständen, bei we]chen*ein Kcladcncr Trager den oberen Teil der Förderejnnchturrg crrciüir und sich nach unten bewegt%nU dcrdiamclr&l gegenüberliegende Träger leer tst-tBci der'vorhcgcnden^Steüe^ rungseinrichtungwntl jedoch"an*icii.\Vidci5tand R-S die Ankerspamtung ungelegt, unä«lic erhotfte^pan-' ming, die vom UngteicligewichtsTustand dettasfe ~ töini, wird ebenffil^eoftiangilÄti Lin**" '" "TrÜTabörä

einer entsprechenden Arbeitskurve gewählt wird, zündet diese Neonlampe, wenn die Motorgeschwindigkeit einen bestimmten Betrag überschreitet. Infolgedessen sinkt der Widerstand des Fotowiderstandes RX-I rasch ab, so daß der gesteuerte Siliziumgleich- s richter SCR-Ί angeschaltet wird, denn der Anker A ist über die Diode D-6, den Widerstand R-3 und den nun leitenden Fotowiderstand RX-I an die Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters SCR-Ί angeschlossen. Jetzt wiederum wird der Lastwiderstand, "> bestehend aus den Widerständen R-I und ft-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 Zeitpunkt kann die <5 reduzierte Spannung, welche ständig am Spannungsteiler R-S abgefühlt wird, die Neonlampe /V-I abschalten, so daß der Fotowiderstand RX-I hochohmig wird und somit den gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-Ί schaltet, um den Stromkreis, der die dynami- "° sehe 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 as 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 J° zu 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 Anwendungsbeispiel ist es nicht nötig, zu unterstreichen, daß ein hastiges Abbremsen verhindert werden muß, ohne daß aber auf die Betätigung der Einheit mit hohen Geschwindigkeiten, um einen raschen Zugriff 7u erzielen, verzichtet wird.

Wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, so falle η die Kontakte STR-2 zusammen mit anderen Kontakten des Relais STR ab. Dadurch wird der direkte Stromkreis für die Erregung des Relais DB unterbrochen Der Kondensator C-I wird als Nebenschluß zum Relais DB verwendet und entlädt die aufgespeichcrte Energie. Er hält somit das Relais DB während einer kurzen Zeit angezogen, damit die Kontakte DB offen bleiben. Infolgedessen enthält der ursprüngliche Stromkreis für das dynamische Bremsen, welcher vorher fiir das normale Anhalten beschrieben wurde, nicht die Kontakte DB, sondern an Stelle derselben den Widerstand R-4. Somit führt bei Beginn eines schnellen Anhaltern; der Bremsstromkreis über den gesteuerten Siliziunngleichrichter SCR-S, die Serienwicklung SER, den Widerstand R-4 und die Diode D-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 Lastbcdingungen gibt.

Viele Vorteile der vorliegenden Steuereinrichtung sind ausführlich beschrieben worden. Es ist jedoch hervorzuheben, daß durch die beschriebene Steuerungseinrichtung eine ernstliche Beschädigung des Gleichstrommotors verhindert wird. Ferner verhindert due 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 Erfordernissen, daß die aufbewahrten Gegenstände nicht beschädigt werden sollen, Rechnung getragen wird. Ein wichtiger Aspekt des neuen dynamischen Bremssystems bei der vorliegenden Steuerungseinrichtung besteht darin, daß sie ohne Nebenschlußerregung arbeitet. Es 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 Stromunterbrechung erfolgt und die Fördereinrichtung sich infolge einer unausgeglichenen Last nach unten bewegt. Ohne Strom würde keine Erregung der Nebenschlußwicklung 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 (7)

2 Om®41 Patentansprüche:

1. Antriebsanordnung {Sr ein in einer vorbestimmten Lage sjjllzuseteendes Organ mit einem GMchstremTnotor mit RmhenstWußwicklung, dessen Anker zur Abbremsung bis in die Nähe des Stillstandes mit einem Bremswiderstand verbunden ist und bed 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 Nebenschlußwicldung (SHV) vorgesehen ist, während die Bremsung bis zum Stillstand des» Ankers dadurch erfolgt, daß die ReihenschluBwicklung (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 (StR) 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 I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Uhergeschwindigkeitsabfühlvorrichtung (RXl, R-3, SCR-I) vorgesehen ist, welche die zusätzliche Nebenschlußwicklung (SH V) beim Auftreten einer Übergeschwindigkeit zur Bremsung wirksam macht.

5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergeschwindigkc'tsabfuhlvorrichtung einen Spannungsteiler (R-S) aufweist, der parallel zum Anker (A) geschaltet ist und daß spannungsempfindliche Mittel (/V-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 7) vorgesehen ist, die von den spannungsempfindlichen Mitteln betätigbar ist, um den Bremswiderstand (R-I, R-I) mit dem Anker (A) zu verbinden, wenn die Geschwindigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet

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

7. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindlichen Mittel eine Strahlungscncrgiequelle (N-V) aufweisen, die bei einem bestimmten Potential, das einer Übergeschwindigkeit entspricht, angeschaltet wird, sowie einen Fotowiderstand (RA^l), der in Wirkverbindung mit der Strahlungsenergiequellc (M-I) steht, wobei der elektri-

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JL Antriebsanordnung nach Auspwft V, dadurch gekennzeichnet, daß djeStratilimgscnergiequcHc eine Neonlampe (AM) enthält.

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