DE2109202A1

DE2109202A1 - Steuerschaltung zum Schließen und Unterbrechen eines Arbeitsstromkreises

Info

Publication number: DE2109202A1
Application number: DE19712109202
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: TRUNZ TH
Current assignee: TRUNZ TH
Priority date: 1971-02-26
Filing date: 1971-02-26
Publication date: 1972-09-07

Description

STEUERSCHALTUNG ZUM SOHLIESSEN UND UNFER-BECHEN EINES Ä33EITSSTRONKREISES Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zum Schließen und Unterbrechen eines Arbeitastromkreises in Abhängigkeit eines Eingangssignals und zum Unterbrechen dieses Stromkreises bei Fehlern in der Steuerschaltung, wobei im Arbeitsstromkreis die Emitter-Kollektor-Strecke eines ersten Steuertransistors angeordnet ist, an dessen Basis bei Anwesenheit des Eingangssignals ein die Emitter-Kollektor-Strecke öffnendes Potential liegt.
Derartige Steuerschaltungen werden in erster Linie bei Werkzeugmaschinen benötigt. Bei einer Presse besteht beispielsweise die Forderung, daß der Pressenstößel in seiner Abwärtsbewegung sofort stillgesetzt wird, wenn in den Bereich des Pressenwerkzeugs gegriffen wird. Hierzu dient in bekannter Weise eine Lichtschranke, die ständig ein Signal abgibt, wenn der Strahlengang nicht unterbrochen ist. Das Signal fällt aus, sobald in den Strahlengang eingegriffen wird. Bei Anwesenheit eines Signals ist in bekannter Weise der Arbeitsstromkreis zu Magnetventilen geschlossen, die die Stößelbewegung steuern. Bei Abwesenheit des Lichtschrankensignals wird dieser Arbeitsstromkreis unterbrochen, so daß über die Magnetventile der Stößel stillgesetzt wird. Es besteht hierbei die Aufgabe, daß die Unterbrechung des Arbeitsstromkreises eu den Magnetventilen auch dann erfolgt, wenn ein Fehler in der Steuerschaltung auftritt, die ein Öffnen und Schließen des Arbeitsstromkreises bewirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steuerschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am Arbeitsstroinkreis der Anschluß eines Relais liegt, das bei einem Kurzschluß im ersten Steuertransistor und bei Abwesenheit des Eingangssignals bestromt wird und hierdurch mit einem seiner Kontakte den Arbeitsstromkreis unterbricht.
Bei einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung wird die Basis des ersten Steuertransistors von der Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten Steuertransistors angesteuert, wobei diese Strecke bei Abwesenheit des Eingangssignals geöffnet ist. Daß Relais ist hierbei zwischen der Smitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors und der Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors geschaltet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Relais einerseits in einen Zweig des Emitter-Kollektor-Kreises des ersten Transistors geschaltet, andererseits wird es von einem mit dem Eingangssignal gleichzeitig auftretenden Signal beaufschlagt, wobei beim Schließen der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors und dem gleichzeitigen Auftreten dieses Signals der im Arbeitsstromkreis liegende Relaiskontakt geschlossen gehalten wird. Dieser Relaiskontakt wird geöffnet, wenn die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors geschlossen ist und das Signal nicht vorhanden ist, das gleichzeitig mit dem Eingangssignal auftritt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, die Fig. 2 eine Schaltungsvariante zur Schaltung nach Fig. 1, die Fig. 3 eine weitere, bevorzugte Ausführungsform.
Bei der Schaltung nach Fig. 1 tritt das Signal v auf, wenn in die Lichtschranke nicht eingegriffen wird. Dieses positive Signal gelangt über den Widerstand R1 an die Basis des Transistors T3, wodurch dieser leitend wird.
Am Kollektor des Transistors T3 liegt somit ein negatives Potential, das über den Widerstand R4 auch an der Basis des Transistors T2 liegt. Hierdurch wird der Transistor T2 gesperrt. Diese Sperrung bewirkt, daß an der Basis des Transistors 1 über den Widerstand R6 ein positives Potential zu liegen kommt, das diesen Transistor t offezihält. Da das Relais R1 stromlos ist, bleibt der Kontakt kl geschlossen. Infolge des geöffneten Transistors Ti und des geschlossenen Kontaktes k1 ist eine Stronwersorgung der Magnetventile gewährleistet, die an den Anschluß 2 angeschlossen sind.
Ist am Eingang 1 kein Eingangssignal v vorhanden, wird der Transistor T3 geschlossen, da seine Basis über den Widerstand R2 an negativem Potential liegt. Bei geschlossenem Transistor T3 liegt an der Basis des Transistors T2 über die Widerstände R3, R4 und R5 ein positives Potential, so daß dieser Transistor T2 leitend wird. Da hierdurch sein Kollektor negativ wird, kommt ffber den Widerstand R7 an die Basis des Transistors 1 ein negatives Potential, was ein Schließen des Transistors T1 bewirkt. Hierdurch ist der Stromkreis zu den am Anschluß 2 liegenden Verbrauchern, d.h. den Magnetventilen, unterbrochen. Die Pressenbewegung wird auf diese Weise stillgesetzt.
Bs besteht nun die Möglichkeit, daß der am meisten belastete Transistor T1 ausfällt. Bei einer Unterbrechung der Arbeitsstrecke dieses Transistors kann in gewünschter Weise über die Klemme 2 kein Strom fließen. Herrscht jedoch in der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 1 ein Kurzschluß, liegt an der einen Klemme des Relais ein positives Potential. Wird nun in den Strahl der Lichtschranke eingegriffen, so bewirkt das Fehlen des Eingangssignals v ein Öffnen des Transistors 2 so daß nunmehr das Relais R1 bestromt wird. Der Strom fließt hierbei von der positiven Speiseleitung über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Ti durch das Relais und über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T2 zur negativen Speiseleitung. Bei einem Bestromen des Relais R1 öffnet der Kontakt k1, so daß die Stromversorgung der Magnetventile unterbrochen wird.
Gleichzeitig schließt der Kontakt k2, der als Haltekontakt geschaltet ist, so daß auch bei einem Schließen des Transistors T2 das Relais bestromt bleibt.
Ist ein Kurzschluß in der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T2 vorhanden, wird der Transistor T1 gesperrt, also die erwünschte Wirkung ersielt. Ist eine Unterbrechung am Transistor X3 vorhanden, wird der Transistor T1 ebenfalls gesperrt.
Die Funktionasicherheit wäre also lediglich nicht gewährleistet, wenn ein Kurzschluß in-der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T3 vorhanden wäre oder die E»itter-Eollektor-Strecke des Transistors unterbrochen wäre. Um diese Gefahr auszuschalten, ist ein zweiter Signalpfad vorgesehen, der identisch aufgebaut ist wie derjenige in Fig. 1, aus je einem weiteren Transistor T2 und T3 besteht und zwischen dem Eingang 1 und dem Transistor 1 liegt.
Eine Schaltungsvariante der Schaltung nach Fig. 1 zeigt die Sig. 2. Hier iet eine Leitung zwischen der Sicherung Si und der negativen Speiseleitung geschaltet, die normalerweise unterbrochen ist. Zieht das Relais R1 an, wird hierdurch der Kontakt k1 geöffnet und der Kontakt k3 in der Leitung zur Sicherunggesohlossen.
Dies bewirkt ein sofortiges Durchbrennen dieser Sicherung, so daß der Arbeitsstromkreis unterbrochen bleibt.
Der Vorteil der Schaltung nach Fig. 1 ist darin zu sehen, daß das Relais R1 nur dann bestromt wird, wenn der Transistor T1 einen Kurzschluß aufweist.
Die Schaltung nach Fig. 3, bei der nur der Teil der Schaltung dargestellt ist, der sich von derjenigen nach Fig. 1 unterscheidet, ist eine völlige Punktionssicherheit gegeben. Das Relais R1 weist zwei Wicklungen auf, von denen eine zwischen dem Emitter des Transistors T1 und der negativen Speiseleitung geschaltet ist. Die zweite Wicklung des Relais R1 wird von einem Signal V beaufschlagt, wenn auch der Transistor 23 von einem Signal v beaufschlagt wird. Beide Signale v und V werden vom Impulsiibertrager des Lichtgitters abgegriffen. Das Relais ist so ausgelegt, daß wenn beide Wicklungen w1 und w2 bestromt sind, der Kontakt kl geschlossen bleibt.
Gleiches gilt auch, wenn nur die Wicklung w2 bestromt ist. Der Kontakt k1 öffnet dagegen, '2 wenn die Wicklung w1 bestromt ist, dagegen die Wicklung w2 nicht. Die Wicklungen w1 und w2 sind daher in einer Differenz schaltung geschaltet, wobei das Relais dann anspricht, wenn allein die Wicklung w1 bestromt ist. Das an dieser Wicklung anliegende Potential sollte daher gleich oder größer sein als das an der Wicklung w2 anliegende Potential. Im kontreten Ausftthrungsbeispiel liegt über der Wiclirur;g w1 eine Spannung von 24 Volt und ueber der Wicklung w2 eine Spannung von 12 Volt.
Der Arbeitsstromkreis zum an der Klemme 2 liegenden Verbraucher wird in folgenden Fällen unterbrochen: Bei Wegfall des Eingangssignals v wird in der vorbeschriebenen Weise der Transistor Ti gesperrt. Herrscht ein Kurzschluß in der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1, fließt über die Wicklung wl ein Strom.
Wird nun in die Lichtschranke eingegriffen, verschwindet das Signal V, wodurch das Relais anzieht und den Kohtakt k1 öffnet. Herrscht ein Kurzschluß in der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 2 sperrt der Transistor 1. Herrscht ein Kurzschluß an der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors v3, öffnet der Transistor T1, so daß bei einem Eingriff in die Lichtschranke und bei Wegfall des Signals V das Relais anzieht.
Bei einer Unterbrechung der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1 ist der Arbeitsstromkreis automatisch unterbrochen. Liegt eine Unterbrechung beim Transistor T2 vor, öffnet der Transistor T1, so daß bei Eingriff in die Lichtschranke und Wegfall des Signals V das Relais anzieht. Liegt eine Unterbrechung beim Transistor T3 vor, bleibt der Transistor T1 automatisch gesperrt.
Liegt ein Fehler in der Signalübermittlung des Signals V vor, wird das Relais ebenfalls erregt, sobald das Signal v infolge Eingriffs in die Lichtschranke den Transistor T1 öffnet.
Es ist selbstverständlich, daß die gleichen Wirkungen erreicht werden, wenn anstelle eines mechanischen Relais ein elektronisches Relais verwendG wird. Das beschriebene mechanische Relais ißt Jedoch infolge seiner Funktionssicherheit vorzuziehen.
Auch bei der Schaltung nach Fig. 3 ergibt sich der Vorteil, daß das Relais nur dann betätigt wird, wenn ein Fehler in der Steuerschaltung vorliegt.

Claims

PatentansprEche

Steuerschaltung zum Schließen und Unterbrechen eines Arbeitsstromkreises in Abhängigkeit eines Eingangssignals und zum Unterbrechen dieses Stromkreises bei Fehlern in der Steuerschaltung, wobei im Arbeitsstromkreis die Emitter-Kollektor-Strecke eines ersten Steuertransistors angeordnet ist, an dessen Basis bei Anwesenheit des Bingangssignals ein die Emitter-Kollektor-Strecke öffnendes Potential liegt, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Arbeitsstromkreis der Anschluß eines Relais liegt, das bei einem Kurzschluß im ersten Steuertransistor und bei Abwesenheit des Eingangssignals bestromt wird und hierdurch mit einem seiner Kontakte den Arbeitsstromkreis unterbricht.
2. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Basis des ersten Steuertransistors von der Emitter-Kollektor-Streoke eines zweiten Steuertransistors angesteuert wird, wobei diese Strecke bei Abwesenheit des Eingangseignais geöffnet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Basis des zweiten Steuertransistors von der Rmitter-Kollektor-Strecke eines dritten Steuertransistors angesteuert wird, wobei diese Strecke bei Anwesenheit des Eingangssignale9 geöffnet ist.
4. Schaltung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 ¢ h n e t , daß das Relais zwischen der Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors und der Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors geschaltet ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Relais mit seinem einen Anschluß am Emitter des einen Transistors und mit seinem anderen Anschluß am Kollektor des anderen Transistors lieg;t und der erste und zweite Transistor gleichartige ransistoren sind.
6. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e t c h n e t , daß das Relais mit seinen beiden Anschlüssen an den Kollektoren des ersten und zweiten Transistors liegt, und diese Transistoren komplementäre Transistoren sind.
7. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i o h n e t , daß das Relais mit seinen beiden Anschlussen an den Emittern des ersten und zweiten Translitorß liegt und diese Transistoren komplementäre Transistoren sind.
8. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r ¢ h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Relais einen Haltekontakt aufweist, der parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors liegt und bei bestromtem Relais schließt.
9. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Relais einen bei bestromtem Relais schließenden Kontakt aufweist und im Arbeitsstromkreis eine Sicherung geschaltet ist, wobei bei Kontakt schluß in dem die Sicherung angeordneten Zweig des Arbeitsstromkreises ein Kurzschluß entsteht.
10. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n et , daß das Relais einerseits in einem Zweig des Smitter-Kollektor-Ereises des ersten Transistors geschaltet ist, andererseits von einem mit dem Eingangssignal gleichzeitig auftretenden Signal beaufschlagt wird, wobei bei Schließen der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors und gleichzeitigem Auftreten dieses Signals der im Arbeitsstromkreis liegende Relaiskontakt geschlossen gehalten wird.
11. Schaltung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei Schließen der Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors und Abwesenheit des mit dem Eingangssignal gleichzeitig auftretenden Signals der im Arbeitsstromkreis liegende Relaiskontakt öffnet.
12. Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Relais zwei in Differensachaltung geschaltete Wicklungen aufweist.
13. Schaltung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß an der in einem Zweig des Xmitter-Eollektor-Ereises des ersten Transistors liegenden Wicklung eine gleiche oder höhere Spannung liegt als an der vom mit dem Elngangsßsgnal gleichzeitig auftretenden Signal beaufschlagten Wicklung.
14. Schaltung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e -k e h n z e i c h n e t , daß das Relais bei Öffnen des im Arbeitsstromkreis liegenden Relaiskontakts ein weiterer Relaiskontakt schließt und im Arbeitsstromkreis eine Sicherung geschaltet ist, wobei bei Kontakt schluß des weiteren Kontaktes in dem die Sicherung angeordneten Zweig des Arbeitsstromkreises ein Kurzschluß entsteht.
15. Schaltung nach Anspruch 1, 4 und 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Anschluß des Relais am Arbeitsstromkreis zwischen dem ersten Transistor und den durch diesen Transistor geschalteten Verbrauchern liegt.
16. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Eingangssignal von einer Lichtschranke erzeugt wird.
17. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß im Arbeitsstromkreis die Steuerelemente einer Werkzeugmaschine liegen.
18. Schaltung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerelemente die Magnetventile zur Steuerung des Pressenstößels einer Hydraulikpresse sind.
19. Schaltung nach Anspruch 2, 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite und dritte Steuertransistor je doppelt vorhanden sind und die jeweiligen Transistoren in getrennten Signal strecken angeordnet sind.

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