DE2215203A1 - Relaisumschaltvorrichtung - Google Patents

Description

• Relaisumschaltvorrichtung.
• Die Erfindung betrifft eine Relaisumschaltvorrichtung, wie-sie bspw.
• b ei Unfallschutzvorrichtungen an Pressen oder anderen Maschinen verwendet werden. Solche Maschinen sind meist durch Lichtgitter oder Lichtvorhänge so abgesichert, daß beim Eingreifen in den Gefahrenraqm der Maschine der Arbeitsstromkreis unterbrochen und die Maschine stillgesetzt wird. Dabei sind zur Erzielung der hier notwendigen Sicherheit die Signalgeber, d.h. die Lichtschranke etc., diese so ausgebildet, daß Bauteil- oder Schaltungsdefekte die Maschine immer stillsetzen. Dasselbe gilt aber nicht immer für die als Schaltausgang verwendeten Relaisschaltungen, deren absolute Sicherheit aber ebenso erforderlich ist.
• So ist es bspw. bekannt, als Ausgang von Lichtschranken etc. zwei Relais zu verwenden, die gegensinnig arbeiten, d. h. wenn ein Relais abfällt, muß das andere anziehen. Dies ergibt aber keine absolute Sicherheit, da die Relaiskontakte bspw. kleben können.
• Es ist auch bekannt, die Kontakte zweier gegenphasig arbeitender Relais kreuzweise zu verbinden. Arbeitet eines der Relais nicht, so wird zusätzlich ein drittes Kontrollrelais erregt Auch hierbei kann durch Kleben der Umschaltkontakte oder Federbruch eine Fehlfunktion eintreten, außerdem wird ein eventueller Ausfall des Kontrollrelais nicht überwacht, so daß eine periodische Kontrolle sämtlicher Relais erforderlich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eigensichere Relais umschaltvorrichtung zu schaffen, bei der bei einer Fehlfunktion auch nur eines Umschaltkontakts die Maschine stillgesetzt wird.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 cjvkennzeichnete Maßnahme.
• Da bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ein synchrones Arbeiten der Relaiskontakte erforderlich ist und außerdem aus bekannten Gründen ein stromloser Betrieb der Relais vorteilhaft ist, kann nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Vorschalter vorgesehen sein, der den Schaltstromkreis unterbricht, bevor die Umschaltkontakte betätigt werden, und der den Schaltstromkreis erst nach erfolgter Betätigung der Relaiskontakte wieder schließt.
• Damit entfällt die Bedingung für ein genaues synchrones Umschalten der Kontakte.
• Der Vorschalter wird dabei am besten von einer Zeitstufe angesteuert, die ihrerseits vom Steuerbefehl des Signalgebers (Lichtschranke etc.) angesteuert wird. Die Umschaltrelais erhalten dabei ihr Steuersignal über eine zweite Zeitstufe, die den Steuerbefehl so lange verzögert, bis der Vorschalter auf jeden Fall geöffnet hat.
• Als Vorschalter kann ein Relais, ein elektronischer Schalter, z.B.
• ein Transistor, Triac oder ein Thyristor verwendet werden.
• Da die Öffnungs- und Schließzeiten von Relais meist unterschiedlich lang sind, kann die Schaltzeit der Zeitstufen für diese Vorgänge unterschiedlich lang gewählt werden.
• Bei manchen Signalgebern sind aus Sicherheitsgründen zwei Ausgänge für die Steuerbefehle vorgesehen, wobei eine Zuleitung beiden Ausgängen gemeinsam ist. Es ist dann zweckmäßig, den beiden Relais die Steuersignale aus diesen Ausgängen zuzuführen, während zur Ansteuerung der Zeitstufen die gemeinsame Leitung dient.
• Grundsätzlich ist es aber möglich, anstelle von zwei Relais mit je zwei Umschaltkontakten ein einziges Relais mit vier Umschaltkontakten zu verwenden.
• In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung unter Verwendung von zwei getrennten Relais, wobei ein synchrones Arbeiten der Relais vorausgesetzt wird.
• Fig. 2 zeigt eine Schaltung mit Vorschalter und zwei Zeitstufen, die ein absolut synchrones Umschalten der Kontakte nicht erforderlich machen.
• Fig. 3 ist eine Darstellung des Schaltablaufs der verschiedenen Signalkreise.
• In Fig. 1 sind 1 und 2 zwei Relais, die von einem Steuerstromkreis S mit den Zuleitungen 3 und 3'angesteuert werden. 4 und 4'sind die Phasen des Schaltstromkreises, die von den Kontakten 12 bis 15 bzw.
• 22 bis 25 der beiden Relais an den Ruhestromkreis R mit den Anschlüssen 5,5'oder an den Arbeitsstromkreis A mit den Anschlüssen 6,6 angelegt werden.
• Bei dem in Figur 1 dargestellten Schaltzustand sind die Relaiskontakte so verknüpft, daß der Arbeitsstromkreis A geschlossen ist. Der andere Schaltzustand der beiden Relais entspricht einem geschlossenen Ruhestromkreis R.
• Bei einer Fehlfunktion einer der Umschaltkontakte 11 , 11 tzw. 21,21 ' wird entweder die Schaltspannung kurzgeschlossen, oder es tritt keine Ausgangsspannung am Ruhestromkreis bzw Arbeitsstromkreis auf, so daß die Maschine auf jeden Fall stillgesetzt wird.
• Kurzschluß mit entsprechendem Ansprechen der Sicherung 7 tritt bspw dann auf, wenn der Umschaltkontakt 11 am Kontakt 12 klebt, während die anderen Umschaltkontakte umgeschaltet werden.
• Bei einem Kleben des Kontaktes 11 'am Kontakt 14 und einem Umschalten der anderen Kontakte würde dagegen keine Spannung an R oder A auftrelen. Das selbe gilt für eine Fehlfunktion der übrigen Kontakte.
• Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die in Ihrer Funktion der Ausführung gemäß Figur 1 entspricht. Bei dem Beispiel gemäß Figur 2 ist aber ein synchrones Arbeiten der Umschaltkontakte 11,11', 21,21 1nicht erforderlich, da ein Vorschalter 8 vorgesehen ist, der den Schaltstromkreis 4,4'unterbricht, bevor die Relais geschaltet werden.
• Zu diesem Zweck ist eine Zeitstufe 9 vorgesehen, die den Vorschalter 8 beim Auftreten eines Steuerbefehls am Steuereingang 3,3' solange öffnet, bis die Relaiskontakte umgeschaltet haben. Eine zweite Zeitstufe 10 sorgt dafür, daß der Schaltvorgang der Relaiskontakte verzögerbt wird, bis der Vorschalter 8 geöffnet hat.
• Die Funktion dieser Vorrichtung wird anhand der Figur 3 erläutert, die den zeitlichen Ablauf der Schaltzustände am Steuerstromkreis S, an der Zeitstufe 9 (T1), an der Zeitstufe 10 (T2), am Relais (Rel.) und am Arbeits- (A) bzw. Ruhestromkreis (R) wiedergibt.
• Beim Auftreten einer Potentialänderung am Steuerstromkreis S, was einem Steuersignal entspricht, wird der Vorschalter 8 durch die Zeitstufe T1 für eine Zeitdauer t.. geöffnet. Gleichzeitig wird die Stufe T angesteuert, die 0 2 nach einer bestimmten Verzögerungszeit, ö das Umschalten des bzw. der Relais 1 und 2 bcwirkt. Das Umschalten der Relaiskontakte (vgl. die Kurve Rel.) fällt also auf jeden Fall in die öffenzeit t.. des Vorschalters 8.
• Erst das Schließen des Vorschalters 8 bewirkt das Schließen des Arbeitsstromkreises A.
• Eine erneute Potentialänderung des Steuerst @mkreises S bewirkt wieder erst ein Öffnen des Vorschalters 8 für eine Zeitdauer ts und nach einer Verzögerungszei#s ein Umschalten des Re@@@. Nach Ablauf der Zeit ts wird der Ruhestromkreis R vieder geschlossen.
• Da die Umschaltzeiten der Relaiskontakte unterschiedlich lang sind, je nachdern ob das Relais anzieht oder abfällt, konnen die Zeitstufen 9 und 10 so ausgebildet werden, daß sie mit unterschiedlichen langen Schalt-bzw. Verzogerungszeiten tö, ts bzw. #ö, $s auf die unterschiedlichen Steuerbefehle des Steuerstromkreises S ansprechen.

Claims (14)

Ansprüche

1. Relais umschaltvorrichtung mit zur Erhöhung der Sicherheit verkbnüpften Relaiskontakten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in einer Phase des Schaltstromkreises (4,4') eine Sicherung (7) vorgesehen ist und daß die Phase (4, 4') des Schaltstromkreises mit je @@em Umschaltkontakte (11, 1) zweier Relais (1,2) verbunden sind, @vährend die heid@n anderen umschaltkontakte (11,21') untereinander ver bunden sind, und daß zwei Kontakte (12, 14) des einen Relais (1) mit je einem Ausgang (5,6') des Arbeits- und Fuhestromkreises (5,5'; 6,6') und gleichzeitig mit je zwei Kontakten (23, 24 bzw.

22, 25) des anderen Relais (2) verbunden sind, so daß bei Ausfall oder Fehlfunktun eines Relais (1,2) entweder die schaltspannung kurzgeschlossen wird und die Sicherung (7) anspricht oder an beider Ausjängen (5, 5'; 6,6') keine Schaltspannung auftritt.

2. Relaisumschaltvorrichtung 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 @@n Verschalter (8) im Schaltstromkreis (4,4') vorgesehen ist, der in Stromtoses Schalten der umschaltkontakte (11,11'; 21,21') e@@@licht.

3. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß eine Zeitstufe (9) vorgesehen ist, die vom Steuerstromkreis (3,3') angesteuert wird und die ihrerseits den Vorschalter (8) betätigt.

4. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zeitstufe (9) so ausgebildet ist, daß sie für unterschiedliche Steuerbefehte (Anziehen oder Abfallen der Relaiskontakte) unterschiedlich lange Offenzeiten (tö, ts) Für den Vorschalter (8) ergibt.

5. Relaisumschaltvorrichtung 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 als Vorschalter (8) ein Relais verwendet wird.

6 Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschalter (8) ein elektronischer Schalter verwendet wird.

7. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Vorschalter (8) ein Transistor verwendet wird.

8. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschalter (8) ein Feldeffekt-Transistor verwendet wird.

9. Relaisumschaltvorri ehtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschalter (8) ein Thyristor verwendet wird.

10. Relaisumschaltvorricltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschalter (B) ein Triac verwendet wird.

11. Relaisumschaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis (3,3 ') der Relais (1,2) eine zweite Zeitstufe (10) vorgesehen ist, die das Schalten der Relais so lange verzögert, bis der Vorschalter (8) geöffnet ist.

12. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitstufe (10) so ausgebildet ist, daß sie für unterschiedliche Steuerbefehle (Anziehen oder Abfallen der Relaiskontakte) unterschied- -lich lange Verzögerungszeiten ( , ) ergibt.

13. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relais (1,2) von getrennten Steuerstromkreisen (3' und 3") angesteuert werden.

14. Relaisumschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle von zwei Relais (1,2) mit je zwei Umschaltkontakten (11, 11', 21,21 /)ein einziges Relais mit vier Umschaltkontakten verwendet wird.