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Zweihand-Sicherheitsschaltung mit zwei Uastern für die Arbeitsbewegung
eines Geräts Die Erfindung betrifft eine Zweihand-Sicherheitsschaltung mit zwei
Tastern für die Arbeitsbewegung eines Gerätes, insbesondere den Arbeitshub einer
Presse. Es ist bekannt, die Bedienungsperson beispielsweise von Pressen dadurch
vor Randverletzungen zu schützen, daß die diesbezüglich gefährliche Arbeitsbewegung,
also in dem Beispiel der Arbeitshub der Presse, nur durch Betätigung von zwei Tastern
ausgelöst werden kann, die so angeordnet sind, daß die Bedienungsperson zu ihrer
Betätigung beide Hände benötigt.
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Man kann die Anordnung aber auch so ausbilden, daß bei Mehrmann-Bedienung
des Gerätes jede Bedienungsperson zwei Tasten zu betätigen hat.
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Eine nach diesem Prinzip arbeitende Zweihand-Sicherheitsschaltung
erfordert aber auch sßnahmen, die eine Sreig3-be der Arbeitsbewegucg des Gerades
dann unterbinden, wenn
im Rahmen der Sicherheitsschaltung Störungen
aufgetreten sind. Derartige Störungen können als Beschädigung von Kontakten, Unterbrechung
von Leitungen, Energieausfall oder Fremdfelder vorliegen, um nur ganz allgemein
die wichtigsten Fehlerquellen zu nennen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung
der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei der eine unerwünschte Freigabe der
Betätigung des Gerätes infolge Störungen in der Sicherheitsschaltung und eine Freigabe
des Gerätes bei Störungen in der Sicherheitsschaltung unterbunden sind. Die erfindungsgemäße
Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß einem Freigabe stromkreis
zur Erzeugung eines Freigabesignals für die Arbeitsbewegung mit ersten Kontakten
von zwei mit zwangsgeführten Kontakten bestückten Schaltmitteln ein Teststromkreis
zugeordnet ist, der zweite Kontakte der Schaltmittel in solcher Anordnung enthält,
daß er das Freigabe signal nur bei ordnungsgemäßem Zustand der Schaltung nach Beendigung
der vorhergehenden Arbeitsbewegung wirksam werden läßt, und daß die Schaltmittel
in Reihe mit jeweils einem der Taster in jeweils einem von zwei über einen Transformator
mit Anzapfung gespeisten Erregerstromkreisen liegen, von denen einer in Reihe mit
dem betreffenden Taster einen als Arbeitskontakt ausgebildeten dritten Kontakt des
in dem anderen Erregerstromkreis liegenden Schaltmittels und einen als Ruhekontakt
ausgebildeten dritten Kontakt des in dem einen Erregerstromkreis liegenden Schaltmittels
enthält, der ferner einen parallel zu den dritten Kontakten liegenden, als Arbeitskontakt
ausgebildeten vierten Kontakt dieses Schaltmittels aufweist.
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Bei der Erfindung erfolgt also mittels des Deststromkreises nach Beendigung
jeder Arbeitsbewegung des Gerätes, also beispielsweise nach jedem Arbeitshub einer
Presse, eine Kontrolle des Zustandes der Sicherheitsschaltung durch Überprüfung,
ob die verschiedenen Kontakte eine vorgeschriebene Lage einnehmen. Nur dann läßt
der Teststromkreis das Freigabesignal für die nächste Arbeitsbewegung des Gerätes,
also im Beispiel für den nächsten Arbeitshub der Presse, wirksam werden. Dies kann
dadurch geschehen, daß im Teststromkreis ein Relais oder dergleichen liegt, das
über die zweiten Kontakte gespeist wird und nur bei in ordnungsgemäßer Stellung
befindlichen zweiten Kontakten den Freigabestromkreis derart beeinflußt, daß ein
Freigabesignal an die eigentliche Betätigungseinrichtung des Gerätes geliefert wird.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die ersten Kontakte Arbeitskontakte und die zweiten Kontakte Ruhekontakte
sind. Wenn also nach Beendigung einer Arbeitsbewegung des Gerätes zumindest einer
der beiden zweiten Kontakte sich:,icht in seiner geschlossenen Lage befindet, wird
die Weiterleitung eines Freigabesignals an die Betätigungseinrichtung des Gerätes
unterbunden.
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Eine derartige Wirkung der zweiten Kontakte setzt natürlich eine bestimmte
Erregerschaltung für die beiden Schaltmittel voraus. Wenn im Rahmen der Erfindung
von Schaltmitteln die Rede ist, die mit zwangsgeführten Kontakten bestückt sind,
so sollen darunter Schaltmittel, beispielsweise Schütze,verstanden sein, bei denen
alle Kontakte betätigt oder nicht betätigt werden. Sobald also beispielsweise durch
Verschweißen
einer der Kontakte zerstört ist, können auch die anderen Kontakte nicht arbeiten.
Es handelt sich also bei diesen Schaltmitteln um solche, bei denen nicht, wie bei
einem Relais, jeder Kontakt unabhängig von dem Zustand der anderen Kontakte des
Relais betätigt werden kann, vielmehr erfolgt eine gegenseitige zwangsläufige Steuerung
der Kontakte.
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Wie sich gezeigt hat, läßt sich eine entsprechende Erregerschaltung
besonders einfach unter Verwendung eines mit einer Anzapfung, beispielsweise einer
Mittenanzapfung, versehenen Transformators aufbauen Dieser Transformator besitzt
also zwei Wicklungsteile gleichen Wickelsinns. Selbstverständlich kann man einen
derartigen Transformator mit Mittenanzapfung auch durch Verwendung von zwei Transformatoren
mit einem zwischen diesen angeordneten Abgriff reaIisierenO Durch geeignete Zuordnung
der Taster und der Kontakte zu den beiden Schaltmitteln wird nun sichergestellt,
daß ein Freigabesignal nur bei Betätigung beider Taster und bei einer definierten
Ausgangsstellung der zweiten Kontakte der Schaltmittel wirksam wird. Der vierte
Kontakt dient dabei allein der Aufgabe, die Aussendung eines Freigabesignals in
einem bestimmten Fehlerfall in der Sicherheitsschaltung zu unterbinden. Dies wird
anhand der Figuren noch im einzelnen erläutert, Es kann nun auch erwünscht sein,
ein Freigabesignal nur dann wirksam werden zu lassen, wenn beide Taster innerhalb
eines vorbestimmten Zeitraumes betätigt werden. Beispielsweise kann man eine Gleichzeitigkeit
der Betätigung der beiden Taster in dem Sinne verlangen, daß beide Taster binnen
einer halben Sekunde betätigt werden. Um dies ungehtet
der Reihenfolge
der Betätigung der beiden Taster sicherzustellen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung
vor, daß parallel zu den in Reihe geschalteten Teilen in dem einen Erregerstromkreis
in Reihe mit einem Ruhekontakt des betreffenden .Tasters ein weiteres Schaltmittel
liegt, das einen ersten Kontakt im Freigabestromkreis und einen zweiten Kontakt
im Teststromkreis besitzt.Dieses weitere Schaltmittel läßt über seine Kontakte die
vorbestimmte Zeit anlaufen, innerhalb der nach Betätigen des in diesem Erregerstromkreis
liegenden Tasters der andere Taster betätigt werden muß. In dem Falle, in dem in
der oben beschriebenen Weise die ersten Kontakte der beiden Schaltmittel Arbeitskontakte
und die zweiten Kontakte derselben Ruhekontakte sind, wird man den ersten Kontakt
des weiteren Schaltmittels als Arbeitskontakt und den zweiten Kontakt desselben
als Ruhekontakt ausbilden.
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An dieser Stelle sei eingefügt, daß, wie jedem Fachmann bekannt, die
als Reihenschaltungen hier angegebenen Schaltungsbeispiele verständlicherweise auch
in Form geeigneter Parallelschaltungen Einsatz finden können.
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Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand der beiden figürlich
dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Die Figuren beschränken sich auf die
Wiedergabe der für die Erfindung wesentlichen Teile der Schaltung, verzichten also
auf eine Darstellung der eigentlichen Betätigungsmittel für das Gerät, beispielsweise
eine Presse.
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Soweit dieselben Bestandteile in beiden Schaltungen wiederkehren,
sind sie mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Sischerheitsschaltung
sind der Freigabestromkreis 1, der ihm zugeordnete Teststromkreis 2 sowie die beiden
Erregerstromkreise 3 und 4, die über den mit der Mittenanzapfung 5 versehenen Transformator
6 gespeist werden. In jedem der beiden Erregerstromkreise 3 und 4 liegt ein hier
als Schütz ausgebildetes Schaltmittel A bzw. B, deren verschiedene Kontakte mit
a bzw. b bezeichnet sind. So liegen erste Kontakte al und bi der beiden Schaltmittel
A und B als Arbeitskontakte in Reihe in dem Freigabestromkreis 1, während zweite
Kontakte a2 und b2 dieser Schaltmittel als Ruhekontakte in dem Teststromkreis 2
in Reihe liegen. Nach Beendigung jeder Arbeitsbewegung des Gerätes, also beispielsweise
eines Pressenhubs, wird über die Einrichtung 7 geprüft, ob sich die zweiten Kontakte
a2 und b2 in ihrer vorgesehenen Lage, hier in der Schließlage, befinden, und nur
dann wird über den Kontakt 8 der speiöhernden Einrichtung 7 der Freigabestromkreis
1 geschlossen. Nur dann erfolgt also bei Schließlage der beiden ersten Kontakte
a1 und bi die Weitergabe eines Freigabesignals an die Betätigungseinrichtung des
Geräts.
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Bei ordnungsgemäßem Betriebszustand der Anordnung erfolgt die Aussendung
eines Freigabesignals durch Schließen der ersten Kontakte al und bi dann, wenn die
beiden Taster 9 und 10 gedrückt werden, wobei durch Drücken des Tasters 10 unmittelbar
der Erregerstromkreis 4 für das Schaltmittel B geschlossen wird, während die Herstellung
eines geschlossenen Erregerstromkreises 3 für das Schaltmittel A außer dem Drücken
des Tasters 9 das Schließen des dritten Kontaktes b3 des Schaltmittels B in dem
anderen Erregerstromkreis 4 voraussetzt. Nimmt man also einmal an, es
werde
zunächst der Taster 10 gedrückt, so wird der Kontakt b3 geschlossen, und da der
dritte Kontakt a3 des Schaltmittels A ein Ruhekontakt ist, kann A anziehen, sobald
der Taster 9 gedrückt wird. Über den als Arbeitskontakt ausgebildeten vierten Kontakt
a4 wird das Schaltmittel A dann in seinem erregten Zustand gehalten. Dieser vierte
Kontakt a4 hat die Aufgabe, die Abgabe eines Freigabesignals zu verhindern, wenn
durch einen Fehler eine Überbrückung des Tasters 9 aufgetreten ist. In diesem Falle
hält sich nämlich das Schaltmittel A über den vierten Kontakt a4, so daß der zweite
Kontakt a2 dieses Schaltmittels in dem Teststromkreis 2 geöffnet bleibt.
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Wird durch einen äußeren Fehler die Leitung 5 unterbrochen, so kann,
ausgehend vom Ruhezustand, kein geschlossener Erregerstromkreis für das Schaltmittel
b hergestellt werden. Dies könnte nämlich nur über den unteren Zweig des Stromkreises
3 geschehen, der aber nicht geschlossen ist, da der dritte Kontakt b3 geöffnet ist.
uch ein Bruch in einer anderen Leitung der beiden Erregerstromkreise 3 und 4 verhindert
die Aussendung eines Freigabesignals.
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Sobald durch l dfelder bei Beendigung einer Arbeitsbewegung des Gerätes
eines der Schaltmittel A und B oder beide Schaltmittel erregt sind, verhindert der
Teststromkreis 2 die Abgabe eines Freigabesignals. Die speichernde Einrichtung 7
wird in Abhängigkeit von der Arbeitsbewegung zurückgesetzt.
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Der grundsätzliche Aufbau der Schaltungsanordnung nach Figur 2 entspricht
demjenigen nach Figur 1, so daß dafür dieselben Bezugszeichen verwendet sind.
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Die Schaltung nach Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen nach
Figur 1 dadurch, daß parallel zu der Reihenschaltung der Teile A, a3, b3 und 9 das
weitere Schaltmittel G angeordnet ist, das einen ersten Kontakt cl im Freigabestromkreis
1 und einen zweiten Kontakt c2 im Teststromkreis 2 besitzt. Wie der linke Teil der
Figur 2 erkennen läßt, liegt in Reihe mit dem weiteren Schaltmittel C der Ruhekontakt
9' des Tasters 9, so daß das Relais C in den Betriebspausen von Strom durchflossen
ist. Die Kontakte cl und c2 sind in üblicher Weise in ihrer Lage im stromlosen Zustand
dargestellt, so daß also in den Betriebspausen der Kontakt cl als Ruhekontakt geöffnet
und der Kontakt c2 als Arbeitskontakt geschlossen ist.
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Die Zeitbedingung wird über andere, hier nicht interessierende Schaltkreise
erzeugt, die Kontakte im Freigabestromkreis haben.
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Wäre das weitere Schaltmittel C nicht vorhanden, so würde allein unter
Zugrundelegung der in Figur 2 dargestelltten Ausführungsform der Erfindung diese
Zeitbedingung nicht berücksichtigt werden, wenn die Bedienungsperson des Gerätes
zunächst den Taster 9 und dann erst den Taster 10 drückt, denn das Drücken des Tasters
9 hat bezüglich des Schaltmittels A erst dann eine Wirkung, wenn auch der Taster
10 gedrückt wird. Bei Vorhandensein des weiteren Schaltmittels 10 und des Ruhekontakts
9' in dessen Erregerstromkreis hat aber allein das Betätigen des Tasters 9 schon
eine elektrische Wirkung, indem der Kontakt 9' nämlich den Stromkreis für das weitere
Schaltmittel C unterbricht.
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Die erfindungsgemaße Zweihand-Sicherheitsschaltung nimmt also eine
taktmäßig Kontrolle ihres eigenen Zustandes vor jeder Betätigung des mit ihr ausgerüsteten
Gerätes vor.
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Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist ferner darin
zu sehen, daß sie mit Zusatzbedingungen, in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2
mit einer Zeitbedingung, versehen werden kann. Die Erfindung läßt sich zur Einmann-oder
zur Nehrmannbedienung einsetzen. Beispielsweise kann das Ausführungsbeispiel nach
Figur 1 für Mehrmann-Bedienung Verwendung finden, während das Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 im Rahmen eines Gerätes mit Zweimann-Bedienung Einsatz finden mag.