DE2524178C3 - Schaltanordnung zum Schutz von Kupplungen und insbesondere zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zum Schutz von Kupplungen und insbesondere zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen zwisehen einem antreibenden und einem angetriebenen rotierenden Maschinenteil, unter Verwendung eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers, einer dem Zähler nachgeschalteten Dekodierstufe und einer dem Zähler vorgeschalteten zweikanaligen Entkoppiungsschaltung,

die Drehzahl-Impulsgeberelementen an rotierenden Teilen nachgeschaltet ist.

Eine Schaltanordnung dieser Art ist aus »Instruments & Control Systems«, Dezember 1960. 2074 - 2075, zur Drehzahlregelung eines Motors mittels eines Sollwert-Impulsgebers bekannt. Um sicherzustellen, daß auch bei Koinzidenz der Impulsfolgen für Vorwärts- und für Rückwärtsansteuerung des ^ählers kein Blockieren der Wirkungsweise des Vorwärts-Rückwärts-Zählers und damit der gesamten Regelung eintritt, ist den Eingängen des Zählers eine zweikanaiige Antikoinzidenz- oder Entkopplungsschaliung vorgeschaltet. Bei einem Zählresultat am Ausgang des Zählers, das von Null abweicht, wird ein Servoverstärker zum Eingriff in den Betrieb des Motors angesteuert.

Speziell zum Erfassen von Drehzahldifferenzen zwischen den Teilen einer Schlupfkupplung sind Schaltanordnungen bekannt, die auf dem abwechselnden Setzen und Rucksetzen von Speicherimpulsen basieren, mit einer Zeitauswenung hinsichtlich des Anstehens des gesetzten lrapulset, vgl. die DE-OS 19 23 756.

In der DE-AS 21 25 178 ist eine ähnliche Schaltungsanordnung beschrieben, die zur digitalen Schlupfüberwachung bei einer mit veränderlicher Drehzahl betreibbaren Kupplung antriebsseitig und abtriebsseitig je einen Impulsgeber aufweist: mittels dieser Schaltungsanordnung wird ein Alarm ausgelost wenn der Schlupf so groß geworden ist. daß Antriebs und Abtnebsimpuls nicht mehr abwechselnd auftreten sondern zwischen zwei Abtnebsimpulse mehr als ein Antriebsimpuls er scheint Zur Impulsauswertung bei Überlappung von Antriebs- und Abtriebsimpuls ist eine l.otfikschahung vorgesehen, deren logische Verknüpfung nach Maßgabe der Impulsiiberlappungen eingerichtet is? die über haupt nur auftreten können, um daraus wieder das Alarmkritenum entsprechend einander nicht uberlap penden Impulsen abzuleiten.

Aus der DKPS 21 62 774 ist eine Schaltung /um Syr
chromsieren des Betriebes mehrerer selbständig angt triebener aber zusammenwirkender Work/eugm;i schinen bekannt, deren f unküun darauf benht. den Ab lauf eines Arbeitsumlaufes einer jeder dieser Werkzeugmaschinen zum Ablauf des Arbeitsumlaufes der am langsamsten sich bewegenden Maschine in Relation zu setzen und aus diesem Verhältniswert ein Maß für die Intensität des Abbremsens jeder schneller laufenden Maschine zu gewinnen. Dazu wird für jede Maschine die während eines Arbeitsumlaufes von einem Impuls-

generator gelieferte Anzahl von Impulsen gezählt, um am Ende eines Arbeitsumlautes dasjenige Zahlergebnis, das sich für die am langsamsten umlaufende Maschine eingestellt hat, von den anderen Zählergebnissen in, den anderen Maschinen zugeordneten, Additions- und Subtraktionszählern zu subtrahieren und aus diesen Resultaten einen Eingriff in die einzelnen Maschinenantriebe herzuleiten.

Eine für im Bergbau eingesetzte Transportbänder mit langen Hochlaufzeiten bestimmte Schlupfüberwachung sieht das Zählen von an der Antriebsrolle des Bandes abgenommenen Impulsen während eines Umlaufes der Umkehrrolle vor, wobei im Interesse der erforderlichen Schaltgenauigkeit die Anzahl der von der Antriebstrommel abgenommenen 'mpulse etwa im Verhältnis 50 :1 zu den von der Umlenktrommel abgenommenen Impulsen stehen muß.

Aus der DE-PS 9 45 298 ist es bekannt, zum Feststellen de? prozentualen Unterschiedes zweier Drehzahlen eine Korrelationsauswertung dadurch vorzunehmen, daß über Synchronmaschinen zwei drehzahlabhängig«: Frequenzen gewonnen und vniteinander moduliert werden. Die Ladespannung eines dem Modulator über einen Signalformer nachgeschalteten Kondensators ist ein Maß für den interessierenden prozentualen Drehzahlunterschied.

Aus der DE-PS 9 50 336 ist es bekannt, zur Drehzahldifferenzmessung antriebsseitig je Umdrehung in zwei vorgegebenen Drehwinkelstellungen je einen Impuls auszulösen, wobei der erste dieser beiden Impulse abtriebsseitig gespeichert und das gespeicherte Signal nach demselben Drehwinkel, der den beiden unterschiedlichen antriebsseiligen Drehwinkelstellungen entspricht, abgefragt und dann wieder gelöscht wird. Nach Maßgabe der zeitlichen Verschiebung zwischen Erscheinen des zweiten antriebsseitigen Impulses und der Abfrage des abtriebsseitig gespeicherten impulses erfolgt die Aufladung eines Kondensators, dessen Ladespannung somit ein Maß für die Drehwinkeldifferenz ist.

Bei Schlupfüberwachungs-Schaltanordnungen. die auf dem periodischen Auszahlen von antriebsseitig während je einer abtriebsseitigen Umdrehung erzeugten Impulsen basieren, ist es als solches schon bekannt.

betrachteten Art ist es also, bei Überlastung, also bei unzulässig smrk ansteigendem Drehmoment, durcnzuruischen. Solche Überlastkupplungen sind insbesondere dann zum Schütze von Maschinen oder Maschinenteilen vorgesehen, wenn ein starkes Antriebsaggregat gegen beträchtliche Gegenkräfte arbeiten muß; wenn in der Arbeitsmaschine infolge von Betriebsstörungen Blokkierungen eintreten, dann kann entweder die Arbeitsmaschine durch Überlastung zerstört oder die Antriebsvorrichtung infolge voller Ansteuerung bei Stillstand beschädigt werden. Diese Problematik tritt insbesondere bei Schneckenmaschinen (Extruderanlagen) auf, wo der bevorzugte Anwendungsfall einer Schaltanordnung nach der vorliegenden Erfindung gesehen wird.

Die bei herkömmlichen Schlupfanzeigegeräten vorstehend genannter An ausgeprägten beiden Ansprechschwellen sind für die angestrebte Überwachung der beschriebenen Überlastkupplungen nicht geeignet. Denn es hat sich gezeigt, daß für ExtruderanJagen geeignete Überlastkupplungen ständig einen geringen Betriebsschlupf aufweisen, der zu einer Art von Selbstreinigungseffekt führt, auf den das exakte und sichere Ansprechen einer solchen Überlastkupplung m Überlastfalie zuiückzuführen ist Die herkömmlichen Schlupfanzeigegeräte würden also, wenn sie auf den Schlupfwert Null eingestellt sind, auch im Nennbetnrb stets die an sich gar nicht begründete Überlastauslösung hervorrufen; während andererseits der von Mull unterschiedlich einstellbare Wert eines Schlupfes bereits so groß ist. daß aufgrund der starken Antriebskräfte die in der Überlastkupplung sich entwickelnde Wärme bereits zu einer Zerstörung der Kupplung führen würde. Denn die erforderliche Ansprechempfindlichkeit für Überlastkupplungen der hier betrachteten Art erfordert Meß- und Steuergeräte, die bei Überschreiten eines Betriebsschlupfes von beispielsweise 0,12% sicher und reproduzierbar ansprechen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß unter Verwendung einer Schaltanordnung eingangs genannter Art dadurch gelöf ·, daß an einen Rücksetzeingang des Zählers eine Zeitbasisstufe angeschlossen und die Dekodierstufe auf Ansteuerung eines Signalgebers bei Überschreiten eines

i=Ä^r^asf^S=2:£i*Jr«=s=^s;:

Erreichen bzw. Überschreiten der vorgegebenen Zählstellung ein Signal abgibt; dieses Sign"! wird beispielsweise dazu herangezogen, den Antriebsmotor eines Förderbandes mit langer Hochlaufzeit vom Netz abzuschalten.

Schlupfanzeigegeräte, cV auf sother Schaltungv funktion beruhen, sind /war grundsätzlich auch für Überwachunfsaufgaben an Überlastkupplungen geeignet; es hat sich aber herausgestellt, daß diese bekannten Geräte entweder auf eine Abweichung vom Schlupf Null reagieren, oder aber erst bei vergleichsweise beträchtlichen Schlupfwerten ansprechen

Der Erfindung he_t't die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung für den Schutz von Kupplungen unj insbesondere zum Überwachen des Sciilupfes von Überldstkupplungen zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen rotierenden Maschinenteil zu schaffen, die es erlaubt, auch bei extrem geringem Betriebsschlüpf ein sicher reproduzierbares Meßergeb-

richtet ist.

Im Gegensatz zu einer der eingangs gewürdigten Schaltanordnungen, die auf der zeitlichen Auswertung eines gespeicherten Impulses beruht liefert die Schalt anordnung nach der vorliegenden Erfindung ein quasikontinuierliches Meßergebnis über den momentanen Schlupf von Überlastkupplungen; dabei läßt sich der Gren.-wert desjenigen Betriebsschlupfes, bei dessen Überschreiten der Signalgeber ansprechen soll, in schdltungstechnisch einfacher, dabei aber funktionssicherer Weise über die Dimensionierung der Zeitbasis-Stufe zum Zurücksetzen des Vorwärts-Rückwarts-Zählers vorgeben

Gerade beim spezifischen, der Erfindung zugrundeliegenden Problem des Vorliegens sehr geringen Schlupfes ist die Gefahr der Koinzidenz der zwangsläufig mehl beliebig kurzen Impulse, die von den Drehzahl-lmpulsgeberelemeriten abgegeben werden, besonders groß. Dementsprechend große Bedeutung kommt für einen

nu und dementsprechend auch e.rie reproduzierbare ₆₅ funktionssicheren Einsatz einer Schaltanordnung nach

Sigrialabgabe bei Überschreiten eines vorgegebenen, sehr geringen Betriebsschlupfes zu gewinnen. Der Anwendungszweck von Üherlastkupplungen der hier der Erfindung der zwcikanaügen Entkopplungsschaltung vor dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler zu. Bekannte derartige Entkopplungsschaltungen beruhen auf der

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Verwendung eines separaten Impulsgebers zum Trennen etwa zusammenfallender Eingangsimpulse in den beiden Kanälen oder darauf.zwci Verzögerungs-Kaskadenschaltungen über eine weitere Vcrzögerungsschattung miteinander zu koppeln. Im erstgenannten Realisicrungsfalle besteht der gravierende Nachteil darin, daß ein gesonderter, freilaufender und stabil arbeitender, dabei auf die zu erwartende Größenordnung der Impulsfolgcfrequenz abgestimmter Impulsgeber notwendig ist. Im zweitgenannten Rcalisierungsfalle ist die Verkoppelung der Verzögcrungsschaliungen kritisch hinsichtlich ihrer Justierung, zumal nach Reparatur-Eingriffen in Teile der Gesamtschaltung.

Aus der DE-AS 21 25 178 is· eine /weikanaligc Ent· kopplungsschaltung bekannt, die auf einer logischen Verknüpfung nach Maßgabe einer vorgegebenen Wertigkeit für einen antriebsseitigen Impuls im Verhältnis zn einem abtriebsseitigen Impuls beruht, um auch bei beliebigen Impulsübtrlappungen dasselbe logische Kriterium für die Vorbereitung einer Alarmauslösung zu erzielen, das sich ansonsten nur einstellen soll, wenn einmal einem antriebsseitigen Impuls kein abtriebsseitiger Impuls folgt.

Demgegenüber wird, gemäß einem weiterbildenden Merkmal der Erfindung, die Schaltanordnung zweckmäßigerweise mit einer Entkopplungsschaltung mit Verrie gelungsstufen nachgeschalteten Verzögerungsgliedern ausgestattet, die in jedem Kanal zwischen einem Speicher am Eingang und einem Verriegelungsglied am Ausgang des Kanales eine Verriegelungsstufe aufweist, die bei Ansteuerung vom vorgeschalteten Speicher die Verriegeliingsstufe im anderen Kanal sperrt.

Diese insbesondere in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vorteilhaft einsetzbare Entkopplungsschaltung zeichnet sich durch einfachen Aufbau und unkritische Funktion aus. Denn eine Impulsverschiebung bei Impulsüberlappung erfolgt in jedem der beiden Kanäle, ohne daß es äußeren (t nd hinsichtlich der Synchronierung kritischen) Steuerungseingriffes oder kritischer Abstimmung zusammengeschalteter Verzögerungskaskaden bedarf.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in symbolischer Zuordnung eine Überlastkupplung zwischen zwei Wellenstümpfen als antreibendem bzw. angetriebenem Maschinenelement mit einem im Blockschaltbild dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Schaltanordnung.

Ein Getriebemolor t betreibt eine rotatorisch angetriebene Arbeitsmaschine, in der dem Rotationsantrieb erhebliche Gegenkräfte entgegenstehen, beispielsweise die Schneckenpresse einer Extruderanlage 2. Zur Schonung des Getriebemotors 1, insbesondere aber der Extruderanlage 2 erfolgt die Kraftübertragung zwischen dem antreibenden Wellenstumpf 3 und dem angetriebenen oder abtreibenden Wellenstumpf 4 über eine Oberlastkupplung 5. Solche Oberlastkupplungen 5 sind üblicherweise als Rutschkupplungen ausgebildet, d.h., wenn das auf die Kupplungsfläche wirkende Drehmoment infolge Blockierens der Extruderanlage 2 zu groS wird, dann rutscht die Überlastkupplung 5 durch, um die Extruderanlage 2 vor Zerstörungen zu bewahren. Dieses Durchrutschen der Überlastkupplung 5 beinhaltet zugleich den Vorteil, daß der Getriebemotor I nicht bis zum Stillstand abgebremst wird, einer Betriebsart, die die Gefahr von Beschädigungen auch des Getriebcmolors 1 beinhalten würde.

Handelsübliche Überlastkupplungen 5 der hier in Betracht gezogenen Art weisen im Nennbetrieb gewöhnlich einen gewissen Schlupf auf, der insbesondere der Selbstreinigung der gegeneinander anliegenden Kupplurigsflächen dient. Dieser Betriebsschlupf darf bei praktisch realisierten Übeflasikupplungen 5 bis z"u etwa

ίο 0,12% betragen. Wenn infolge Blockierens der Extruderanlage 2 die Überlastkupplung 5 ganz durchrutscht, da ihr abgeiriebcnes Kupplungsteil, das mn d ;m abgetriebenen Wellcnstumpf 4 drehsiarr verbunden 'St. stillsteht, während das mn dem antreibenden Wellenstumpf 3 drehstarr verbundene Kupplungsteil vjm Getriebemotor 1 weitergedreht wird, dann muß die gesamte Antriebsenergie in der Reibfläche zwischen den beiden Kupplungsteilen vernichtet werden. Dieser Betricbü/iisurtd, in dem die L'berlaükuppl'jrig 5 also angesprochen hat, führt aufgrund der hohen Wärmceni wicklung zwischen den beiden Kupplungsleilen in der Regel schnell zur Zerstörung der Überlastkupplung 5. Das weist den Nachteil auf, nunmehr nicht nur die Extruderanlage 2 für neue Inbetriebnahme freiräumen zu müssen, sondern insbesondere auch eine neue Überlastkupplung 5 zwischen den Wellenstümpfen 3/4 einbauen zu müssen.

Der \ ermeidung der Zerstörung der ansprechenden Überlastkupplung 5 dient die erfindungsgemäße Schalt-

anordnung zum Schutz der Überlastkupplung 5 durch kontinuierliches Überwachen dec Schlupfes der Überlastkupplung 5.

Die Messung des momentanen Schlupfes erfolgt in einem wahlweise vorwärts oder rückwärts anstcuerbaren digitalen Zähler 6. Jeder der beiden Zähleingängc des Zählers 6 wird von einem zugeordneten Kupplungsteil der Oberlastkupplung 5 angesteuert, im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorwärts-Zähleingang 7 vom mit dem antreibenden Wellenstumpf 3 verbundenen Kupplungsteil, der Rückwärts-Zähleingang 8 vom mit dem angetriebenen Wellenstumpf 4 verbundenen Kupplungsteil. Jedes der beiden Kupplungsteile ist mit einem — vorzugsweise kontaktlos arbeitenden — Drehzahl-Impulsgeberelement 9.1 bzw. 9.2 ausgestattet Hierbei kann es sich in als solcher bekannter Weise um eine optische, um eine ferromagnetische oder um eine anderweitige Abtastung der Drehung der Kupplungsteile handeln. In 'ier Zeichnung ist die Realisierungsform je einer Metallf-ihne, befestigt an einem Kupplungsteil, dargestellt, die bei Durchlaufen durch das zugeordnete Impulsgcerelement 9.1 bzw. 9.2 eine Impulsabgabe auslöst Insbesondere im Falle niedriger Drehzahl der Wellenstümpfe 3,4 kann es zweckmäßig sein, durch entsprechende Maßnahmen pro Umdrehung eines Kupplungsteiles mehrere Impulse zu erzeugen, beispielsweise durch die Anordnung mehrerer gegeneinander winkelverselzter Metallfahnen an den Kupplungsteilen. Eine derartige Mehrfach-Impulsabgabe pro Umdrehung erhöht die Meßgenauigkeit Zweckmäßigerweise wird im Interesse einfacherer Signalauswertung sichergestellt, daß durch entsprechende gegenseitige Anordnungen beide Kupplungsteile eine gleiche Anzahl von Impulsen pro Umdrehung mit gleicher relativer Zeitverschiebung bewirken.

Problematisch ist, daß einfache Vorwärts-Rückwäris-Zähler 6 nur entweder einen in Zählrichtung oder einen gegen Zählrichtung wirkenden Steuerimpuls zur glei-

chen Zeit verarbeiten können und für die Umschaltung eine schaltungsspezifische Totzeit zwischen aufeinan· dcrfölgendef Ansteuerung der beiden Zähleingänge 7,8 einzuhalten ist. Diese Gegebenheit würde im vorliegenden Einsatzfälle eines solchen Zählers 6 insbesondere ί dann zu Komplikationen führen, wenn von beiden Impulsgeberelementen 9.1 und 9.2 gleichzeitig oder in ganz kurzer Folge je ein Impuls abgegeben wird. Das kjj^fi etwa vorkommen bei sehr kleinem Schlupf bzw. bei auf die räumliche Anordnung der Impulsgeberelemenle 9.1* 9.2 bezogener zufälliger Koinzidenz der die impulsgabe'Zcitpünkte bestimmende.¹* Umfangsteilen der Kupplungsteile.

Um derartige Komplikationen trotz Einsatzes einfacher Zähler 6 auszuschließen ist den Zähleingängen 7,8 \% des Zählers 6 eine zweikanahgc Entkopplungsschaltung 10 vorgeschaltet. Diese stellt sicher, daß auch bei überlappender Impulsgabe oder dicht aufeinanderfolgender Impulsgabe von den Impulsgeberelementen 9.1,

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erfolgt, ohne daß diese Signalimpulse für die Schlupfüberwachung verloren gehen. Im Interesse ungestörter Signalverarbeitung ist es zweckmäßig, zwischen den beiden Kanälen 10.1,10.2 der Entkopplungsschaltung IO und den Impulsgeberelementen 9.1 bzw. 9.2 je einen Impulsformer 11 zur Verfügungsslellung definierter Impulse bei Ansteuerung der Impulsgeberelemente 9.1 bzw. 9.2 einzuschalten.

Das Ausgangssignal des angesteuerten Impulsformers 11 wird im zugeordneten Kanal 10.1 bzw. 10.2 in einen löschbaren Speicher 12 übernommen, der im in d.r Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel als bistabile Kippstufe angegeben ist. In jedem Kanal 10.1, 10.2 ist dem Speicher 12 eine Vernegclungsstufi. U.l bzw. 13.2 nachgeschaltet. Sie bewirkt, daß dann, wenn einer der beiden Kanäle 10.1 oder 10.2 durch Setzen des entsprechenden Speichers 12 angesteuert wird, die entsprechende Verriegelungsstufe 13.2 bzw. 13.1 im anderen Kanal 10.2 bzw. 10.1 auf Blockieren geschaltet #ird. Zur Verdeutlichung dieser Funktion ist im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel jede Verriegelungsstufe 13.1, 13.2 als UND-Gatter mit einem direkt wirkenden und einem invertierend wirkenden Eingang vorgesehen, wobei jeweils der invertierend wirkende Eingang an den Ausgang der Verriegelungsstufe 13.2 bzw. 13.1 des anderen Kanales 10.2 bzw. 10.1 angeschlossen ist. leder Verriegelungsstufe 13.1,13.2 ist ein Verzögerungsglied 14 nachgeschaltet, in der Zeichnung dargestellt als monostabile Kippstufe, das einen Eingangsimpuls erst nach einer eingestellten Verzögerungszeit an seinem Ausgang erscheinen läßt, der im dargestellten Schaltbeispiel mit dem entsprechenden Kanal-Ausgang identisch ist. Der eine Kanal 10.1 ist auf den Vorwärts-Zähleingang 7, der andere Kanal 10.2 auf den Rückwärts-Zähleingang 8 des Zählers geschaltet.

Wenn die Impulsgeberelemente 9.1 und/oder 9.2 (gleichzeitig oder nacheinander) einen Impuls abgeben, dann wird über den zugeordneten Impulsformer 11 der nachgeschaltete Speicher 12 im zugeordneten Kanal 10.1 bzw. 10.2 gesetzt. Eine Ansteuerung des Verzögerungsgliedes 14 erfolgt aber nur in demjenigen Kanal 10.1 oder 10.2, dessen Speicher 12 vor dem Speicher 12 des anderen Kanales 10.2 bzw. 10.1 gesetzt wurde. Denn wenn an einem der Speicher 12 ein Ausgangssignal ansteht, wird sofort über die Verriegelungsstufe 13.1 bzw. 13.2 der andere Kanal 10.2 bzw. IO.i gesperrt. Mit Ansteuern des zugeordneten Zähleinganges 7 bzw. 8 erfolgt aufgrund einer Rückführung vom Ausgang des Kanales f 0.1 bzw. 10.2 ein Rücksetzeit des zugeordneten Speichefs 12. Damit wird die Verriegelung im anderen Kanal 10.2 bzw. lö.i aufgehoben, und das Ausgangssignäl jenes änderen Speichers 12 wird zum zugeordneten Verzögerungsglied 14 durehgescifällei, das nach Ablauf nunmehr seiner Verzögerungszeil den arideren Zähleingarig 8 bzw. 7 des Zählers 6 ansteuert.

Folglich stellt die zweikärialig'e Entkopplungsschaltung 10 sicher, daß nicht beide Zähleingänge 7/8 des Zählers 6 gleichzeitig angesteuert werden körinen, auch nicht bei gleichzeitiger öder überlappender tfrlpülsgabe von den Impulsgeberelementen 9.1 und 9.2. Die Verzögerungsglieder 14 stellen sicher, daO nach Rücksetzen eines Speichers 12 und folglich Freigabe der Verriegelungsstufe 13.1 bzw. 13.2 im benachbarten Kanal 10.1 bzw. 10.2, was bei dort gesetztem Speicher 12 nunmehr zum Ansteuern des Verzögerungsgliedes 14 führt, erst nach Ablauf der Verzögerungszeit der andere hlin^sn™ 7 bzw. B des Zählers 6 angesteuert wird.

Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 14 sind also mindestens auf die zählerspezifische Mindest-Verzögerungszeit zwischen Umsteuern von einem auf den anderen Zählcingang 7/8 einzustellen. Zwar erfolgt damit generell eine verzögerte Ansteuerung des Zählers 6. was aber aufgrund der in der Praxis kurzen Verzögerungszeiten — wie sich herausgestellt hat nicht zu Komplikationen bei der Schlupfüberwachung zum Schütze der Überlastkupplung 5 führt. Damit kein wechselseitiges Blockieren bei exakt gleichzeitiger Ansteuerung der beiden Kanäle 10.1, 10.2 erfolgt, ist es zweckmäßig, die Verzögcrungsglieder 14 auf geringfügig unterschiedliche Verzögerungszeiten einzustellen.

Wie bereits dargelegt, weist eine Überlastkupplung 5 der hier betrachteten Art auch im Nennbetrieb einen gewissen Mindestschlupf auf. Das heißt, nach einer gewissen Betriebsspanne werden zwischen zwei vom abgetriebenen Kupplungselement ausgelösten Ansteucrungen des Rückwärts-Zähleinganges 8 nicht nur eine sondern zwei Ansteuerungen auch des Vorwärts-Zähleinganges 7 des Zählers 6 liegen. Mit anderen Wortpn: Der geringe Betriebsschlupf wirkt sich über längere Betriebsdauer dahingehend aus, daß nicht jede Vorwärtszählung des antreibenden Kupplungsteiles durch eine darauffolgende Rückwärtszählung, ausgelöst vom abgetriebenen Kupplungsteil, kompensiert wird. Das heißt, im Laufe der Betriebszeit wird der Zähler 6 nicht immer nur zwischen den Zählresultaten »Null« und »Eins« hin- und herzählen, sondern über »Eins« hinauszählen. Die Geschwindigkeit dieses langsam erfolgenden Vorwärtszählens läßt sich über den kupplungsspezifischen Betriebsschlupf bestimmen. Auf diese Weise läßt sich eine Zeitspanne vorgeben, innerhalb derer bei Vorliegen nurdes Betriebsschlupfes ein bestimmtes Zählrestiltät nicht überschritten werden kann Zur Vorgabe dieser Zeitspanne ist eine Zeitbasisstufe 15 an den Zähler 6 angeschlossen, die nach Ablauf dieser Zeitspanne den Zähler 6 wieder auf die Anfangszählstellung »Null« zurücksetzt.

Wenn jedoch einmal vor Ablauf dieser durch die Zeitbasisstufe 15 definierten Zeitspanne das eben definierte kritische Zählresultat erreicht wird, dann ist das der Beweis dafür, daß der Schlupf der Überlastkupplung 5 sich gegenüber dem Betriebsschlupf vergrößert hat. Denn infolge entsprechend erhöhter Drehgeschwindigkeit des antreibenden Kupplungsteil gegenüber dem abgetriebenen Kupplungsteil verzögern sich die rückwärtszählenden Impulse zunehmend gegenüber

den vorwärtszählenden.

Diese kritische Situation wird dadurch erfaßt, daß dem Zähler 6 eine Dekodierstufe 16 nachgeschaltet ist, die auf ein beslimmfes Zählrcsultat eingestellt ist, das innerhalb der von der Zeilbasisstufe 15 vorgegebenen Zeitspanne gerade nicht mehr erreicht werden kann, wenn lediglich Betriebsschlupf in der Überlastkupplung 5 auftritt. Bei dirser Dekodierstufe kann es sich beispielsweise um iivie einstellbare oder fest verdrahtete Zählabfrage handeln, je nach Art des Zählers 6 mit dualer oder dezimaler Dekodierung.

Wenn die Dekodiersiufc 16 anspricht, weil der Schlupf in der Überlastkupplung 5 sich gegenüber dem Betriebsschlupf erhöht hai, dann wird ein ihr nachge schalteter Signalgeber 17 angesteuert, der beispielsweise eine — etwa optisch oder akustisch wirkende — Warnsignaleinrichtung 18 freigibt. Insbesondere aber ist es zweckmäßig, dem Signalgeber 17 auch eine Kupplungs-Ausruckvorrichlung 19 nachzuschalten, wodurch sichcrgcslellt ist. daß sofort bei Übersteigen des zulässigen Betriebsschlupfes die Überlastkupplung 5 gelrennt wird, also vor Zerstörung infolge Wärmeentwicklung bewahrt wird.

Mit der bisher beschriebenen Schaltanordnung ist ein sicherer Schutz der Überlastkupplung 5 bei Ansteigen des Schlupfes über Betriebsschlupf hinaus gewährleistet. Um aber die Überlastkupplung 5 auch dann zu schützen, wenn aus irgendeinem Grunde, etwa wegen zufällig nicht angeschlossener Impulsgeberelemenle 9.1, 9.2. eine Ansteuerung der zweikanaligen Entkopplungsschaltung und damit auch des Zählers 6 gar nicht erfolgt, ist dem Eingang jeden Kanales 10.1,10.2 ein Zeitglied 20 parallelgeschallet. dessen Ausgänge über eine ODER-Verknüpfung parallel zum Ausgang der Dekodierstufe 16 auf den Signalgeber 17 geschaltet sind. Jedes dieser Zeitglieder 20 wird bei Inbetriebnahme der Schaltanordnung gesetzt, und wenn vor Ablauf der eingestellten Zeitspanne nicht vom zugeordneten Impulsgeberelement 9.1 bzw. 9.2 ein Impuls ankommt, dann fällt das betreffende Zeitglied 20 zurück und gibt ein Ausgangssignal an den Signalgeber 17 ab, um vorsorglich die beiden Teile der Überlastkupplung 5 voneinander zu trennen, da die Überlastkupplung 5 andernfalls von der beschriebenen Schaltanordnung nicht überwacht würde. Bei fehlenden Impulsen von den Impulsgeberelementen 9.1 oder 9.2 läuft also das zugeordnete Zeitglied 20 ab und trennt über den Signalgeber 17 die Überlastkupplung 5. Ein Schließen eines Kontaktgebers 22 stellt den Signalgeber 17 wieder zurück, allerdings erst, wenn die Zeitglieder 20 beide abgelaufen sind. Mit dem Rücksetzsignal der Rücksetzschailung 21 werden dabei die von den Zeitgliedern 20 anstehenden Signale gesperrt, um den Signalgeber zurückstellen zu können. Bei-.Wiederanfahren ,der,.Extruderanlage 2 verschwinden die' ÄusgarigssignaIeder"Zeitglieder20 nach jeweils dem ersten Impuls von den Impulsgeberelementen 9.1 bzw. 9.2, und bei wk'der geöffnetem Kontaktgeber 22 wird die Überlastkupplung 5 wieder überwacht.

Um die Exlruderanlage 2 trotz der Sicherheitsschal* ■-, lung über die Zeitglieder 20 auch extrem langsam anfahren zu können, kann es zweckmäßig sein, nicht die charakteristischen Zeiten der Zeitglieder 20 zu verändern, sondern den Signalgeber 17 mit bistabilem Schaltverhalten auszustatten, an dessen Rücksetzein-

in gang eine . Rücksetzschaltung 21 angeschlossen ist. Wenn die Signalgabe auf diesen Rücksetzeingang vor einer Signalgabe auf die erwähmen Setzeingänge (angesieuert von den Zeitgliedern 20 oder von der Dekodierslufe 16) dominiert, dann kann mittels des Kontaktgebers 22 während bewußt langsamen Anfahren5 die Wirkung des Signalgebers 17 blockiert werden

Nach Ausrücken der Überlastkupplung 5, angesteuert

bei unzulässig großem Schlupf von dem Signalgeber 17, wird das abtreibende Kupplungsteil, das mil der blockierten Extruderanlage 2 in Verbindung steht, sehr abrupt st'llgeselzt. Der mit dem Getriebemotor 1 verbundene antreibende Wellenstumpf 3 dagegen rolieri unbelastet weiter, wenn nicht besondere Bremsmaßnahmen vorgesehen sind. Um nun ein erneutes Einrücken der Überlastkupplung 5 zu einem Zeilpunkt, da das antreibende Kupplungsteil mn seinem Wellenstumpf 3 noch schnell rotiert, zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, zumindest dem diesen zugeordneten Impulsgebcrelemcnt 9.1 einen Drehzahl-

J₀ wächter nachzuschalten, der den Signalgeber 17 — mn nach wie vor bislabilem Schaltverhalten — erst dann wieder zurücksct/l. wenn die momentanen Drchgeschwindigkcitcn der beiden WeHcnsiumpfe 3 und 4 hinreichend übereinstimmen. Zweckinäßigerweise wird

$5 die Funktion eines solchen Drehzahlwächters ebenfalls von den Zeitgliedern 20 wahrgenommen, weshalb deren Ausgänge in der Rücksetzschaltung 21 mit der Ansteuerung vom Kcntaklgeber 22 über logische Bausteine kombiniert sind.

Denn da die kritische Drehzahl des antreibenden Kupplungsteiles für erneutes Einrücken der Überlastkupplung 5 in der Praxis sehr niedrig sein muß, genügt es, die Zeitglieder 20 z. B. als nachtriggerbare monostabile Kippstufen aufzubauen, die dann ein Signal abgeben, wenn die Impulsgabe von den vorgeschalteten Impulsgeberelementen 9.1 bzw. 9.2 sich nicht innerhalb der Rückkippzeit dieser Kippstufen wenigstens einmal wiederholt. Wenn also eines dieser als monostabile Kippstufe aufgebauten Zeitglieder 20 zurückkippt, dann bedeutet das ein hinreichendes Absinken der Drehzahl des zugeordneten Kupplungsteiles, und erst jetzt wird mittels des Kontaktgebers 22 und der Rücksetzschaltung 21 der Signalgeber 17 gelöscht sowie die Ansteuerung der Kupplungs-Ausrückvorrichtung 19 beendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schallanordnung zum Schutz von Kupplungen und insbesondere zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen rotierenden Maschinenteil, unter Verwendung eines Vorwärts-Rück wärts-Zählers, einer dem Zähler nachgeschalteten Dekodierstufe und einer dem Zähfer vorgeschalteten zweikanaligen Entkoppiungsschaltung, die Drehzahl-Impulsgeberelementen an rotierenden Teilen nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einen Rücksetzeingang des Zählers (6) eine Zeitbasisstufe (15) angeschlossen und die Dekodierstufe (16) auf Ansteuerung eines Eignalgebers (17) bei Überschreiten eines Mindest-Zählresultates am Ausgang des Zählers (6) eingerichtet ist

2. Schaltanordnung mit Vorwärts-Rückwärts-Zähler und ihm vorgeschalteter zweikanaliger EntkopplungsschaltL"g zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen, insbesondere nach Anspruch i mit Verriegelungsstufen nachgeschalteten Verzögerungsgliedern in der Entkopplungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kanal (10.1, 10.2) zwischen einem Speicher (12) am Eingang und einem Verriegelungsglied (K) am Ausgang des tCanales (10.1 bzw. 10.2) eine Verriegelungsstufe (13.1 bzw. 13.2) vorgesehen ist, die bei Ansteuerung vom vorgeschalteten Speicher (12) die Verriegelungsstufe (13.2 bzw. 13.1) im anderen Kanal (10.2 bzw. 10.1)spt.rt.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jed»r Speicher (12) bistabilcs Schaltverhalten aufweist und rr^:'. seinem Setzeinfang an das zugeordnete Impulsgeberelement (9.1 bzw. 9.2), mit seinem Löscheingang an den Ausgang des Kanales(10.1 bzw. 10.2) angeschlossen ist.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verzögerungsglied (14) auf eine Verzögerungszeit eingestellt ist. die der Mindestblockierzeit für Übergang vor Vorwärts- auf Rückwärts-Ansteuerung des Zähler (6) und umgekehrt entspricht.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verzögerungszeiten unterschiedlich eingestellt sind.

b Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (17) eine Warnsignalen richtung (18) freigibt.

7. Schaltanordnung nach wenigstens einem de vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzcich net. daß der Signalgeber (17) eine Kupplungs-Ausrückvorrichtung (19) ansteuert.

8 Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche.dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang jeden Impulsgeberelcmentes (9.2. 9.2) ein Zeilglied (20) angeschlossen ist, dessen Ausgange den Signalgeber(17) ansteuern.

9. Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (17) bistabiles SchaltVerhalten aufweist und mit seinem Rücksetzeingang an eine Rücksetzschaltung (21) angeschlossen ist.

10. Schallanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzschaliung (21) einen Kontaktgeber (22) aufweist und außerdem an den Impulsgeberelementen (9.1, 9.2) nachgeschaltete Drehzahlwächter angeschlossen sind.

11. Schaltanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitglieder (20) die Drehzahlwächter sind, die das Schaltverhalten nachtriggerbarer monostabiler Kippstufen aufweisen.