DE2620068A1 - Laufzeitanzeiger mit unterbrechungsschaltung - Google Patents
Laufzeitanzeiger mit unterbrechungsschaltungInfo
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Description
Erik Ejnar Forsslund, Ekensbergsvagen 85,
S-171 45 solna
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Laufzeitanzeiger mit Unterbrechungsschaltung, bestehend aus einem
Laufzeitzähler mit einem Mittel zur Messung und Anzeige
der Dauer einer einzelnen Periode zwischen einem Startimpuls und einem darauffolgenden Stopimpuls, die dem Zähler
zugeführt werden, sowie der Gesamtdauer einer Folge von unterbrochenen Perioden zwischen einer beliebigen Anzahl
von Startimpulsen und darauffolgenden Stopimpulsen, die
dem Zähler zugeführt werden, sowie einem Mittel zur Rückstellung des Zählers auf Null bei Empfang eines Rückstellimpulses.
Bei den vom Zähler empfangenen Start- und Stopimpulsen handelt es sich vorzugsweise um elektrische
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Impulse, jedoch können auch mechanische oder jede andere bekannte Art von Impulsen verwendet werden. Praktisch kann
jede Zustands-, Stellungs-, Temperaturänderung usw. als Impuls angesehen werden.
Der Begriff "Laufzeitanzeiger" wird in der vorliegenden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen zur Benennung
eines Zeitmeß- und Anzeigeinstrumentes verwendet, das geeignet ist, innerhalb einer willkürlich gewählten Zeiteinheit
die effektive Betriebs- bzw. Arbeitszeit einer Maschine, eines Apparates, eines Fahrzeuges oder einer
Person zu bestimmen, die intermittierend oder periodisch, d.h. mit bestimmten Pausen oder Unterbrechungen arbeiten.
Ein einfaches und bekanntes Beispiel für einen solchen Laufzeitanzeiger ist eine Zeitschaltuhr, die nach Betätigung
in einer bestimmten Art ein- und ausschaltet, um die Dauer einer Periode zwischen einem Startimpuls und einem Stopimpuls
bzw. die Gesamtdauer einer beliebigen Anzahl solcher Perioden zu messen und durch Betätigung eines Rückstellknopfes
auf Null zurückgestellt werden kann. Obwohl eine solche Zeitschaltuhr im allgemeinen von Hand betätigt wird,
d.h. durch manuelle Druckimpulse gesteuert wird, gibt es ähnliche Zeitmeßinstrumente bzw. Laufzeitanzeiger mit
Addierungsmöglichkeit, denen die erforderlichen Impulse unmittelbar von der überwachten Maschine bzw. dem überwachten
Apparat zugeführt werden.
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In vielen Fällen ist jedoch die effektive Betriebszeit pro gewählter Zeiteinheit nicht von besonderem Interesse.
Stattdessen besteht die wesentliche Aufgabe darin, daß eine Maschine, ein Apparat oder auch ein Arbeiter nicht überbelastet
bzw. überbeansprucht wird, sondern nach jeder gegebenen Periode praktisch ununterbrochener Arbeit mehr
oder weniger gezwungen ist, eine zusammenhängende Pause von vorbestimmter Dauer einzulegen, ehe die Arbeit wieder aufgenommen
wird, da davon ausgegangen wird, daß eine kürzere Pause nicht zur Wiederherstellung des alten Zustandes ausreicht.
Als erstes Beispiel eines solchen Falles sei angenommen, daß ein Lichtbogenschweißgerät unter Bedingungen eingesetzt
wird, bei denen erforderlich ist, daß die gesamte effektive Schweißzeit pro Zeiteinheit von 10 Minuten eine Periode von
4 Minuten nicht überschreitet und daß die Mindest-Leerlaufperiode bzw. Ruheperiode vor Beginn einer neuen Betriebsperiode unter Höchstlast mindestens 6 Minuten betragen muß,
um das Schweißgerät gegen überhitzung zu schützen. Aufgrund der kurzen Pausen für das Auswechseln der Elektroden und
dergl., die sämtlich zu kurz sind, um eine feststellbare Erholung bzw, Abkühlung des Gerätes zu gewährleisten,
besteht die effektive Schweißzeit pro Betriebsperiode aus einer Vielzahl von Schweiß- bzw. Arbeitsperioden, die im
Einzelfall kürzer als die Maximalzeit von 4 Minuten sind.
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Diese Perioden müssen aufaddiert werden, sofern nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsperioden eine
Pause von mindestens 6 Minuten liegt, da nach Ablauf dieser Zeit das Gerät in jedem Falle für eine neue Betriebsperiode
unter Höchstlast bereit ist. In diesem Falle wäre ein Zeitmeß- und Anzeigegerät, das sämtliche kurzen Schweißperioden
mißt und aufaddiert, sofern diese relativ kurz aufeinanderfolgen, das ein Warnsignal abgibt, wenn die
Summe dieser Schweißperioden einen Höchstwert von 4 Minuten erreicht, und das automatisch nach jeder Leerlauf- bzw.
Abschaltperiode von mindestens 6 Minuten Dauer auf Null zurückgestellt wird, ein wertvolles Mittel, um sicherzustellen,
daß das Schweißgerät nicht versehentlich überbelastet wird.
Als zweites Beispiel sei angenommen, daß man durch Untersuchungen festgestellt hat, daß der Fahrer eines PKW oder
LKW aus Gründen der Verkehrssicherheit sein Fahrzeug ununterbrochen nicht mehr als z.B. 5 Stunden fahren darf,
und daß er eine Pause von mindestens 30 Minuten einlegen muß, ehe er eine weitere Fahrperiode dieser Länge fahren
darf. Kürzere Unterbrechungen der Arbeitszeit am Lenkrad, z.B. zum Betanken, Aufladen usw., bzw. Pausen aufgrund
von Verkehrsbehinderungen, dürfen nicht als Erholungszeit gerechnet werden. Um in einem solchen Falle sicherzustellen,
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daß der Kraftfahrer nicht übermüdet, wird ein Instrument benötigt, das automatisch die Dauer jeder Fahrperiode bzw.
jeder Gruppe von Fahrperioden mißt, die ohne genügende Pause aufeinanderfolgen, die Summe dieser Perioden anzeigt
und ein Warnsignal abgibt, wenn die Sumiue den maximal zulässigen
Wert von 5 Stunden erreicht hat, das jedoch auch automatisch auf Null zurückgestellt wird, wenn die Arbeit
am Lenkrad mindestens für die Periode von 30 Minuten unter brochen wird, die als Mindestdauer für eine Pause festgelegt
ist, ohne Rücksicht darauf, ob zu diesem Zeitpunkt die aufsummierte Fahrzeit ihren Maximalwert erreicht hat.
Viele ähnliche Fälle sind durchführbar, bei denen ein
Laufzeitanzeiger, der dann reagiert, wenn der Betrieb für eine vorbestimmte, möglicherweise regelbare Zeitperiode
beträchtlicher Länge unterbrochen wird, jedoch kürzere Unterbrechungen bzw. Pausen nicht beachtet, so daß er als
Unterbrechungsschaltung angesehen werden kann, einen ähnlichen Zweck erfüllt, wobei es Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist, ein Instrument mit den für diesen Zweck benötigten Eigenschaften zu schaffen.
Der erfindungsgemäße Laufzeitanzeiger ist vorwiegend
dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehend erwähnte Laufzeitzähler, bei dem es sich um einen ersten Zähler handelt,
mit einem zweiten, nicht addierenden Zähler
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kombiniert ist, der als Ruhezeitzähler dient, wobei der zweite Zähler wiederum mit einem Mittel versehen ist, um
die Ruhezeit unmittelbar nach jedem, von dem ersten Zähler empfangenen Stopimpuls zu messen und um die auf diese
Weise gemessene Ruhezeit mit einem, in dem zweiten Zähler gespeicherten Wert zu vergleichen, mit einem Mittel zur
automatischen Rückstellung des zweiten Zählers auf Null, sobald der erste Zähler einen neuen Startimpuls erhält,
ehe die gemessene Ruhezeit den Speicherwert erreicht hat, sowie mit einem Mittel zur Abgabe eines Impulses an das
Rückstellmittel des ersten Zählers zu dem Zeitpunkt, bei dem die gemessene Ruhezeit gleich dem Speicherwert ist,
versehen ist.
Weitere Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der beiliegenden Zeichnung dargestellt
ist. Im einzelnen besteht die Zeichnung aus einem Blockdiagramm verschiedener, miteinander verbundener elektronischer
Teile, die für sich allein jeweils bekannt sind und in Zusammenarbeit den Laufzeitanzeiger mit Unterbrechungsschalter
ergeben.
In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Schalter mit einem mittig angeordneten Kontaktstück, das von einer mittigen
Ruhestellung, die in der Zeichnung gezeigt ist, in eine
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von zwei ArbeitsStellungen gebracht werden kann, d.h. eine
obere Arbeitsstellung, die anzeigt, daß der zu überwachende Arbeitsvorgang begonnen hat, und eine untere Arbeitsstellung,
die anzeigt, daß der genannte Arbeitsvorgang aufhört, wobei das bewegliche Kontaktstück während Perioden
kontinuierlicher Arbeit sowie während Pausen bzw. Ruheperioden in seiner mittleren Ruhestellung verharrt und
nur kurze Steuerimpulse über einen von zwei Hauptstrompfaden an zwei verschiedene Eingangsrelais 2 bzw. 3 abgibt.
Das Relais 2 gehört zu einem mit 4 bezeichneten Laufzeitzähler,
während das Relais 3 zu einem als 5 bezeichneten Ruhezeitzähler gehört. Die beiden Eingangsrelais 2 und 3
können in geeigneter Weise die Form von impulsbetätigten Schaltern annehmen, die selbsttätig in zwei Schaltstellungen
verharren, einer Arbeitsstellung A, bei der der angeschlossene Zeitzähler Strom aus einer beliebigen, nicht gezeigten
Stromquelle erhält, und einer Ruhestellung O, bei der die auf diese Weise hergestellte Stromzufuhr unterbrochen wird.
Wird das bewegliche Kontaktstück des Schalters 1 in seine obere Stellung gebracht, so nimmt das Eingangsrelais 2 des
Laufzeitzählers 4 seine Arbeitsstellung ein, während gleichzeitig
das Eingangsrelais 3 des Ruhezeitzählers 5 in die Ruhestellung gebracht wird. Wird dagegen das bewegliche
Kontaktstück des Schalters 1 in seine untere Stellung
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gebracht, so nimmt das Eingangsrelais 3 des RuhezeitZählers
5 seine Arbeitsstellung ein, während gleichzeitig das Eingangsrelais 2 des Laufzeitzählers 4 seine Ruhestellung
einnimmt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Laufzeitzähler
4 mit einem elektronischen Impulsgenerator 6 versehen, der
im Betrieb eine regelmäßige Impulsreihe an einen addierenden Impulszähler 7 abgibt, der an eine Anzeige 8, vorzugsweise
eine Digitalanzeige, angeschlossen ist, und der die nach
der letzten Nullstellung abgelaufene Laufzeit optisch anzeigt.
Der Impulszähler 7 ist darüber hinaus an eine Detektorbzw.
Sensoreinheit 9 angeschlossen, die feststellt, wenn der Impulszähler einen zuvor eingestellten Zeitwert bzw. eine
Impulszahl erreicht hat, die in der Einheit 9 gespeichert ist und die zumindest innerhalb bestimmter Grenzen einstellbar
ist, damit das Gerät verschiedenen Zwecken angepaßt werden kann. Die Detektoreinheit 9 ist so ausgelegt, daß
sie nach Erreichen des vorher eingestellten Zeitwertes im Impulszähler 7 ein oder mehrere Signale abgibt und in dem
gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig den kontinuierlichen Betrieb des Laufzeitzählers 4 unterbricht, indem
sie einen Abschält-Impuls an das Eingangsrelais 2 abgibt.
Alternativ kann die Impulsabgabe auch unterbleiben, so daß der Laufzeitzähler 4 die Zeit weiter zählt, während
lediglich ein Dauerwarnsignal geeigneter Art, z.B. ein optisches oder akustisches Warnsignal, abgegeben wird.
Der Impulszähler 7 ist so ausgelegt, daß er auf Null zurückgestellt wird, wenn ihm über die Leitung 10 ein
Rückstellimpuls zugeführt wird. Darüber ninaus ist der Impulszähler 7 an eine Speichereinheit 11 angeschlossen,
die bei jeder Rückstellung des Impulszählers den Summenwert der Impulse speichert und ggfs. auch aufzeichnet,
d.h. den Laufzeitwert, den der Impulszähler in dem Augenblick
erreicht hat, als er zurückgestellt wurde, so daß der vorhergehende Wert aus der Speichereinheit abgerufen
werden kann, falls dieser für eine ggfs, später durchgeführte Kontrolle benötigt wird. Die Speichereinheit 11
kann natürlich auch weggelassen werden, z.B. in den Fällen, wo der Laufzeitzähler selbst den Betrieb der überwachten
Maschine bzw. des überwachten Apparates unterbricht, und die Wiederaufnahme der Arbeit erst zuläßt, wenn die zuvor
eingestellte Ruhezeit abgelaufen ist.
Der Ruhezeitzähler 5 ist ebenfalls mit einem elektronischen Impulsgenerator 12 ausgerüstet, der im Betrieb eine regelmäßige
Impulsfolge an einen nicht addierenden Impulszähler 13 abgibt, der so ausgelegt ist, daß er sich auf Null
zurückstellt, sobald ihm entweder über die Leitung 14 oder über die Leitung 15 ein Rückstellimpuls zugeführt wird,
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Der Impulszähler 13, der mit einer eigenen Anzeigeeinheit
16 zur optischen Anzeige des Ablaufes der Ruhezeit ausgerüstet
sein kann, ist an eine Detektor·-« bzw. Sensoreinheit
17 angeschlossen, die feststellt, wenn der Impulszähler einen zuvor eingestellten Ruhezeitwert bzw. Impulssummenwert
erreicht hat, der in der Einheit 17 gespeichert ist und vorzugsweise ebenfalls einstellbar ist, zumindest
innerhalb bestimmter Grenzen, damit das Instrument verschiedenen Zwecken angepaßt werden kann.
Der vorstehend beschriebene Laufzeitanzeiger arbeitet wie
folgt: Wenn das bewegliche Schaltstück des Schalters 1 vorübergehend in seine obere Stellung gebracht wird, wodurch
angezeigt wird, daß die zu überwachende Arbeit beginnt, wird ein Startimpuls an den Anzeiger abgegeben,
durch den das Eingangsrelais 2 des Laufzeitzählers 4 in seine Arbeitsstellung gebracht wird. Infolgedessen
beginnt der Laufzeitzähler 4 zu laufen. Durch den gleichen Impuls wird das Eingangsrelais 3 des Ruhezeitzählers 5
in seine Ruhestellung gebracht, so daß der Ruhezeitzähler stillsteht. Schließlich wird durch den gleichen Impuls
der Impulszähler 13 des Ruhezeitzählers über die Leitung 15 auf Null zurückgestellt. Solange das mittig angeordnete
Kontaktstück des Schalters 1 nicht in seine untere Stellung gebracht wird, läuft der Laufzeitzähler 4 zumindest
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,überfeinen bestimmten Zeitraum, so daß die in regelmäßigen
Abständen von dem Impulsgenerator "6erzeugten" Impulse von
dettT' Impulszähler 1' gezählt Werden/ während^der entsprechende
Zeitwert "auf der Anzeige'' S angezeigt wird,· Wenn der Impulszähler
7 den "zuvor an der "Detektoreinheit Ψ eingestellten
Wert erreicht Tiat, "gibt die letztere über die Leitung -18
einen Impuls abr, der zur "Auslösung eines' Signals verwendet
werden kann, z.B. indem der'Strompreis einer (nicht gezeigten)
Klingel geschlossen wird, und der darüber hinaus auch
dazu dient, das Eingangsrelais 2 des Laufzeitanzeigers 4
in seineRuhestellung zu bringen. Natürlich zeigt jetzt
die Anzeige 8 des Laufzeitanzeigers die.maximale Laufzeit
an. Das gesamte.System ist blockiert und es tritt keine
Veränderung ein* bis das bewegliche Kontaktstück des Schalters...
1. vorübergehend in seine untere Stellung gebracht wird
und der Ruhezeitzähler 5 genügend lange gelaufen ist, so daß er an den Zähler 7 einen Rückstellimpuls abgibt.
Wird jedoch das bewegliche Kontaktstück des Schalters 1
in seine untere Stellung gebracht, ehe die Detektoreinheit 9 das Signal abgegeben hat, so wird das Eingangsrelais 2
in seine Ruhestellung geschaltet, während stattdessen das Eingangsrelais 3 des Ruhezeitzählers in die Arbetisstellung
geschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß der Generator 12
- 11 --■--'
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beginnt, in regelmäßigen Abständen Impulse an den Impulszähler 13 abzugeben. Ist zu dem Zeitpunkt, wo der Schalter
1 wieder in seine obere Stellung gebracht wird, die Pause kürzer als die zuvor eingestellte Mindestpause, die in der
Detektoreinheit 17 gespeichert ist, so besteht die einzige Folge darin, daß der Laufzeitzähler 4 wieder eingeschaltet
wird, während der Ruhezeitzähler 5 bei gleichzeitiger Rückstellung seines Impulszählers 13 auf Null stillgesetzt wird.
Somit unterscheidet sich der Impulszähler 13 von dem Impulszähler 7 dadurch, daß er keine verschiedenen Impulsfolgen
summiert. Erreicht jedoch der Impulszähler 13 den zuvor eingestellten Mindest-Ruhezeitwert, so gibt die Detektoreinheit
17 einen Rückstellungsxmpuls nicht nur über die Leitung 10 an den Impulszähler 7 des Laufzeitzählers 4 ab,
sondern auch über die Leitungen 10 und 14 an den Impulszähler
13 des Ruhezeitzählers 5, und gleichzeitig erreicht der gleiche Impuls über die Leitung 19 das Eingangsrelais
des Ruhezeitmessers 5 und schaltet dieses in seine Ruhestellung. Auf diese Weise werden beide Zeitzähler 4 und 5
stillgesetzt und im letzteren Falle auch gleichzeitig auf Null zurückgestellt. Wenn der Impulszähler 7 des Laufzeitsählers
4 zusammen mit dessen Anzeige 8 auf Null zurückgestellt wird, so wird der Wert, den der Impulszähler 7
zu diesem Seitpunkt erreicht hat, der Speichereinheit 11
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zugeführt, in der er in geeigneter Form gespeichert wird, bzw. anstelle eines zuvor gespeicherten Wertes tritt, falls
es sich um einen selbstlöschenden Speicher handelt. Die Speichereinheit 11 kann auch mit einer (nicht gezeigten)
Anzeigeeinheit, z.B. in Digitalform, versehen sein, an welcher der bzw, die gespeicherten Werte unmittelbar ablesbar
sind.
Es sei darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße Laufzeitanzeiger
in vielen verschiedenen Ausführungsformen hergestellt werden kann, von denen die vorstehende Ausführungsform
nur ein Beispiel darstellt. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die Konstruktionseinzelheiten und Bauteile
eines erfindungsgemäßen Anzeigers innerhalb weiter Grenzen verändert werden können, ohne das gewünschte Ergebnis zu
gefährden, das darin besteht, daß der Laufzeitanzeiger
automatisch zurückgestellt wird, sobald eine zuvor eingestellte Mindest-Ruhezeit abgelaufen ist.
In praktischer Anwendung ist eine elektronische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laufzeitanzeigers im wesentlichen
gemäß der vorstehenden Beschreibung in den meisten Fällen vorzuziehen. Ist jedoch aus beliebigen Gründen ein elektronisches
Gerät nicht erwünscht, so kann man eine mechanische oder sogar hydraulische Ausführungsform des Laufzeitanzeigers
nach den gleichen allgemeinen Richtlinien bauen,
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In sämtlichen Fällen kann der Primärschalter bzw. eine
entsprechende Quelle von Primärimpulsen unmittelbar von einer Maschine bzw. einem Apparat, dessen Arbeitsweise
überwacht werden soll, betätigt werden. Handelt es sich indessen darum, die Arbeit einer bestimmten Person an
einer Maschine oder an einem Fahrzeug zu überwachen, so kann es in bestimmten Fällen erforderlich sein, den Laufzeitanzeiger
durch eine Vorrichtung zu ergänzen, mit deren Hilfe verschiedene Personen identifiziert werden können,
so daß der Laufzeitanzeiger auch auf Null zurückgestellt wird, wenn eine neue Person die Arbeitsaufgabe übernimmt.
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Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHELaufzeitanzeiger mit Unterbrechungsschaltung, bestehend aus einem ersten, als Laufzeitzähler dienenden Zähler mit einem Mittel zur Messung und Anzeige der Dauer einer einzelnen Periode zwischen einem Startimpuls und einem darauffolgenden Stopimpuls, die dem genannten ersten Zähler zugeführt werden, sowie der Gesamtdauer einer Folge von unterbrochenen Perioden zwischen einer beliebigen Anzahl von Startimpulsen und anschließenden Stopimpulsen, die dem genannten ersten Zähler zugeführt werden, sowie einem Mittel zur Rückstellung des genannten ersten Zeitzählers auf Null bei Empfang eines Rückstellimpulses, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Zeitzähler mit einem zweiten, nicht addierenden Zeitzähler kombiniert ist, der als Ruhezeitzähler dient, und mit einem Mittel zur Messung der Ruhezeit unmittelbar nach Eingang eines jeden Stopimpulses bei dem genannten ersten Zähler und zum Vergleich der auf diese Weise gemessenen Ruhezeit mit einem, in dem genannten zweiten Zähler gespeicherten Wert, einem Mittel zur automatischen Rückstellung des genannten zweiten Zeitzählers auf Null, wenn der genannte erste Zähler einen neuen Startimpuls erhält, ehe die gemessene Ruhezeit den genannten Speicherwert erreicht hat, und mit einem Mittel zur Abgabe- 15 -B098A9/0873eines Impulses an das genannte Rückstellmittel des genannten ersten Zeitzählers zu dem Zeitpunkt, wo die gemessene Ruhezeit gleich dem Speicherwert ist, ausgerüstet ist.
- 2. Laufzeitanzeiger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherwert in dem zweiten Zähler verstellbar ist.
- 3. Laufzeitanzeiger gemäß Ansprüchen 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel zur Blockierung des ersten Zählers vorgesehen ist, wenn die von diesem angezeigte Laufzeit einen gewählten Maximalwert erreicht hat.
- 4. Laufzeitanzeiger gemäß Ansprüchen 1, 2 bzw.·3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel zur Abgabe eines Signals vorgesehen ist, wenn die von dem ersten Zähler angezeigte Laufzeit einen gewählten Wert erreicht hat.
- 5. Laufzeitanzeiger gemäß vorstehenden Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zähler mit einer Speichereinheit zur Speicherung und ggfs. erneuten Anzeige eines Laufzeitwertes, der zuvor von dem ersten Zähler angezeigt worden ist, kombiniert ist, und daß- 16 -6Π9ΩΑ9/0873ein Mittel vorgesehen ist, das in der genannten Speichereinheit automatisch jeden Wert speichert, den der erste Zähler jeweils anzeigt, wenn er einen Rückstellimpuls erhält.6, Laufzeitanzeiger gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der genannten Speichereinheit um eine Ausführungsart handelt, bei der ein zuvor gespeicherter Wert automatisch gelöscht wird, wenn ein neuer Wert eingegeben wird.- 17 -609849/0873Leerseite
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