DE2713872C3 - Wechselstromsicherheitsschaltung für die Fernbedienung von Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltung, die für die Fernbedienung von Maschinen oder Anlagen durch einen oder mehrere Bedienungsleute verwendbar ist.

Bei zahlreichen Maschinen, wie beispielsweise Exzenterpressen, Punktschweißmaschinen, verschiedenen Werkzeugmaschinen, muß eine Schutzvorrichtung angebracht werden, die es verhindert, daß der Bedienungs-

mann seine Hände in den Arbeitsbereich der Maschine bringt, wenn diese in Betrieb ist. Zu diesem Zweck ist es üblich, zwei Schalter vorzusehen, die der Bedienungsmann mit seinen Händen gleichzeitig betätigen muß, so daß die Hände mit Sicherheit außerhalb dtr Gefahrenzone bleiben. Wählt man eine derartige Auslösung mit zwei Händen, muß man die Sicherheit haben, daß die beiden Tasten zum Inbetriebsetzen der Maschine gleichzeitig gedruckt werden und daß, sobald nur eine der beiden Tasten losgelassen wird, der Speisestrom für die Maschin? abgeschaltet ist. Es darf nicht möglich sein, die Maschine wieder in Betrieb zu setzen, indem man von neuem nur wieder auf eine der beiden losgelassenen Tasten drückt

Üblicherweise werden daher Sicherheitseinrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgesehen, die eine Wiederholsperre für das Arbeitsspiel der Maschine durch Kontrolle der Ruhestellung der Betätigungstasten enthalten und außerdem das gleichzeitige Drücken der Betätigungstasten für das Einleiten eines Arbeitsspiels der Maschine erfordern. Solche Sicherheitseinrichtungen werden z. B. in der OE-PS 2 18 874 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Anlage so auszuführen, daß der Bedienungsmann gegen Kurzschlüsse am Steuerpult oder im Speisestromkabel geschützt ist

Die erfindungsgemäße Wechselstromsicherheitsschaltung, die bestimmt ist für die Fernbedienung (Inbetriebsetzung und Anhalten) einer Maschine oder einer Anlage mit Hilfe von zwei Tastenschaltern in Reihenschaltung mit jeweils einem Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt, wobei die Tastenschalter mit zwei Relaisspulen zusammenwirken, die Kontakte in dem Inbetriebsetzungsstromkreis und in dem Wiederholumgssperre-Stromkreis, die in die zu steuernde Maschine übergehen, aufweisen, und mit einem dritten Verzögerungsrelais, dessen Spule parallel zu der einen der beiden erstgenannten Relaisspulen liegt und dessen Kontakt sich in dem Speisekreis der anderen Spule befindet, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei in jedem Tastenschalter ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Arbeitskontaktanschluß verbunden ist, während der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen Tastenschalters verbunden ist, daß ferner die Reihenschaltung der beiden Tastenschalter ein elektrisches Ventil aufweist, daß außerdem parallel zu jeder der beiden in Reihe geschalteten Relaisspulen ein elektrisches Ventil liegt, und daß die beiden letztgenannten Elemente gegeneinandergeschaltet sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße elektrische Sicherheitsschaltung weiterhin mit einem dritten Tastenschalter ausgestattet, der in Reihe mit einer Relaisspule geschaltet ist, die einen Kontakt in dem Stromkreis »in Betrieb« dei zu steuernden Maschine aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß dieser dritte Tastenschalter als Doppelschalter ausgebildet ist, dessen Ruhekontakte in Reihe mit einem elektrischen Ventil beiderseits dieses Elements liegen, daß ferner bei jedem der den Doppelschalter bildenden Elemente ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Arbeitskontaktanschluß verbunden ist, während der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen den Doppelschalter bildenden Elements verbunden ist, und daß zwei Relaisspulen vorgesehen sind, denen jeweils ein elektrisches Ventil parallelgeschaltet ist, wobei die beiden letzteren Elemente gegeneinandergeschaltet sind.

Nach einer Ausführungsform sind die beiden Tastenschalter bzw. der Doppeltastenschalter in zwei Stromkreisen parallel zueinander im Ianeren eines beweglichen Schaltkastens angeordnet, und die Schaltungen sind mit Verbindungsleitungen in ein Relaisgehäuse fortgeführt, das die Relaisspulen der jeweiligen Stromkreise sowie die folgenden Stejerkreixe auf-ο nimmt: den Wiederholangssperre-Stromkreis, den Inbetriebsetzungs-Stromkreis und den Nothaltkreis für die zu steuernde Maschine.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, bei der alle vorgenannten Merkmale miteinander verbunden sind, ist die Schaltung außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arbeitskontaktanschluß des ersten Elements des Doppeltastenschalters einerseits mit dem ersten Ruhekontaktanschluß des ersten Tastenschalters und andererseits mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des zweiten Tastenschalters verbunden ist, und daß die elektrischen Ventile, von denen das eine zwischen den beiden Tastenschaltern und das andere zwischen den beiden Elementen des Doppeltastenschalters liegt, in gleichem Richtungssinn geschaltet sind.

Nach einem zusätzlichen Merkmal der bevorzugten Ausführungsform ist die Spule eines zweiten Inbetriebsetzungsrelais parallel zu der Spule eines ersten Inbetriebseuungsrelais geschaltet und Kontakte dieser beiden Relaisspulen sind derart hintereinander in einen Verbraucherstromkreis geschaltet, daß jederzeit die dynamische Kontrolle der beiden Inbetriebsetzungsrelais möglich ist.

Nach einem weiteren Merkmal dieser bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Sicherheitsschaltung, die in dem Relaisgehäuse mindestens drei Verbraucherstromkreise enthält, nämlich einen »in Betrieb«-Stromkreis, einen Inbetriebsetzungsstromkreis und einen Wiederholungssperre-Stromkreis, dadurch ausgezeichnet, daß sie zwei zusätzliche Kontroii-Stromkreise enthält, von denen der erste bei der Inbetriebnahme und/oder bei jedem Arbeitsspiel der Maschine den richtigen Ablauf der doppelten Unterbrechung des »in Betrieb«-Stromkreises zu überprüfen erlaubt, während der zweite den Nachweis jeder außergewöhnlichen Verzögerung in der Funktion eines der Relais der Anlage ermöglicht.

Nach einem weiteren Ausführungsmerkmal ist eine Elektrolumineszenzdiode parallel zu einer bei Durchbruchspannung leitenden Zenerdiode gleicher Durchlaßrichtung zwischen den ersten Ruhekontaktanschluß des ersten Tastenschalters und den zweiten Arbeitskontaktanschluß des zweiten Tastenschalters geschaltet, um dem Bedienungsmann anzuzeigen, daß die beiden Tasten für das manuelle Einschalten richtig betätigt worden sind, d. h. daß die Anlage normal arbeitet.

Nach einem weiteren Merkmal dieser bevorzugten Ausführungsform sind in allen Verbraucherstromkreisen, mit Ausnahme eines Diskordanzkontroll-Stromkreises die Relaiskontakte als Umschalter ausgebildet, bei denen der bewegliche Anker und der eine Kontakt an den gleichen Stromversorgungsleiter geführt sind, so daß ein Kurzschlußzustand herbeigeführt ist und verhindert wird, daß infolge eines versehentlichen oder beabsichtigten Kurzschlusses der Kontakte dieser Stro.nkreise eine ungewollte Inbetriebnahme erfolgt.

Nach einem weiteren Ausführungsmerkmal sind in einem der genannten zusätzlichen Kontrollstromkreise Arbeitskontakte der beiden Inbetriebsetzungsrelais so

in Reihe mit Ruhekontakten des entsprechenden Ruherelais der Tastenschalter und des Verzögerungsrelais geschaltet, daß sich eine Überwachung der entsprechenden Relais durch gegenseitige Sperrung ergibt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei Ausführungsformen der Erfindung, die beispielsweise und anhand von Zeichnungen erläutert werden, die folgendes darstellen:

F i g. 1 ein elektrisches Schaltbild der Anlage in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 ein entsprechendes Schema einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der Ausführung nach F i g. 1 wird eine elektrische Sicherheitsschaltung mit einer Hintereinanderschaltung eines beweglichen Schaltkastens P und eines Relaisgehäuses C für eine zu steuernde Maschine 30 aus einem Leiterbündel 200, 210 mit Wechselstrom gespeist. Der bewegliche Schaltkasten P ist mit einer Verbindungsleitung 24 an den Leiter 200 und mit Verbindungsleitungen 25, 26 an das Relaisgehäuse angeschlossen. Der bewegliche Schaltkasten enthält einen zwischen die Leitungen 24 und 25 geschalteten ersten Kreis, in dem hintereinandergeschallet sind: zwei Tastenschalter 1 und 3, die jeweils einen Ruhekontakt und einen Arbeitskontakt aufweisen, und eine Diode 2, die den Strom aus dem Leiter 24 zu dem Leiter 25 fließen läßt, wenn die Tastenschalter sich in Ruhestellung befinden, und von dem Leiter 25 zum Leiter 24, wenn die Tastenschalter 1 und 3 von dem Bedienungsmann gleichzeitig betätigt werden. Das ergibt sich dadurch, daß an jedem Tastenschalter 1, 3 ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Anschluß des Arbeitskontaktes verbunden ist, während jeweils der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen Tastenschalters verbunden ist.

Der bewegliche Schaltkasten enthält einen zweiten Stromkreis zwischen den Verbindungsleitungen 24 und 26 mit einem Doppeltastenschalter 7, bei dem zwei Öffnungs- und Schließkontakte 4 und 6 mit einer dazwischenliegenden, in Reihe geschalteten Diode 5 vorgesehen sind; die Diode bewirkt den Stromdurchgang von der Leitung 26 zur Leitung 24, wenn der Tastenschalter 7 sich in Ruhestellung befindet, und von der Leitung 24 zur Leitung 26, wenn der Tastenschalter 7 gedruckt ist. Das ergibt sich daraus, daß sich an jedem Element 4,6, die zusammen den Doppeltastenschalter 7 bilden, ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Anschluß des Arbeitskontakts des gleichen Elements verbunden ist, während der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Anschluß des Arbeitskontakts des anderen Elements verbunden ist.

Das Relaisgehäuse enthält zwei Steuerstromkreise, die die Fortsetzung der beiden Stromkreise in dem beweglichen Steuerpult bilden, sowie vier Verbraucherstromkreise, die an die zu steuernde Maschine 30 angeschlossen sind. Der erste Steuerstromkreis, der von der Leitung 25 zu dem Leiter 210 führt, enthält eine Reihenschaltung von zwei Dioden 8 und 9, die mit einander gegenüberliegenden Kathoden gegeneinandergeschaltet sind. Zu den Anschlüssen der Diode 9 sind parallel zwei Arbeitskontakte 11 und 12 gelegt, die ihrerseits in Reihe mit einer Relaisspule 11 liegen.

An den Anschlüssen der Diode 8 liegt parallel zu der Diode eine Relaisspule 10, die Hintereinanderschaltung einer Diode 17, einer von einem Widerstand 19 überbrückten Diode 18 und eines Kondensators 20. Eine Relaisspule 12 liegt zwischen dem den Dioden 17 und 18 gemeinsamen Schaltpunkt und dem Leiter 210.

Der zweite Steuerstromkreis, der von der Leitung 26 zum Leiter 210 verläuft, enthält die Hintereinanderschaltung von zwei Dioden 15 und 16, die mit einander gegenüberliegenden Kathoden gegeneinandergeschaltet sind. An die Anschlüsse der Diode 15 ist die Relaisspule 14 gelegt und an die Anschlüsse der Diode 16 die Relaisspule 13.

ίο Was die vier Verbraucherkreise angeht: der erste geht von dem Leiter 200 aus und weist einen Ruhekontakt des Relais 11 in Reihe mit einem Arbeitskontakt des Relais 10 auf. Er speist einen Wiederholungssperre-Stromkreis 27 für die zu steuern-

!5 de Maschine 30. Der zweite Stromkreis geht von dem Leiter 200 aus und enthält einen Arbeitskontakt des Relais 11 in Reihe mit einem Ruhekontakt des Relais 10. Er speist einen Inbetriebsetzungsstromkreis 28 für die zu steuernde Maschine 30. Der dritte Stromkreis geht von dem Leiter 200 aus und enthält einen Arbeitskontakt des Relais 14 in Reihe mit einem Ruhekontakt des Relais 13. Er speis: einen »in Betrieb«-Stromkreis 29 für die Maschine 30, wodurch die Maschine arbeiten kann, wenn dieser dritte Stromkreis geschlossen ist, bzw. abgestellt wird, wenn der Stromkreis unterbrochen ist. Der vierte Stromkreis geht von dem Leiter 200 aus und weist Ruhekontakte der Relais 10 und 11 auf, die zueinander parallel und in Reihe mit Ruhekontakten der Relais 13 und 14 liegen, die ihrerseits zueinander parallel geschaltet sind. Der Stromkreis speist die Gruppe aus dem Arbeitskontakt in Reihe mit der Spule eines Relais 23 und der parallelliegenden Wiedereinschalttaste 22, die einen Ausfall des beweglichen Schaltkastens überwacht.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen, wobei davon ausgegangen wird, daß das Schaltschema die Lage der Relaiskontakte bei in Ruhe befindlichen Relais angibt. Wenn an den Leitern 200, 210 Spannung liegt und die Tastenschalter 1 und 3 sich hi Ruhestellung befinden, fließt ein durch die Diode 2 gerichteter Richtungsstrom von der Verbindungsleitung 24 zu der Verbindungsleitung 25, durchfließt die Diode 9 und speist, weil er durch die Diode 8 gesperrt wird, die Spule des Relais 10, die während der nichtleitenden Halbperiode durch Selbstinduktion und über die Diode 8 erregt bleibt. Ober die Dioden 17 und 18 wird der Kondensator 20 geladen und die Spule des Relais 12 erregt, die in der nichtleitenden Halbperiode durch Selbstinduktion und über die Dioden 8 und 17 erregt bleibt. Auf diese Weise wird der Wiederholungssperre-Stromkreis 27 gespeist und der Inbetriebsetzunes-Stromkreis 28 ist vollständig abgeschaltet

Wenn die beiden Tasten praktisch gleichzeitig mit einem unter 0,4 see liegenden Zeitunterschied gedrückt werden, fließt der Richtungsstrom in umgekehrter Richtung wegen des andersartigen Verbindungsaufbaus in dem beweglichen Schaltkasten. Dieser Strom geht von dem Leiter 210 aus, fließt durch die Diode 8, erregt die Relaisspule 11 über den während 0,4 see gehaltenen Kontakt 12 (Entladung des Kondensators 20 über den Widerstand 19 und die Spule des Relais 12), bevor er über den Haltekontakt 11 weiterfließt und den beweglichen Schaltkasten von der Leitung 25 in Richtung zu der Leitung 24 über die Diode 2 hinweg durchfließt wobei das Relais 11 während der nichtleitenden Halbperiode infolge Selbstinduktion und über die Diode 9 erregt bleibt Unter diesen Umständen ist der Wiederholungssperre-Stromkreis 27 vollständig

abgeschaltet, und der Inbetriebsetzungs-Stromkreis 28 wird gespeist.

Werden die beiden Leitungen 24 und 25 kurzgeschlossen, so werden die beiden Relaisspulen 10 und 11 wegen des Durchlaufs der beiden Halbperioden zwischen 25 und 210 erregt. Unter diesen Umständen werden die beiden Stromkreise 27 und 28 abgeschaltet, und der vierte Verbraucherstromkreis wird geöffnet, so daß das Relais 23, das zuvor mit der Taste 22 erregt worden war, abfällt. Wird eine der beiden Leitungen 24 oder 25 unterbrochen, wird keiner der Verbraucherstromkreise angesteuert.

Wenn die Taste 7 sich in Ruhestellung befindet, fließt ein durch die Diode 5 gerichteter Richtungsstrom von dem Leiter 210 zu dem Leiter 200 und durchfließt dabei die Diode 16. Da sein Weg durch die Diode 15 blockiert wird, speist er die Relaisspule 14, die in der nichtleitenden Halbperiode infolge Selbstinduktion und über die Diode 15 erregt bleibt. Der »in Betrieb«-Stromkreis 29 wird geschlossen und läßt, wie erwähnt, das Anlaufen der Maschine 30 zu.

Wird der Tastenschalter 7 gedruckt, so geht ein durch die Diode 5 gerichteter Richtstrom von dem Leiter 200 aus. Er durchfließt den beweglichen Schaltkasten von der Leitung 24 aus zur Leitung 26. Er durchfließt auch die Diode 15 und erregt, weil die Diode 16 ihn blockiert, die Spule des Relais 13, die in der nichtleitenden Halbperiode infolge Selbstinduktion und über die Diode 16 erregt bleibt, während das Relais 14 abfällt. Daraus ergibt sich, daß der »in Betrieb«-Stromkreis durch seine beiden Kontakte 13, 14 abgeschaltet wird und, wie erwähnt, die Stillsetzung der Maschine veranlaßt.

Besteht ein Kurzschluß zwischen den Leitungen 24 und 26, so werden die Relaisspulen 13 und 14 infolge des Durchlaufens der beiden Halbperioden zwischen 26 und 210 erregt. Der »in Betriebw-Stromkreis 29 wird abgeschaltet (Anhalten der Maschine), ebenso der vierte Verbraucherstromkreis, dessen Relais 23 abfällt.

Liegt ein Kurzschluß zwischen den Leitungen 25 und 26 vor, werden demnach die Relaisspulen 10,11,13 und 14 erregt, und die vier Verbraucherstromkreise 27, 28, 29 und 23 werden abgeschaltet (Anhalten der Maschine).

In allen Fällen von Kurzschluß zwischen den Verbindungsleitungen oder im Inneren des Schaltkastens erhält keiner der Verbraucherstromkreise 27, 28, 29 Strom. Das Relais 23 fällt ab und veranlaßt das sofortige Stillsetzen der Maschine und die Abgabe eines Alarmzeichens.

Keine Unterbrechung oder Zerstörung von Elementen im Inneren des Schaltkastens, seiner Verbindungskabel oder des Relaisgehäuses bringt die Gefahr eines unbeabsichtigten Anlaufenlassens der Maschine mit sich.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung, die mit Wechselstrom gespeist wird, enthält somit einen Stromrichter für die Umwandlung von Wechselstrom in Richtstrom, nämlich den beweglichen Schaltkasten, und einen Richtstromempfänger, nämlich das Relaisgehäuse. Das letztere gibt keinerlei Befehle an die Maschine, sei es in Gegenwart von Wechselstrom, sei es bei Stromausfall. Mit Hilfe der in der erfindungsgemäßen elektrischen Sicherheitsschaltung verteilten Dioden, insbesondere der Dioden in dem beweglichen Schaltkasten und in dem Relaisgehäuse, ist somit eine Einrichtung entstanden, die vier unterschiedliche Binärzustände aufweist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß in allen Fällen in denen ein Steuerelement fehlerhaft arbeitet, die Sicherheitseinrichtung in eine Extremlage gebracht ist (Null-Null ODER Eins-Eins), wobei die Maschine zum Stillstand kommt. Diese Zustände lassen sich in einer Tabelle zusammenstellen:

0 abgeschaltet; keine Einspeisung

1 Stromkreis 27 gespeist 1 | angesteuert und

0 Stromkreis 28; gespeist/ [in Betrieb

1 Kurzschluß; keine Einspeisung

Der bewegliche Schaltkasten ist mit Dioden versehen, die dem Stromdurchfluß eine Richtung je nach der auszuübenden Wirkung vorschreiben, die durch die Stellung der Tastenschalter angezeigt wird, und in dem Relaisgehäuse befinden sich andere Dioden, um das jeweils benötigte Relais anzusteuern.

Auf dieser Grundlage sind verschiedene abgeänderte Ausführungsformen denkbar.

Eine wegen ihrer größeren Sicherheit bevorzugte Ausführungsform ist in F i g. 2 gezeichnet. Die elektrische Sicherheitsschaltung besteht ebenfalls aus einem beweglichen Schaltkasten P mit dahinter liegendem Relaisgehäuse C für eine zu steuernde Maschine 30; die Schaltung wird von einem Leiterbündel 200, 210 mit Wechselstrom versorgt. Der bewegliche Schaltkasten ist mit einer Verbindungsleitung 24 an den Leiter 200 und mit Verbindungsleitungen 25 und 26 an das Relaisgehäuse angeschlossen. Der bewegliche Schaltkasten weist einen ersten Schaltkreis auf, in dem hintereinander liegen: zwei Tastenschalter 1 und 3 mit jeweils einem Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt und eine Diode 2, die den Strom von dem Leiter 200 zu der Verbindungsleitung 25 leitet, wenn die Tastenschalter in Ruhestellung sind, und von der Verbindungsleitung 25 zu dem Leiter 200, wenn die Tastenschalter 1 und 3 von dem Bedienungsmann gleichzeitig betätigt sind. Das wird dadurch erreicht, daß bei jedem Tastenschalter 1, 3 ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Anschluß des Arbeitskontakts verbunden ist, während der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen Tastenschalters verbunden ist Parallel zu der Reihenschaltung der Ruhekontakte der Tastenschalter 1 und 3 und der Diode 2 sind eine Zenerdiode 40 und eine Elektrolumineszenzdiode 31 gelegt. Die Zenerdiode 40 ist so geschaltet, daß ein Stromfluß in gleicher Richtung wie bei der Elektrolumineszenzdiode 31 oberhalb der Durchbruchschwelle der Zenerdiode erfolgt, während unterhalb der Schwelle der Stromfluß gesperrt ist Die Zenerdiode 40 läßt den Stromfluß im Falle des Ausfalls des von der Elektrolumineszenzdiode 31 abzugebenden Lichtsignals zu, und die Stromleitungsrichtung der Diode schützt die Elektrolumineszenzdiode 31 vor entgegengesetzter Spannung bei einem etwaigen Kurzschluß der Tastenschalter 1 und 3. Durch Drücken der Tastenschalter 1 und 3 wird die Umkehrung der Stromrichtung herbeigeführt; der Strom fließt nun durch die Elektrolumineszenzdiode 31, die aufleuchtet und dadurch anzeigt, daß die Anlage oder die Maschine nun betrieben wird.

Der bewegliche Schaltkasten enthält einen zweiten, zwischen den Verbindungsleitungen 24 und 26 liegenden Stromkreis, der einen Doppeltastenschalter 7 enthält, der zwei öffnungs- und Schließkontakte 4 und 6 und eine Diode 5 in Reihe mit den Öffnungskontakten und

zwischen ihnen gelegen enthält; diese Diode läßt den Stromfluß von der Verbindungsleitung 24 zu der Verbindungsleitung 26 zu, sofern der Tastenschalter 7 in Ruhestellung ist, und von der Verbindungsleitung 26 zu der Verbindungsleitung 24, wenn der Tastenschalter 7 gedrückt ist. Das ist darauf zurückzuführen, daß bei jedem Element 4,6, aus denen der Doppeltastenschalter 7 sich zusammensetzt, ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Arbeitskontaktanschluß des gleichen Elements verbunden ist, während der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen Elements verbunden ist. Man sieht, daß die Dioden 2 und 5 in den benden Stromkreisen in übereinstimmender Richtung geschaltet sind.

Nach der vorliegenden Ausführungsform isi der Arbeitskontaktanschluß des Elements 4, der mit dem entsprechenden Anschluß des Ruhekontakts des gleichen Elements verbunden ist, an den gemeinsamen Schaltpunkt für einen Ruhekontaktanschluß des Tastenschalters 1, für die Zenerdiode 40 und für die Elektrolumineszenzdiode 31 geführt. Außerdem sind der bewegliche Schaltkasten und das Relaisgehäuse geerdet.

Das Relaisgehäuse enthält zwei Steuerstromkreise als Fortsetzung der beiden Stromkreise des beweglichen Schaltkastens und fünf Verbraucherstromkreise, die zu der zu steuernden Maschine 30 führen. Der erste, von der Verbindungsleitung 26 zu dem Leiter 210 führende Schaltkreis enthält die Reihenschaltung von zwei Dioden 16 und 15, die mit einander gegenüberliegenden Kathoden gegeneinandergeschaltet sind.

Parallel zu der Diode 16 liegt die Spule eines Relais 13 »Nothalt«, und paraiiei zu der Diode 15 ist in gleicher Weise die Spule eines Relais 14 »in Betrieb« geschaltet (die Relais sind durch die von ihnen bei ihrer Erregung tatsächlich ausgeübten Funktionen bezeichnet).

Der zweite Stromkreis führt von der Verbindungsleitung 25 zu dem Leiter 210 und enthält die Reihenschaltung von zwei Dioden 9 und 8, die mit einiinder gegenüberliegenden Kathoden gegeneinandergeschaltet sind. Vier Stromkreise sind parallel zu dem K.reis geschaltet, der die beiden Dioden 9 und 8 enthält. Der erste Stromkreis zeigt eine Reihenschaltung der Spule eines ersten Inbetriebsetzungsrelais 35, eines Kontakts eines Verzögerungsrelais 12 und der Spule eines Ruherelais 10 der Tasten. Für den zweiten Stron<kreis sind in Reihe geschaltet: die Spule eines zweiten Inbetriebsetzungsrelais 11, ein Arbeitskontakt des vorhergehenden Relais 11, ein Arbeitskontakt des ersten Inbetriebsetzungsrelais 35 und die Spule eines Verzögerungsrelais 12. Der gemeinsame Schaltpunkt der Dioden 8 und 9 ist mit dem gemeinsamen Schaltpunkt der Relaisspule 10 und des Arbeitskontakts 12 verbunden, dieser letztere Punkt steht seinerseits über eine Diode 17 mit dem gemeinsamen Schaltpunkt der Relaisspule 12 und dem Arbeitskontakt des Relais 35 in Verbindung. Der dritte und der vierte Stromkreis verbinden einen gemeinsamen Schaltpunkt der Ruhekontakte der Relais 11 und 35 mit dem Leiter 210. Der dritte Stromkreis enthält die Reihenschaltung eines Widerstands 19 mit einem Kondensator 20. Der vierte Stromkreis besteht aus der Reihenschaltung eines Ruhekontakts des Verzögerungsrelais 12 und eines Widerstands 38.

Was die fünf Verbraucherstromkreise des Relaisgehäuses betrifft, die zwischen den Speiseleitern 200 und 210 verlaufen, so enthalten sie, in der Zeichnung von

rechts nach links gehend: einen Inbetriebsetzungs-Stromkreis 28; einen Wiederholungssperre-Stromkreis 27; einen »in Betrieb«-Stromkreis 29; einen Diskordanz-Kontrollstromkreis 38 und einen Nothalt-Kontrollstromkreis 37. Der Inbetriebsetzungs-Stromkreis 28 enthält die Reihenschaltung von Kontakten, die zu den vier folgenden Relais gehören: Verzögerungsrelais 12, Relais »Tasten in Ruhestellung« 10, erstes bzw. zweites Inbetriebsetzungsrelais 35 bzw. 11. Im übrigen sind ein Arbeitskontakt des Verzögerungsrelais 12 und des Relais »Tasten in Ruhestellung« 10 sowie ein Ruhekontakt der beiden Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11 unmittelbar mit dem Leiter 210 verbunden, um in Verbindung mit einer nicht gezeichneten, zwischen dem Arbeitskontakt des Relais 11 und dem Leiter 200 liegenden Sicherung jeden ungewollten Betrieb durch gewollten oder zufälligen Kurzschluß der entsprechenden Kontakte zu verhindern, wobei eine derartige Sicherung auch für jeden derart geschützten Verbraucherstromkreis oder für die Gesamtheit der Verbraucherstromkreise vorgesehen werden kann. Dieser Stromkreis stellt die gegenseitige Sperrung des Verzögerungsrelais' 12 und des Relais 10 »Tasten in Ruhestellung« gegenüber den beiden Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11 her. Der Wiederholungssperre-Stromkreis 27 enthält die Reihenschaltung von Kontakten, die zu den drei nachstehend genannten Relais gehören: Relais 10 »Tasten in Ruhestellung«, erstes und zweites Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11. Im übrigen sind ein Ruhekontakt des Relais 10 »Tasten in Ruhestellung« und ein Arbeitskontakt der beiden Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11 unmittelbar mit dem Leiter 210 verbunden, um, wie zuvor, jeden ungewollten Betrieb durch absichtliches oder zufälliges Kurzschließen der entsprechenden Kontakte zu verhindern. Der Stromkreis führt außerdem noch die gegenseitige Sperrung des Relais 10 »Tasten in Ruhestellung« und der beiden Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11 herbei. Der »in Betrieb«-Stromkreis 29 enthält die Reihenschaltung des Kontakts, der zu den Relais 14 »in Betrieb« und 13 »Nothalt« gehört. Im übrigen sind ein Ruhekontakt des Relais »in Betrieb« 14 und ein Arbeitskontakt des Relais »Nothalt« 13 unmittelbar an den Leiter 210 angeschlossen, um jeden ungewollten Betrieb durch Kurzschließen der entsprechenden Kontakte zu verhindern.

Die Schaltung »Diskordanzkontrolle« 38 weist zwischen den Leitern 200 und 210 liegend auf: zunächst die Reihenschaltung von zwei Ruhekontakten der Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11, welche Reihenschaltung parallel zu der Reihenschaltung von Ruhekontakten des Verzögerungsrelais 12 und des Relais 10 »Tasten in Ruhestellung« sowie von Arbeitskontakten der Inbetriebsetzungsrelais 35 und 11 liegt. Diese Parallelschaltung liegt ferner in Reihe mit der Parallelschaltung von Ruhekontakten der Relais 14 »in Betrieb« und 13 »Nothalt«. Schließlich läuft die letztgenannte Verbindung weiter über die Spule eines Verzögerungskontakts 23 bis zu dem Leiter 210. Dieser »Diskordanzkontrolle-Stromkreis 38 gestattet eine ständige dynamische

Kontrolle der Betriebsbedingungen der darin eingesetzten Relais. Der Nothaltkontroll-Kreis 37 weist die Reihenschaltung von Kontakten auf, die zu dem Relais 13 »Nothalt« und dem Relais 14 »in Betrieb« gehören. Im übrigen sind ein Arbeitskontakt des Relais 14 »in Betrieb« und ein Ruhekontakt des Relais 13 »Nothalt« unmittelbar an den Leiter 210 geführt, um einen versehentlichen Betrieb infolge Kurzschließer der entsprechenden Kontakte zu verhindern.

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Diese spezielle Ausführungsform arbeitet folgendermaßen:

Im Ruhezustand fließt der Strom in einfacher Halbperiode von dem Leiter 200 in Richtung auf den Leiter 210, d. h. im Falle des Stromkreises der ι Nothalttaste 7 über die Diode 5, dann durch die Diode 16 unter Kurzschließen des Relais »Nothalt« 13, weiter durch die Spule des Relais 14 »in Betrieb«. Die andere Halbperiode, die durch die Diode 5 des beweglichen Schaltkastens blockiert wird, führt zu keinerlei Stromfluß, aber das Relais 14 »in Betrieb« speichert dank seiner erheblichen Selbstinduktion eine magnetische Energie, die das Relais während der nichtleitenden Halbperiode erregt hält, wobei ein Strom in der Boosterdiode 15 fließt.

Wenn man die Nothalttaste 7 drückt, wird die Richtung des Richtstroms umgekehrt. Aus diesem Grunde fällt von der Diode 15 das kurzgeschlossene Relais 14 ab, und das Relais 13 wird statt dessen erregt und bleibt während der nichtleitenden Halbperiode durch Selbstinduktionswirkung und durch die Diode 16 erregt. Der »in Betneb«-Stromkreis 29 wird zum Anhalten der Maschine benutzt. Der Stromkreis 37 »Nothaltkontrolle« dient als etwaige Kontrolle der beiden Relais 13 und 14 und ihrer Stromkreise.

Die Erregung der Relais 10 und 12 wird durch einen Richlungsstrom hervorgerufen, der die Tastenschalter 1 und 3 in ihrer Ruhelage und die Diode 2 durchläuft, wobei diese Relais während der nichtleitenden Halbperiode durch Selbstinduktionswirkung und durch die Dioden 8, 17 erregt gehalten werden. Der Strom fließt von dem Leiter 200 in Richtung auf den Leiter 210. Beim Drücken der Tastenschalter 1 und 3 wird unter Erregung der InbetriebseUungsreiais Ii und 35, wie weiter unten erläutert, die Stromrichtung umgekehrt; der Strom durchläuft nun die Elektrolumineszenzdiode 31. Die an deren Anschlüssen liegende Zenerdiode 40 sorgt für den Stromfluß beim Ausfall dieser Anzeige, und ihre Richtungsdiode schützt die Elektrolumineszenzdiode 31 gegen einen entgegengesetzt fließenden Strom bei einem etwaigen Kurzschluß an den Tastenschaltern 1 und 3.

Die Erregung der Inbetriebsetzungsrelais 11 und 35 ist bedingt durch die Erregungsposition des Relais 12, — dessen Selbsthaltung für die Dauer von 400 msec durch den Widerstand 19 und den Kondensator 20 gewährlei- — stet werden kann. Wenn die Relais 11 und 35 erregt sind, ist ihre Selbsthaltung gewährleistet, und gleichzeitig fällt das Relais 12 ab, das von dem Kondensator 20 getrennt wird, mit der Maßgabe, daß diese Relais während der 50 — nichtleitenden Halbperiode wegen Selbstinduktion und durch die Diode 9 selbsthaltend sind. In diesem System — kann ein Ruhekontakt des Relais 12 in den Inbetriebsetzungs-Stromkreis 28 und in den Stromkreis »Diskordanzkontrolle« 38 eingeschaltet werden, ohne systema- 55 — tisch mit 400 msec bestraft zu werden. Die Entladung des Kondensators 20 wird in dem Widerstand 38 über — den Ruhekontakt 12 abgeschlossen.

In der vorausgehenden Beschreibung ist die Art und Weise betont worden, in der vier von den fünf bo Verbraucherstromkreisen des Relaisgehäuses aufgebaut — sind, nämlich der Inbetriebsetzungs-Stromkreis 28, der Wiederholungssperre-Stromkreis 27, der »in Betrieb«- Stromkreis 29 und der Stromkreis »Nothaltkontrolle«, so daß eine versehentliche oder beabsichtigte Kurz-Schließung der Stromkreiskontakte keine Spannung an die Steuerungsorgane bringen kann und zum Durchbrennen der die Anlage schützenden Sicherung führt.

Es reicht nicht aus, einen beweglichen Sicherheitsschaltkasten zu haben, um gegen Gefahr geschützt zu sein. Man muß die Organe des beweglichen Schaltkastens periodisch arbeiten lassen, um die Sicherheit zu haben, daß sie im Gefahrenfalle richtig funktionieren. Zu diesem Zweck muß man die Relais periodisch spielen lassen. Das ist für besonders gefährliche Maschinen von größter Bedeutung.

Dazu kann man im Totpunkt der Maschine bei jedem Arbeitsspiel die Doppelschaltertaste 7 mit Hilfe einer zusätzlichen, nicht gezeichneten Elektromagnetspule künstlich arbeiten lassen, wodurch das Relais 14 vorübergehend abfällt und das Relais 13 erregt wird. Auf diese Weise wird ein 100% sicherer Nothalt verwirklicht, weil er bei jedem Arbeitsspiel der Maschine selbsttätig kontrolliert wird.

Man kann auf diese Weise noch eine ganze Anzahl weiterer parallelliegender Systeme, deren Relais gleichzeitig spielen müssen, selbsttätig kontrollieren.

Das Anhalten der Maschine durch Loslassen einer der beiden Inbetriebsetzungs-Tastenschalter 1 oder 3 wird nur durch das Abfallen der Relais 11 und 35 hervorgerufen. Ihre gegenseitige Verriegelung bietet eine statische Kontrolle für ihr gutes Funktionieren. Um sie dynamisch zu kontrollieren, ist ein Stromkreis »Diskordanzkontrolle« 38 vorgesehen, der, an einen einfachen elektronischen Kreis angeschlossen, der durch das verzögert abfallende Relais 23 gebildet ist, eine Diskordanz von beispielsweise mehr als 40 msec zwischen den Relais 11 und 35 bei der Erregung oder beim Abfallen meldet.

Auf diese Weise wird die Sicherheit der Antriebe für Exzenterpressen, Punktschweißmaschinen, Werkzeugmaschinen oder andere Maschinen erhöht, bei denen der Bedienungsmann ein Arbeitsspiel auslöst, indem er gleichzeitig mit beiden Händen zwei getrennte Tastenschalter 1 und 3 drückt.

Die beschriebene bevorzugte Ausführungsform weist, allgemein gesehen, insbesondere die folgenden Vorteile auf:

— Stromversorgung des beweglichen Schaltkastens mit drei Drähten und Erdung;

— Verwendung von Richtungsstrom, dadurch Schutz gegen Kurzschlüsse und Unterbrechungen in dem beweglichen Schaltkasten ebenso wie in dessen Zuleitungskabel;

ein Stromkreis für Gleichzeitigkeit des Tastendrucks, bei jedem Arbeitsspiel kontrolliert;
ein Stromkreis »Inbetriebsetzung« mit zwei Relais mit einem Ausgang, der eine Diskordanzkontrolle zwischen diesen Relais herbeiführen kann;
eine vollständige gegenseitige Verriegelung im Bereich der Steuerungsstromkreise;
ein Kontrollstromkreis für das Anhaltrelais und das Notfallrelais, deren Funktion bei jedem Arbeitsspiel oder beim Anlegen der Spannung an die Maschine simuliert werden kann;

eine einfache Montage der Gebrauchskontakte, die als Umschalter geschaltet sind und die Eigenschaft haben, keine ungewollten Funktionen durch absichtliches oder versehentliches Kurzschließen dieser Kontakte herbeizuführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Wechselstromsicherheitsschaltung für die Fernbedienung (Inbetriebsetzung und Anhalten) einer Maschine mit Hilfe von zwei Tastenschaltern in Reihenschaltung, mit jeweils einem Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt, welche Tastenschalter mit zwei Relaisspulen zusammenwirken, die Kontakte in dem Inbetriebsetzungsstromkreis und in dem Wiederholungssperre-Stromkreis, die in die zu steuernde Maschine übergehen, aufweisen, und mit einem Verzögerungsrelais, dessen Spule parallel zu der einen der beiden erstgenannten Relaisspulen liegt und dessen Kontakt sich in dem Speisekreis der anderen Spule befindet, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Tastenschalter (1, 3) ein Ruhekontaktanschluß mit dem entsprechenden Arbeitskontaktanschluß verbunden ist, während der zweite Ruhekontaktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen Tastenschalters verbunden ist, daß ferner die Reihenschaltung der beiden Tastenschalter (1, 3) ein elektrisches Ventil (2) aufweist, daß außerdem parallel zu jeder der beiden in Reihe geschalteten Relaisspulen (10, 11) ein elektrisches Ventil (8, 9) liegt, und daß die beiden letztgenannten Ventile (8, 9) gegen einandergeschaltet sind.

2. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 1, weiter mit einem dritten Tastenschalter ausgestattet, der in Reihe mit einer Relaisspule geschaltet ist, die einen Kontakt in dem Stromkreis »in Betrieb« der zu steuernden Maschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser dritte Tastenschalter (7) als Doppelschalter (4, 6) ausgebildet ist, dessen Ruhekontakte in Reihe mit einem elektrischen Ventil (5) beiderseits dieses Elements liegen, daß ferner bei jedem der den Doppelschall er (7) bildenden Elemente (4, 6) ein RuhekontaktanSchluß mit dem entsprechenden Arbeitskontaktanschluß verbunden ist, während der zweite Ruhekonüiktanschluß mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des anderen den Doppeltastenschalter bildenden Elements verbunden ist, und daß zwei Relaisspulen (13, 14) vorgesehen sind, denen jeweils ein elektrisches Ventil (16,15) parallelgeschaltet ist, wobei die beiden letzteren Elemente (15,16) gegeneinandergeschaltet sind.

3. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tastenschalter (1,3) bzw. der Doppeltastenschalter (7) in zwei Stromkreisen parallel zueinander im Inneren eines beweglichen Schaltkastens (P) angeordnet sind, daß ferner diese Schaltungen mit Verbindungsleitungen (25 bzw. 26) in ein Relaisgehäuse (C) fortgeführt sind, das die Relaisspulen (10, 11, 12; 13, 14) der jeweiligen Stromkreise sowie die folgenden Steuerkreise aufnimmt: den Wiederholungssperre-Stromkreis (27), der Inbetriebsetzungs-Stromkreis (28) und den »in Betriebw-Stromicreis (29) für die zu steuernde Maschine (30).

4. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ventile in dem beweglichen Schaltkasten und in dem Relaisgehäuse als Dioden ausgeführt sind.

5. Wechselstromsicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arbeitskontaktanschluß des ersten Elements (4) des Doppeitastenschalters (7) einerseits mit dem ersten Runekontaktanschluß des ersten Tastenschalters (1) und andererseits mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluß des zweiten Tastenschalters (3) verbunden ist, und daß die elektrischen Ventile, von denen das eine (2) zwischen den beiden Tastenschaltern (1,3) und das andere (5) zwischen den beiden Elementen (4,6) des Doppeltastenschalters (7) liegt, in gleichem Richtungssinn geschaltet sind.

6. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Spule eines ersten Inbetriebsetzungsrelais (11) die Spule eines zweiten Inbetriebsetzungsrelais (35) geschaltet ist, und daß Kontakte dieser Spulen hintereinander in mindestens einem Verbraucherund Kontrollstromkreis liegen.

7. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 6, mit mindestens drei Verbraucherstromkreisen in dem Relaisgehäuse: einem »in Betrieb«- Stromkreis, einem Inbetriebsetzungsstromkreis und einem Wiederholungssperre-Stromkreis, gekennzeichnet durch zwei zusätzliche Kontrollstromkreise (37,38), von denen der erste (37) die Inbetriebnahme und/oder bei jedem Arbeitsspiel der Maschine den richtigen Ablauf der doppelten Unterbrechung des »in Betrieb«-Stromkreises zu überprüfen gestattet, während der zweite (38) jede Verzögerung in der Funktion eines Relais (10, 11, 12, 13, 14, 35) nachzuweisen erlaubt.

8. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrolumineszenzdiode (31) parallel zu einer bei Durchbruchspannung leitenden Zenerdiode (40) gleicher Durchlaßrichtung zwischen den ersten Ruhekontaktanschluß des ersten Tastenschalters (1) und den zweiten Arbeitskontaktanschluß des zweiten Tastenschalters (3) geschaltet ist.

9. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Verbraucherstromkreisen, mit Ausnahme des Diskordanzkontroll-Stromkreises (38) die Relaiskontakte (10, 11, 12, 13, 14, 35) als Umschalter ausgebildet sind, bei denen der bewegliche Anker und der eine Kontakt an den gleichen Stromversorgungsleiter (210) geführt sind.

10. Wechselstromsicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten zusätzlichen KontroUstromkreis (38) Arbeitskontakte der beiden Inbetriebsetzungsrelais (11, 35) so in Reihe mit Ruhekontakten eines Ruherelais (10) der Tastenschalter und eines Verzögerungsrelais (12) geschaltet sind, daß eine Verriegelung der entsprechenden Relais untereinander herbeigeführt wird.