DE3830742C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine entsprechende Sicherheitsschaltung ist der Literaturstelle "elektro-anzeiger 41, Jg. Nr. 7 v. 7. 7. 1988, Seiten 25/26" zu entnehmen. Bei der beschriebenen Sicherheitsschaltung weisen alle Freigabestromkreise nur Kontakte der drei Relais auf.

Mit entsprechenden Sicherheitsschaltungen können Sicherheits­ stromkreise realisiert werden, wie sie z. B. für die Überwachung und Verriegelung bzw. Zuhaltung an Schutztüren oder Not-Aus- Stromkreisen erforderlich sind. Entsprechende Sicherheitsschal­ tungen können als Bausteine zur Verfügung gestellt werden, die eine im Vergleich zu in modularer Form mit separaten Hilfs­ schützen bekannten Maßnahmen eine platz- und verdrahtungs­ sparende anschlußfertige Kompaktlösung bieten. Entsprechende Bausteine umfassen vorzugsweise bis zu drei zwangsgeführte Sicherheitsrelais.

Unter zwangsgeführten Sicherheitsrelais versteht man solche, bei denen die Kontakte mechanisch so miteinander verbunden sind, daß stets Öffner- und Schließer-Kontakt nicht gleichzeitig geschlossen sein können. Dabei muß sichergestellt sein, daß über die gesamte Lebensdauer auch bei gestörtem Zustand wie z. B. Kontaktverschweißen Kontaktabstände von mindestens 0,5 mm vorhanden sind.

Auch wenn entsprechende oder ähnliche Sicherheitsschaltungen bzw. -bausteine z. B. drei oder vier Freigabestromkreise zur Verfügung stellen, ist diese Zahl mit zunehmendem Grad an Komplexität und Verknüpfung bei Maschinen und Anlagen häufig zu gering, so daß man weitere Freigabestrompfade wie z. B. für die Weiterleitung oder die Rückmeldung von Signalen separate Hilfsschütze verwenden muß, die aufgrund der erforderlichen Verdrahtung und des Volumens platzraubend sind.

Zur Erklärung ist auszuführen, daß die Anzahl der zur Verfü­ gung stehenden Strompkreise im wesentlichen von der Bauart der Relais abhängt, also von den zur Verfügung stehenden Kon­ takten. Aufbau und Größe setzten hierbei Schranken, so daß erwähntermaßen häufig nicht die gewünschte Anzahl von Strom­ kreisen zur Übermittlung von Steuerbefehlen oder Rückmelde­ signalen zur Verfügung stehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sicher­ heitsschaltung derart weiterzubilden, daß durch die schaltungs­ technisch einfachen Maßnahmen eine Erhöhung der Freigabestrom­ kreise möglich ist, wobei jedoch Einbußen hinsichtlich der Sicher­ heit nicht gegeben sein sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die dem Kennzeichen des Anspruchs 1 zu entnehmenden Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lehre wird eine Kontaktvervielfälti­ gungsschaltung zur Verfügung gestellt, durch die die Anzahl der Freigabestromkreise erhöht wird. Unter Verwendung üblicher Relais können z. B. fünf weitere potentialfreie Freigabestromkreise angeboten werden. Dabei ergibt sich aufgrund des auf die Sicherheitsschaltung ausgerichteten Aufbaus der Erweiterungsschaltung mit den zwangsgeführten Sicherheitsrelais ein Sicherheitsniveau, das dem der Sicherheitsschaltung, also des Grundbausteins entspricht. Dies wird dadurch sichergestellt, daß der Signalabgriff für die Relais der Erweiterungsschaltung direkt an den Spulen der Relais der Sicherheitsschaltung erfolgt. Die einzelnen Stromkreise der Schaltungen sind dabei redundant aufgebaut.

Die Verbindung zwischen den Schaltungen erfolgt über Stecker, wobei auch mehr als eine Erweiterungsschaltung einer Grund­ schaltung zuordbar ist. Es ergibt sich folglich eine Kaskadier­ barkeit. Unter Verwendung konventioneller Verschaltungen ist folglich eine hohe Anzahl von frei verfügbaren Stromkreisen gegeben.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Relais (K 1) der Sicherheitsschaltung abfallverzögert geschaltet.

Um eine optische Überprüfung der Relais vornehmen zu können, ist vorgesehen, daß zumindest parallel zu den zweiten und dritten Relais Leuchtdioden geschaltet sind. Um überprüfen zu können, ob z. B. bei nicht abgefallenem Relais dieses z. B. durch Bruch des Spulendrahtes beschädigt ist, ist vorgesehen, daß in Reihe zu den Relais Stromindikatoren geschaltet sind.

Schließlich sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß das zweite Relais der Sicherheitsschaltung über einen Steckverbinder mit dem zweiten Relais der Erweiterungsschaltung verbunden ist, daß der vor dem dritten Relais der Erweiterungsschaltung angeordnete Schließer-Kontakt des zweiten Relais der Erweiterungsschaltung über einen Steckverbinder mit dem dritten Relais der Sicherheitsschaltung verbunden ist und daß der Schließer-Kontakt für die Selbsthaltung des dritten Relais der Erweiterungsschaltung über einen Steckverbinder an den Schließer-Kontakt für die Selbsthaltung des dritten Relais der Sicherheitsschaltung verbunden ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung erge­ ben sich aus den Ansprüchen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Es zeigt

Fig. 1 einen Stromlaufplan einer Sicherheitsschaltung in Form einer Not-Aus-Schaltung nach VDE 0113, Teil 1, Ab­ schnitt 5.7.1 b und

Fig. 2 eine Erweiterungsschaltung.

In Fig. 1 ist ein Stromlaufplan für einen Not-Aus-Schaltkreis dargestellt, der zwangsgeführte Sicherheitsrelais (K 1), (K 2) und (K 3) umfaßt, die zum einen an Nullpotential und zum anderen in Abhängigkeit von der Stellung der Schließer-Kontakte (Schließer) und Öffner-Kontakte (Öffner) der Relais (K 1), (K 2) und (K 3) an eine Versorgungsspannung (U _B ) anliegen, die vorzugsweise +24 V beträgt. Die einen Baustein darstellende Sicherheitsschal­ tung nach Fig. 1 ist über vorzugsweise Steckverbinder (ST 1), (ST 2), . . . mit einer Sicherheitsschaltung verbunden, die der Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Sicherheitsschaltung umfaßt eben­ falls drei zwangsgeführte Sicherheitsrelais (K 1 A), (K 2 A) und (K 3 A), die zum einen an Nullpotential und zum anderen in Ab­ hängigkeit von der Stellung der Öffner und Schließer der Relais (K 1), (K 2), (K 3), (K 1 A), (1 A), (K 2 A) und (K 3 A) an Bezugs­ potential liegen.

In dem der Fig. 1 zu entnehmenden Ausführungsbeispiel wird das Relais (K 1) mit Strom beaufschlagt, zieht also an, wenn Not- Aus-Schalter (10) und Aus-Schalter (12) sowie Ein-Schalter (14 a) geschlossen sind. In diesem Fall fließt ein Strom über Öffner (14) des Relais (K 2) und Öffner (16) des Relais (K 3). Da die Erweite­ rungsschaltung gemäß Fig. 2 über die Steckverbinder (ST 1), (ST 2), . . . mit der Sicherheitsschaltung gemäß Fig. 1 verbunden ist, zieht parallel zu dem Relais (K 1) das Relais (K 1 A) über Öffner (18) des Relais (K 2 A) und Öffner (20) des Relais (K 3 A) an. Das Relais (K 1) geht des weiteren über Schließerkontakt (22) des Relais (K 1) und Öffnerkontakte (24) und (26) der Relais (K 2) und (K 3) über Öffnerkontakte (K 2 A) und (K 3 A) über Stecker (9), (10) in Selbsthaltung. Dadurch findet eine Überwachung und Rückmeldung der Relais (K 2 A) und (K 3 A) an dem Baustein statt. Nach Anzug des Relais (K 1) ziehen die Relais (K 2) und (K 3) über die Schließer (28) und (30) des Relais (K 1) an und halten sich über die Schließer (32) bzw. (34) der Relais (K 2) und (K 3). Dabei kann bei angeschlossener Erweiterungsschaltung gemäß Fig. 2 das Relais (K 2) nur dann anziehen, wenn der Schließer (36) des Relais (K 1 A) zwischen den Steckverbindern (ST 1) und (ST 2) geschlossen ist. Entsprechend der Relais (K 2) und (K 3) sind auch die Relais (K 2 A) und (K 3 A) angezogen. Dabei kann das Relais (K 3 A) nur dann anziehen, wenn Schließer (38) in der Leitung des Steckerverbinders (ST 7) geschlossen ist.

Die Relais (K 1) und (K 1 A) fallen über Öffner (24), (26) der Relais (K 2) und (K 3) bzw. (18) und (20) der Relais (K 2 A) und (K 3 A) ab (Öffner (61), (62)). Die Freigabekontakte (42) und (44) der Öffner der Relais (K 1) und (K 1 A) sind dann geschlos­ sen. Die Freigabekontakte (46), (48), (50) und (52) der Schließer der Relais (K 2) bzw. (K 2 A) und (K 3) bzw. (K 3 A) sind ebenfalls geschlossen, so daß infolgedessen die Freigabestrom­ pfade (13), (14), (23), (24), (33), (34), (43), (44), (113), (114), (123), (124), (133), (134), (143), (144) und (153), (154) stromführend sind.

Das Relais (K 1) ist durch den parallel geschalteten Kondensator (40) abfallverzögert geschaltet, um in der Einschaltphase ein Durchschalten der Relais (K 2) und (K 3) sicherzustellen.

Durch den schaltungstechnischen Aufbau ist ein Anziehen der Relais (K 1) und (K 1 A) nur dann möglich, wenn die Relais (K 2) und (K 3) bzw. (K 2 A) und (K 3 A) über die Schalter (10) oder (12) durch Unterbrechung der Stromzuführung abfallen.

Um zu überwachen, ob die Relais (K 2), (K 3), (K 2 A) und (K 3 A) stromführend sind oder nicht, sind parallel zu diesen Leucht­ dioden (54), (56), (58) und (60) geschaltet. Ferner können in Reihe mit den Relais (K 1), (K 2), (K 3), (K 1 A), (K 2 A) und (K 3 A) Stromindikatoren geschaltet sein, um überprüfen zu können, ob trotz angesteuerten Relais die Spulendrähte nicht gebrochen sind.

Ist im Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Verknüpfung zwischen den Schaltungen der Fig. 1 und 2 an Hand einer Not- Aus-Schaltung beschrieben, so kann diese auch z. B. durch Sicherheitsschaltungen für die Überwachung oder Verriegelung von Schutztüren ersetzt werden. Wesentlich ist, daß die Grund­ schaltung mit einer Ergänzungsschaltung von gleichem Sicher­ heitsniveau verknüpft werden kann, um eine Kontaktvervielfälti­ gung, also das zur Verfügungstellen weiterer Freigabestrompfade zu ermöglichen.

Claims (5)

1. Sicherheitsschaltung mit zumindest einem Freigabestromkreis, der einen Öffner-Kontakt eines ersten, zwangsgeführten Relais in Reihe mit einem Schließer-Kontakt eines zweiten, zwangsgeführten Relais und einem Schließer-Kontakt eines dritten, zwangsgeführten Relais enthält, wobei das erste Relais einerseits über die Reihenschaltung von Öffner-Kontakten des zweiten und dritten Relais und einem Ein-Schalters und andererseits über parallel geschaltete Öffner-Kontakte des zweiten und dritten Relais in Reihe mit einem Schließer-Kontakt des ersten Relais an die Reihenschaltung eines Aus-Schalters und eines Not-Aus-Schalters angeschlossen ist, an die das zweite Relais mit einem Schließer-Kontakt zur Selbsthaltung und das dritte Relais über einen Schließer-Kontakt des ersten Relais angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschaltung mit zumindest einer Erweiterungsschaltung verbunden ist, die zumindest einen Freigabestromkreis enthält, der einen Öffner-Kontakt (44) eines ersten zwangsgeführten Relais (K 1 A) in Reihe mit einem Schließer-Kontakt (48) eines zweiten zwangsgeführten Relais (K 2 A) und einem Schließer-Kontakt (52) eines dritten zwangsgeführten Relais (K 3 A) aufweist, das über einen Schließer-Kontakt (38) des zweiten Relais (K 2 A) der Erweiterungsschaltung einerseits mit dem dritten Relais (K 3) der Sicherheitsschaltung und andererseits über die Reihenschaltung eines Schließerkontakts für die Selbsthaltung und eines Schließer-Kontakts (34) des dritten Relais (K 3) der Sicherheitssschaltung mit dem Aus-Schalter (12) verbunden ist, daß das zweite Relais (K 2 A) der Erweiterungsschaltung unmittelbar mit dem zweiten Relais (K 2) der Sicherheitsschaltung verbunden ist, daß das erste Relais (K 1 A) der Erweiterungsschaltung über einen Öffner-Kontakt (20) des dritten Relais (K 3 A) der Erweiterungsschaltung einerseits mit dem ersten Relais (K 1) der Sicherheitsschaltung und andererseits über einen Schließer-Kontakt für die Selbsthaltung mit dem Ausschalter (12) verbunden ist, daß das zweite Relais (K 2) der Sicherheitsschaltung über einen Schließer-Kontakt (36) des ersten Relais der Erweiterungsschaltung in Reihe mit einem Schließer-Kontakt (28) der Sicherheitsschaltung an den Aus-Schalter (12) angeschlossen ist und daß zu der Parallelschaltung der Öffner-Kontakte (24, 26) des zweiten und dritten Relais der Sicherheitsschaltung Öffner-Kontakte (61, 62) des zweiten und dritten Relais der Erweiterungsschaltung parallel gelegt sind.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Relais (K 1) der Sicherheitsschaltung abfallverzögert geschaltet ist.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest parallel zu dem zweiten und dritten Relais (K 2, K 3, K 2 A, K 3 A) Leuchtdioden geschaltet sind.

4. Sicherheitsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Relais (K 1, K 2, K 3, K 1 A, K 2 A, K 3 A) Stromindikatoren geschaltet sind.

5. Sicherheitsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; daß das zweite Relais (K 2) der Sicherheitsschaltung über einen Steckverbinder (ST 6) mit dem zweiten Relais (K 2 A) der Erweiterungsschaltung verbunden ist, daß der vor dem dritten Relais (K 3 A) der Erweiterungsschaltung angeordnete Schließer-Kontakt (38) des zweiten Relais der Erweiterungsschaltung über einen Steckverbinder (ST 7) mit dem dritten Relais (K 3) der Sicherheitsschaltung verbunden ist und daß der Schließer-Kontakt für die Selbsthaltung des dritten Relais (K 3 A) der Erweiterungsschaltung über einen Steckverbinder (ST 11) an den Schließer-Kontakt (34) für die Selbsthaltung des dritten Relais (K 3) der Sicherheitsschaltung verbunden ist.