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Sich selbsttätig verriegelnde Folgeschaltung für elektromotorische
oder elektromagnetische Antriebe Folgeschaltungen für elektromotorische oder elektromagnetische
Antriebe, die insbesondere bei Fördereinrichtungen Anwendung finden, müssen zur
Vermeidung von Fehlschaltungen mit Verriegelungen versehen sein. Es ist bekannt,
elektrische Verriegelungen mit vielseitigen Verriegelungsmöglichkeiten mittels Wahlschalter
zu schalten. Die gewünschte Schaltfolge, z. B. für einen Förderweg, wird vor Einschaltung
der Anlage durch die Wahl-bzw. Vorwahlschalter eingestellt. Diese Schaltung hat
den Nachteil, daß der Bedienende bei einer Vielzahl von Schaltfolgen bzw. Förderwegen
leicht die Übersicht verliert. Ein Elevator, z. B. mit der Fördermöglichkeit auf
fünfzehn verschiedene Abgänge, benötigt einen fünfzehnstelligen Wahlschalter; jeder
einzelne Abgang müßte wieder einen Wahlschalter erhalten, dessen Stellungszahl der
Zahl seiner Abgänge entspricht usw. Hier erfordert allein das richtige Einstellen
der Wahlschalter das Vorhandensein eines Fachmannes.
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Weiterhin sind Folgeschaltungen. bekannt, bei welchen die Schaltfolge
der Einzelantriebe durch eine Wählerscheibe vorgewählt wird. Der hierbei erforderliche
Aufwand an Relais und Schrittschaltwerken ist jedoch erheblich, so daß diese Steuerung
schon wegen der hohen Kosten abgelehnt wird. Als weiterer Nachteil kommt hinzu,
daß der Bedienende sich leicht verwählen kann, da er ja nur nach Motornummern wählt.
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Bekannt sind außerdem Folgeschaltungen, bei welchen die Verriegelung
durch Steckverbindungen vorgesteckt werden. Diese Art der Wahl der Schaltfolge bedingt
zwar keinen großen technischen Aufwand; für moderne Anlagen mit rationellem Betrieb
kommt sie aber nicht in Betracht.
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Durch die Erfindung werden diese Mängel vermieden. Sie betrifft eine
sich selbsttätig verriegelnde Folgeschaltung für elektromotorische oder elektromagnetische
Antriebe, insbesondere für Fördereinrichtungen. Die Erfindung besteht darin, daß
die Steuerstromkreise der verriegelbaren Einzelantriebe je über eine Kaltkathodenröhre
geführt sind, der jeweils eine weitere Röhre für die Steuerstromkreise derjenigen
Einzelantriebe parallel geschaltet ist, die bei Einschaltung der Antriebe einer
gewählten Folge, z. B. für einen Förderweg, gegen Einschalten in diese Folge zu
verriegeln sind und daß die Verriegelung in der Weise erfolgt, daß den parallel
geschalteten Röhren zwei so bemessene Widerstände vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet
sind, daß nach dem Zünden der Röhre des jeweils ausgewählten und über ein Relais
eingeschalteten Einzelantriebes die Spannung unter ihre Zündspannung abfällt. Der
Umstand, daß die Zündspannung einer Kaltkathodenröhre wesentlich höher ist als ihre
Brennspannung, wird also für die Verriegelung ausgenutzt, die somit selbsttätig
eintritt, sobald die Röhre eines eingeschalteten Einzelantriebes Strom führt. In
diesem Augenblick wird durch die vorgeschalteten Widerstände die Spannung so weit
herabgesetzt, daß die mit ihr verbundenen Röhren nicht mehr zünden können, d. h.
die diesen Röhren über Relais zugeordneten Antriebe sind gesperrt.
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Damit die selbsttätige Verriegelung in beiden Richtungen einer Schaltfolge
bzw. eines Förderweges wirksam ist, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Röhren für die einem Antrieb vorangehenden und zu verriegelnden Antriebe parallel
zur Anode und die Röhren für die nachfolgenden und zu verriegelnden Antriebe parallel
zur Kathode der im Steuerkreis des Antriebes liegenden Röhre geschaltet. Jeder der
parallel geschalteten Röhrengruppe ist ein Widerstand vorgeschaltet. Selbstverständlich
ist auch die umgekehrte Schaltung der Röhren möglich.
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Durch die erfindungsgemäße Schaltung erübrigen sich Wahlschalter,
Wählerscheiben oder ähnliche Schaltgeräte. Der Bedienende braucht nur die Antriebe
in der gewünschten Reihenfolge entgegen der Förderrichtung einzuschalten. Damit
sind die Antriebe selbsttätig in dieser Folge verriegelt.
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Die Kaltkathodenröhren stellen praktisch trägheitslose elektronische
Schalter mit hoher Lebensdauer dar, welche die Verwendung mechanischer Schaltgeräte
und eine verwickelte Schaltung überflüssig machen. Als weiterer Vorzug ist zu erwähnen,
daß Kaltkathodenröhren keine Vorheizzeit erfordern.
An eine aus
mehreren Förderwegen bestehende Fördereinrichtung wird allgemein die Forderung gestellt,
daß jeder Förderweg unabhängig von allen anderen in Betrieb genommen und wieder
stillgesetzt werden kann. Dabei muß gewährleistet sein, daß ein einem bestimmten
Förderweg zugeordneter Antrieb nicht versehentlich in einen anderen noch nicht in
Betrieb oder bereits in Betrieb befindlichen Förderweg eingeschaltet wird und daß
bei Ausfall irgendeines Antriebes alle im Förderweg vorangehenden Antriebe gleichfalls
automatisch stillgesetzt werden, da sonst Störungen unvermeidlich sind. Diese Forderungen
können durch die erfindungsgemäße Schaltung, ohne eine komplizierte Schaltung vorsehen
zu müssen, erfüllt werden.
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Es können Kaltkathodenröhren für Gleichstrom-oder Wechselstrombetrieb
verwendet werden. Die Wechselstromröhren haben jedoch den Nachteil eines größeren
Streubereiches der Zünd- und Brennspannung. Man wird daher vorzugsweise Gleichstromröhren
anwenden. Die Steuerspannung ist so hoch zu wählen, daß die Zündspannung der Röhren
mit Sicherheit überschritten wird. Andererseits muß nach Zünden einer im Steuerstromkreis
liegenden Röhre der durch die vorgeschalteten Widerstände entstehende Spannungsabfall
so groß sein, daß die mit ihr verbundenen Röhren nicht gezündet werden können. Der
sich aus der Beziehung
ergebende Wert muß kleiner als die Zündspannung sein.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird ein bewußt einfaches Ausführungsbeispiel
gewählt, obwohl die Vorteile der Schaltung erst bei umfangreichen Anlagen besonders
zur Geltung kommen. A b b. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Fördereinrichtung.
Sie besteht aus den Behältern 1 und 2, den Transportbändern TB 1, TB 2, TB 3
und TB 4 sowie den Waagen 1 und 2. Das Transportband TB 1 wird von dem Motor
M3, das Band TB 2
von dem Motor M4, das Band TB 3 von dem Motor M2
und das Band TB 4 von dem Motor M1 angetrieben. Der Inhalt des Behälters l kann
wahlweise vom Band TB 1 über das Band TB 3 in die Waage 2 oder über
das Band TB 4 in die Waage 1 befördert werden. Das gleiche gilt für den Behälter
2. Es ergeben sich somit vier Fördermöglichkeiten. A b b. 2 läßt die verschiedenen
Förderwege durch die mit I, I1, III und IV bezeichneten Pfeile erkennen. Die Folgeschaltung
muß, wie allgemein bekannt, entgegen der Förderrichtung erfolgen, d. h. der letzte
Motor eines vorgesehenen Förderweges muß zuerst laufen, danach erst darf der jeweils
nächste Motor eingeschaltet werden. Des weiteren wird gefordert, daß bei Ausfall
eines Motors alle im Förderweg vor diesem Motor liegenden Motoren ebenfalls selbsttätig
abzuschalten sind, während die im Förderweg hinter dem ausgefallenen Motor liegenden
Motoren weiterlaufen. Der Schaltplan gemäß A b b. 3 zeigt, wie diese Forderungen
durch die erfindungsgemäße Schaltung mit einfachen Mitteln. erfüllt werden.
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Die die Transportbänder antreibenden Drehstrommotoren M 1 bis M 4
werden über die Schütze S 1 bis S4 an das Netz RST angeschlossen. Die Gleichspannung
für die Kaltkathodenröhren K 3-1, K3-2, K4-2, K4-1 liefert der an den Transformator
T angeschlossene Gleichrichter G, dessen positive und negative Leitungen mit P bzw.
N bezeichnet sind. In Reihe mit den Röhren sind die Vorwiderstände W3, W
4 und die für die Steuerung der Antriebe erforderlichen Schaltgeräte geschaltet.
Da die zuerst anlaufenden Motoren M1 und M2 nicht verriegelt zu werden brauchen,
sind in den betreffenden Steuerstromkreisen keine Röhren vorgesehen.
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Es sei angenommen, daß der Inhalt des Behälters 1 nach der Waage 1
zu befördern ist. Der Motor M 1 muß also zuerst eingeschaltet werden. Dies geschieht
durch Betätigung der Einschalttaste El. Das Relais R 1 spricht an und hält
sich über seinem Selbsthaltekontakt r 1 a. Der Hilfskontakt r 1 b
des
Relais legt die Spule Sp 1 des Schützes S 1 an Spannung; das Schütz S1 schaltet
den Motor M1 ein, der das Band TB 4 in Bewegung setzt. Mit dem Schütz S 1 ist ein
Hilfskontakt s 1 verbunden, der die Röhre K3-1 und die ihr kathodenseitig parallel
geschaltete Röhre K4-1 mit der negativen Leitung N verbindet. Es können nun wahlweise
die Motoren M3 oder M4 eingeschaltet werden. Da das Fördergut von dem Behälter l
in die Waage l befördert werden soll, ist also der Motor M 3 einzuschalten. Durch
die entsprechende Einschalttaste E3 erhält die Röhre K3-1 die positive Spannung,
so daß an ihr die volle Steuerspannung ansteht. Die Röhre K3-1 zündet, und das mit
ihr in Reihe geschaltete Relais R 3 spricht an. Es schließt den Selbsthaltekontakt
r3a und den Hilfskontakt r36, der die Einschaltung des Schützes S3 bewirkt, so daß
nunmehr der Motor M3 anläuft. Sobald die Röhre K3-1 Strom führt, entsteht durch
den in Reihe mit ihr liegenden Widerstand W3 ein Spannungsabfall, der die an ihr
und ihr kathodenseitig parallel geschalteten Röhre K4-1 anliegende negative Spannung
unter die Zündspannung herabsetzt. Die Spule des Relais 3 ist so bemessen, daß sie
den gleichen Widerstandswert hat wie der Widerstand W3. Auf diese Weise wird auch
die an der Röhre K3-1 und der ihr anodenseitig parallel geschalteten Röhre K3-2
liegende positive Steuerspannung auf einen unter der Zündspannung liegenden Wert
begrenzt. Der Motor M4 ist dadurch so verriegelt, daß er in den jetzt laufenden
Transportweg nicht eingeschaltet werden kann. Würde z. B. die Einschalttaste E4
gedrückt werden, so liegt an der kathodenseitig parallel geschalteten Röhre K4-1
eine verminderte Spannung, dasselbe trifft für die anodenseitig parallel geschaltete
Röhre K3-2 zu, wenn der Hilfsschalter s 2 des Schützes S 2 geschlossen wäre. Dagegen
könnten die Motoren M2 und M4 für die Beförderung des Inhalts des Behälters 2 nach
der Waage 2 eingeschaltet werden, da dieser Förderweg den bereits in Betrieb befindlichen
nicht stört. Der Ablauf der Schaltung für den zweiten Förderweg geht in der gleichen
Weise vor sich wie bereits beschrieben. Nach Einschaltung des Motors Al 2 schließt
sich der Hilfskontakt s2 des zugehörigen Schützes S2. Bei Betätigung der Einschalttaste
E4 liegt an der Röhre K4-2 die volle Steuerspannung. Die Röhre wird also zünden,
so daß das Relais R 4
und das Schütz S4 anziehen.
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Zur Ausschaltung der Antriebe dienen die Ausschalttasten
A 1 bis A 4. Fällt der in der Förderrichtung zuletzt liegende Motor
aus, also im Ausführungsbeispiel Ml oder M2, so werden die vorangehenden Antriebe
selbsttätig abgeschaltet, und zwar
durch öffnung der Hilfskontakte
s 1 bzw. s 2. Es sei noch bemerkt, daß auch die Spulen der Relais R 1, R 2 und R
4 den gleichen Widerstandswert aufweisen wie die Widerstände W 1, W 2 und
W 4.
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Sinngemäß läßt sich die Erfindung bei Folgeschaltungen mit einer Vielzahl
von möglichen Schaltfolgen bzw. Förderwegen anwenden.
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Verschiedene Typen von Kaltkathodenröhren sind so ausgebildet, daß
die gezündeten Rohre wie eine Signallampe leuchten. Diese Eigenschaft kann zur optischen
Anzeige der eingeschalteten Antriebe bzw. des Förderweges ausgenutzt werden und
ermöglicht somit ohne zusätzliche Hilfsmittel die gewählte Folge eine Folgeschaltung,
z. B. in einem Betriebsdiagramm, optisch anzuzeigen.