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Schaltungsanordnung zur Steuerung elektromagnetischer Kupplungen oder eines Induktionsmotors mit umschaltbaren Polen bei
Drehzahlstufen-Schalteinrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung elektromagnetischer Kupplungen oder eines Induktionsmotors mit umschaltbaren Polen bei Drehzahlstufen-Schalteinrichtungen von Maschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen, mit Möglichkeit zur Vorwahl-sowie Programmschaltung.
Bei der fortschreitenden Automatisierung von Werkzeugmaschinen werden in steigendem Masse verschiedene elektrische Schaltungen zur Steuerung dieser Maschinen verwendet. Die bisherigen, für diesen Zweck verwendeten elektrischen Schaltungen sind sehr kompliziert und wenig übersichtlich, was sich insbesondere dann ungünstig auswirkt, wenn eventuelle Störungen beseitigt werden sollen. Man ist deshalb bei der fortschreitenden Weiterentwicklung dieser Schaltungen darum bemüht, die elektrischen Vorrichtungen möglichst einfach zu gestalten, um deren Verlässlichkeit und einfache Instandhaltung zu erzielen.
Zweck der Erfindung ist, die Werkzeugmaschinen mit einfachen und daher verlässlichen elektrischen Schaltungen, insbesondere Drehzahlstufenschaltungen mit einer möglichst kleinen Anzahl von Relais, Schaltern usw. zu versehen.
Das Wesen der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung besteht darin, dass eine bzw. mehrere Hauptrelaisspulen vorgesehen sind, von denen jede je nach Stellung des Programm-Vorwahlumschalters entweder über eine Serienschaltung des einen Kontaktes des Programm-Vorwahlumschalters eines Arbeitskontaktes eines im Hilfsstromkreis liegenden Verzögerungsrelais und eines Arbeitskontaktes des Vorwahlschalters, oder uber eine Serienschaltung des andern Kontaktes des Programm-Vorwahlumschalters und eines Arbeitskontaktes des Programmschalters an eine Spannungsquelle anschaltbar ist und so entweder ein Vorwahl-oder ein Programmstromkreis gebildet wird, und dass der für alle Programm- und Vorwahlstromkreise gemeinsame und zu diesen parallele an die Spannungsquelle geschaltete Hilfsstromkreis in Serie die Verzögerungsrelaisspule,
pro Hauptrelais je einen Hauptrelais-Ruhekontakt und den Arbeitskontakt eines Druckknopf tasters enthält, wobei zu der Verzögerungsrelaisspule ein Kondensator und zu den in Serie liegenden Hauptrelais-Ruhekontakten ein Arbeitskontakt des Verzögerungsrelais parallelgeschaltet ist, und dass ein weiterer Hauptrelais-Arbeitskontakt inSerie mit einem gemeinsamen Verzögerungsrelais-Arbeits- kontakt, zu welchem ein Ruhekontakt des gemeinsamen Druckknopftasters parallel liegt, parallel zu der im Vorwahlstromkreis liegenden Serienkombination des Verzögerungsrelais-Arbeitskontaktes und des Vorwahlschalter-Arbeitskontaktes geschaltet ist,
und dass ferner die Wicklung einer elektromagnetischen Kupplung oder eines polumschaltbaren Induktionsmotors über einen weiteren Arbeitskontakt des Hauptrelais an die Spannungsquelle anschaltbar ist.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung und deren Funktion sollen nun mit Hilfe der Zeichnung, die ein Ausfuhrungsbeispiel darstellt, näher erklärt werden.
Das Schaltbild in der Zeichnung zeigt die Steuerstromkreise von zwei elektromagnetischen Kupplungen mit einem allen Kupplungen gemeinsamen Hilfsstromkreis.
Die nachfolgende Beschreibung behandelt bloss den Vorwahl-und Programmstromkreis für die Schal- : ung einer einzigen elektromagnetischen Kupplung. Die mit einem Indexstrich versehenen Bezugszeichen, . B. 1', bezeichnen gleiche Bestandteile wie die Bezugszeichen ohne Indexstrich, z. B. 1. Es ist klar,
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dass im Schaltbild eine beliebige Anzahl gleicher Stromkreise für eine beliebige Anzahl elektromagneti- scher Kupplungen vorhanden sein kann.
Jeder Vorwahlstromkreis enthält in Reihenschaltung eine Hauptrelaisspule 1, einen Kontakt 2 eines
Programm-Vorwahlumschalters 3, einen Arbeitskontakt 4a eines Verzögerungsrelais 4 und einen Arbeits- kontakt 5 eines Vorwahlschalters. Parallel zu der Im Vorwahlstromkreis liegenden Serienkombination des Verzögerungsrelais-Arbeitskontaktes 4a und des Vorwahlschalter-Arbeitskontaktes 5 ist ein HauptrelaisArbeitskontakt la in Serie mit einem für alle Hauptrelais gemeinsamen Verzögerungsrelais-Arbeitskon- takt 4b geschaltet, zu welch letzterem ein Ruhekontakt 6 eines gemeinsamen Druckknopftasters parallel liegt.
Jeder Programm-Stromkreis enthält in Reihenschaltung die Hauptrelaisspule 1, den andern Kontakt 2" des Programm-Vorwahlumschalters 3 und einen Arbeitskontakt 7 eines Programmschalters.
Im Stromkreis der Kupplungswicklung 8 befindet sich der Hauptrelais-Arbeitskontakt Ic.
Der für alle Programm- und Vorwahlstromkreise gemeinsame und zu diesen parallel an die Spannungsquelle geschaltete Hilfsstromkreis enthält in Reihenschaltung die Verzögerungsrelaisspule 4, die Hauptrelais-Ruhekontakte 1b und l'b und den Arbeitskontakt 9 des Druckknopftasters. Parallel zu den Kontakten 1b und l'b Ist der Verzögerungsrelais-Arbeitskontakt 4c geschaltet und parallel zur Verzögerungsrelaisspule 4 liegt ein Kondensator 10.
Bei Programmschaltung wird an einem an sich bekannten, hier nicht gezeichneten und auf die Programmschalterkontakte 7, 7'... wirkendenProgrammschalterd ! eFolgedergewunschtenDrehzahlstafenein- gestellt. Dann wird der Programm-Vorwahlumschalter 3 in die Stellung "Programm" gebracht, so dass die Kontakte 2"und 2"'geschlossen und die Kontakte 2 und 2'geöffnet, sind. Der Programmschalter, der z. B. durch den Mechanismus des Revolverkopfes in Tätigkeit gesetzt wird, schliesst oder öffnet z. B. den Programmschalterkontakt 7.
Dadurch wird die Hauptrelaisspule 1 erregt oder stromlos, so dass der Hauptrelais-Arbeitskontakt lc die entsprechende, elektromagnetische Kupplungswicklung 8 oder eventuell die entsprechende Wicklung des Induktionsmotors mit umschaltbaren Polen an die Spannungsquelle anschliesst oder von dieser abschaltet. Das gleichzeitige Schliessen oder Öffnen des Hauptrelais-Arbeitskontaktes la sowie das Öffnen oder Schliessen des Hauptrelais-Ruhekontaktes 1b ist einstweilen belanglos..
Beim Arbeiten mit Vorwahl wird der Programm-Vorwahlumschalter 3 in die Stellung "Vorwahl" ge- bracht. Nun sind, wie aus dem Schaltbild ersichtlich ist, die Programm-Vorwahlumschalterkontakte 2 und 2'geschlossen und die Kontakte 2" und 2" geöffnet. Die Vorwahl der gewünschten Drehzahlstufe erfolgt mit einem an sich bekannten, hier nicht gezeichneten, handbetätigten Vorwahlschalter. Mit diesem wird z. B. der Arbeitskontakt 5 geschlossen, wodurch die Vorwahl beendet ist. Die Maschine verbleibt dabei im Stillstand, denn alle Stromkreise sind-wie aus dem Schaltbild hervorgeht-noch unterbrochen.
Erst durch die Betätigung eines Druckknopftasters kommt es zum Einschalten der gewünschten, vorgewählten Drehzahlstufe. Beim Herabdrücken des Tasters wird der Arbeitskontakt 9 des Druckknopftasters geschlossen und der Ruhekontakt 6 geöffnet. Das Schliessen des Kontaktes 9 bewirkt die Erregung der Hilfsrelaisspule4 und hiemit das Schliessen der Hilfsrelais-Arbeitskontakte 4a, 4b und 4c. Das Öffnen des Ruhe- kontaktes6 des Druckknopf tasters ist einstweilen belanglos. Durch das Schliessen des Kontaktes 4a wird die Hauptrelaisspule 1 an die Spannungsquelle angeschlossen undhiedurch die Hauptrelais-Arbeitskontakte la. lc geschlossen und der Hauptrelais-RuhekoÍ1takt Ib geöffnet.
Das Schliessen des Kontaktes 1c bewirkt den Anschluss der Kupplungswicklung oder Motorwicklung 8 an die Spannungsquelle und dadurch das Einschalten der ge- wünschtenDrehzahlstufe. Der Zweck der Kontakte 4b, la und lb wird weiter unten erörtert. Inzwischen wurde der Druckknopf wieder freigegeben, so dass der Kontakt 9 sich öffnet und der Kontakt 6 schliesst. Es ist ersichtlich, dass dabei für einen Augenblick beide Kontakte 9 und 6 offen sind. Durch den offenen Kontakt 9 wird der Strom im Hilfsstromkreis unterbrochen, das Verzögerungsrelais 4 würde seine Arbeitskontakte 4a, 4b und 4c sofort öffnen und der Stromkreis des Hauptrelais 1 würde für einen Augenblick unterbrochen sein, bis der Kontakt 6 des Druckknopf tasters geschlossen ist.
Um nun das vorzeitige Abfallen der Kontakte 4a, 4b und 4c zu verhüten, ist parallel zur Spule 4 des Verzögerungsrelais ein Kondensator 10 geschaltet, welcher das notwendige verzögerte Öffnen der erwähnten Kontakte gewährleistet. Vor allem muss der Kontakt 4b der Kontakt 4a so lange geschlossen bleiben, bis der Kontakt 6 des Druckknopftasters geschlossen ist.
Dadurch wird die Unterbrechung des Stromkreises der Hauptrelaisspule 1 und so die Gefahr des Abfallen der Kon- : akte la, lc und des Abschaltens der bereits eingeschalteten Drehzahlstufe-vermieden. Nach dem Herab- drücken und Freilassen des Druckknopfes, also nach beendeter Einschaltung der Drehzahlstufe, ist der Arbeitskontakt 9 des Druckknopftasters offen und der Ruhekontakt 6 geschlossen, die VerzögerungsrelaisA. rbeitskontakte 4a, 4b und 4c sind offen, die Hauptrelais-Arbeitskontakte la und Ic geschlossen und der Hauptrelais-Ruhekontakt lb geöffnet. Die Stromversorgung der Hauptrelaisspule 1 erfolgt nun über den
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Ruhekontakt 6 des Druckknopftasters und den Arbeitskortakt la des Hauptrelais.
Der Vorwahlschalterkontakt 5 sowie der Programm-Vorwahlumschalterkontakt 2 bleiben geschlossen.
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chen des Vorwahlstromkreises versagen sollte, also die Hauptrelaisspule 1 erregt bleibt, so dass die bishe- rige Vorwahl sich nicht aufheben lässt, dann wird, da bei erregter Hauptrelaisspule 1 oder l'... der Kontakt 1b oder l'b... offen bleibt, das unzulässige gleichzeitige Einschalten zweier Drehzahlstufen ver- hindert.
Nunmehr wird bei laufender Maschine eine neue Vorwahl vorgenommen. Dieser Vorgang geht genau so vor sich, wie oben beschrieben wurde. Am Vorwahlschalter wird die neue Drehzahlstufe eingestellt, wobei z. B. derVorwahlschalterkontakt 5'geschlossen und gleichzeitig der Kontakt 5 geöffnet wird. Hiemit wird aber, wie aus dem Schaltbild ersichtlich ist, weder ein Stromkreis unterbrochen noch geschlossen, die Maschine läuft daher weiter mit unveränderter Drehzahl. Die neue vorgewählte Drehzahlstufe wird erst beim Herabdrucken des Druckknopfes des Druckknopftasters eingeschaltet. Dabei wird, wie schon beschrieben worden ist, der Ruhekontakt 6 geöffnet und der Arbeitskontakt 9 geschlossen.
Durch das Öffnen des Kontaktes 6 wird der Vorwahlstromkreis unterbrochen, wodurch die Hauptrelaisspule 1 stromlos wird, so dass sich die Hauptrelais-Arbeitskontakte la und le öffnen und die bisherige Vorwahl aufgehoben wird. Sämtliche Kontakte sind jetzt, mit Ausnahme des augenblicklich offenen Ruhekontaktes 6, in den im Schaltbild angedeuteten Lagen. Das auf das Öffnen des Kontaktes 6 folgende kurze Schliessen des Kontaktes 9 löst beim Einschalten der neu vorgewählton Drehzahlstufe genau denselben Vorgang aus, wie oben beschrieben worden ist.