DE1936042A1 - Verfahren zur Ausnutzung geringer Belastungsaenderungen von elektronischen Verbrauchern zur Ausloesung von elektronisch gesteuerten Schaltvorgaengen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ausnutzung geringer Pelastungsänderungen von elektrischen Verbrauchern zur Auslösung von elektronisch gesteuerten Schaltvorgängen.
• In vielen Fällen des Maschinenbaues besonders bei automatisch arbeitenden Maschinen, wie zum Beispiel Schleifautomaten eine erstmalige Beruhrung des Werkstückes mit dem Bearbeitungswerkzeug einen Schaltvorgang auslösen. So soll z.B. bei Schleifautomaten eine Schleifscheibe automatisch mit möglichst grosser Geschwindigkeit ("Eilgang" an das zu schleifende Werkstilck herangeführt werden. Nach der ersten Beriihrung der Schleifscheibe mit dem Werkstück soll dagegen dieser Eingang ausser Funtion treten und an dessen Stelle die eigentliche Feinbearbeitung im "Schleichgang" bis zur Erreichung der vorgegebenen Toleranz erfolgen. Die gleiche Aufgabe besteht z.B. auch bei Feindrehen auf Drehautomatensinsbesondere in solchen Fällen, in denen eine Feinstbearbeitung mit Diamantwerkzeugen erfolgen soll wie auch bei bestimmten Fräsautomaten.
• Der Einfachheit halber soll im Folgenden lediglich der Fall des Schleifautomaten behandelt werden, zumal für andere Automaten die gleichen Gesichtspunkte gelten.
• Die Aufgabe, bei Schleifautomaten von Schnellgang auf Schleichgang umzuschalten, wurde bisher nach zwei Methoden gelöst.
• Die eine Methode benutzt die beim Anschleifen des Werkstückes durch die Schleifacheibe entstehenden Funken , welche vorzugsweise durch das Verglühen der abgeschliffenen Stahlpartihel ii Luftsauerstoff entstehen und dadurch Leuchtersoheinungen verursachen. Diese Licht wird als Regeigrösse von fotoelektrischen Einrichtungen erfasst und löst nach Bekannten Methoden über Foto - Verstärker den gewünschten Schsltvorgang aus.
• Diese Lösung hat verschiedene schwerwiegende Nachteile, welche eng weite Verbreitung dieses Verfahrens behindern.
• Einerseits ist die Helligkeit, besonders die Farbhelligkeit der Schleiffunken stark von dem zu bearbeiten Werkstück abhängig, anderseits bereitet die starke Verschmutzung der erforderlichen Optim durch den Schleifstaub erhebliche Schwierigkeiten.
• Eine zweite Lösung der Aufgabe liegt darin, dass der Zuwachs des vom Schleifmotor abzugebenden Drehmomentes durch Strom-oder Leistungs-Messgeräte erfasst und bei Überschreiten des Blatt # der Beschreibung: Verfahren zur Ausnutzung Geringer Belastungsänderungen von elektr. Verbrauchern ....
• des Leerlauf-Drehmomentes zur Auslösung des Umschaltvorganges ausgenutzt wird.
• Eine einwandfreie Auslösung dieses Schaltvorganges setzt aber eine hinreichend vergrösserte Leistungsaufnahme des Schleifmotors voraus, um itt sehr empfindlichen Messgeräten einen Sohaltvorgang auslösen zu können.
• In beiden Fällen ist eine relativ grosse Schleifzugabe an dem Werkstück vorzusehen, damit die Regelgrössen die erforderliche Höhe erreichen. Insbesondere benötigen solche Instrumente eine hohe Auflösung in dem Jeweils vorliegenden Messbereich,also einen entsprechend grossen Zeiger- Winkelausschlag, um einen Schaltvorgang durchführen zu können.
• Das erfindungsgemässe Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe stellt demgegenüber einen erheblichen Fortschritt dar und sei ii Folgenden ebenfalls für den Fall des Schleifautomaten beschrieben. Zur Erläuterung dient gleichzeitig das Block schaltbild einer Vorrichtung, welche das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen gestattet0 In Abb. 1 bedeutet A eine Gleichstroiquelle konstanter Spannung und B eine Gleichstrom-Quelle veränderlibrer Spannung.
• B wird über I - I in eine Motorzuleitung so eingeschaltet, dass dieser Motorstrom im Leerlauf über einen Transformator nebst Gleichrichter eine ebenfalls konstante Gleichspannung kleineren Betrages als A liefert. Die beiden Spannungen werden über ein Potentioseter P nach bekannten Methoden kompeninert sodass durch den Widerstand X kein Strom fliesst.
• Infolgedessen liegt an den Enden dieses Widerstandes keine Spannung und der Operationsverstärker a wird nicht angel steuert.
• In den Augenblick aber, in welchem der Schleifiotor itt der Schleifscheibe dZ Werkstück berührt, erhöht sich der von Motor infolge des vergrösserten abgegebenen Drehmomentes aus den Netz gezogene Strom. Infolgedessen entsteht zwischen der an P eingestellten Spannung un#der von l B abgegebenen Spannung eine Differens. Diese Differenzspannung erzeugt ihrerseits durch den Widerstand R einen Ausgleichstrom, welcher an R eine Spannung erzengt. Mit dieser Spannung wird der Verstärker C angesteuert, welcher nach hinreichender Verstärkung ein Relais Rel Schaltet. Es kann natürlich Blatt 21 der Beschreibung: Verfahren zur Ausnutzung geringer Belastungsänderungen von elektrv Verbrauchern.....
• natürlich zwischen Verstärker-Ausgang und Relais ein zusätzlicher Schalttransistor mit Kippcharakteristik eingeschaltet sein'welcher in Durchlass-Schaltung das Relais momentan auf die volle Relais-Spannung schaltet und bei Verschwinden des Dekompensationsstromes das Relais wieder stromlos macht.
• Es wird dadurch erreicht, dass das Relais beim Auftreten einer Dekompensation von A und B voll dutchschaltet und ein unstabiles Verhalten des Relais durch eine kleinere Dauerstrombelastung vermieden wird. Ebenso kann der Schalttransistor so geschaltet sein,dass das Relais mit Ruhestrom arbeitet, solange Kompensation besteht und bei Dekompensation sfrimlos wirde Dieses Verfahren ist sehr einfach im Aufbau und kann bis zu äusserst geringen Momentänderungen benutzt werden. Versuche aaben gezeigt, dass bei einer Vergrösserung eines Motor-Leerlautstromes, welcher bei ca 1 Amp. lag, noch bei Stromsteigerungen von weniger als 1 mA mit Sicherheit der gewünschte Schaltvorgang erreicht wird.
• Der Kompensationsvorgang für den Leerlautstrom des Motors kann sowohl von Hand durch das Potentiometer erfolgen wie auch durch eine für diesen Zweck geeignete Transistorschaltung, bezw. sonstige Ealbleitersehaltung.
• Schwankungen der Netzspannung stören bei diesem Verfahren nicht, wenn der Gleichrichter A an der gleichen Stromquelle.
• wie der Motor liegt.
• Infolge dieser ausserordentlichen Empfindlichkeit der Regelung kann mit erheblich geringeren Schleifzugaben als bisher gearbeitet werden, womit das Arbeitstempo derartiger Automaten ganz erheblich gestejegert werden kann.
• Das gleiche Verfahren kann natürlich auch bei allen übrigen Verbrauchern von elektrischer Leistung angewendet werden, wenn eine im Verbraucher entstehende Stromänderung zur Auslösung elektronisch gesteuerter Schaltvorgänge verwendet werden soll.

Claims (3)

patentansprüche

1) Verfahren zur Ausnutzung geringer Belastungsänderungen von elektrischen Verbrauchern zur Auslösung elektronisch ges teuerter Schaltvorgänge'dadurch gekennzeichnet, dass der den Verbraucher durchfliessende Strom die Prinärwicklung eines Transformators durchrliesst,dessen Sekundärspannung nach @ G@eichrichtung in einem Kompensationsverfahren mit einer zweiten Konstant-Spannungsquelle so verglichen wird, dass im - Normal-Belastungssuctand keine Ströme im Kompensations-Kreis- j lauf fliessen, bei einer Erhöhung der Yerbraucher-Belastung dagegen ein Kompensations- Fehlerstrom entsteht, welcher nach hinreichender Verstärkung ein Relais betätigt oder auf eine beliebige andere Weise einen Schaltvorgang auslöst.

2) Verfahren zur Ausnutzung geringer Belastungsänderungen von elektrischen Verbrauchern zur Auslösung elektronisch gesteuerter Sohaltvorgnge, gemäss l),dadurchgekennzeichnet, das der Kompensationsvorgang wahlweise von Hand oder aber durch eine geeignete Raibleiterschaltung automatisch vorgenonen wird.

3) Verfahren zur Ausnutzung geringer Belastungsänderungen von elektrischen Verbrauchern zur Auslösung elektronisch gesteuerter Schaltvorgänge, gemäß 1) und 2), dadurch gekennzeichnet dass zwischen Verstärker und Relais ein Schalttransistor mit Kipp-Charakteristik geringer Zeitkonstante zwischengeschaltet ist.