DE2524178B2 - Schaltanordnung, zum schutz von kupplungen und insbesondere zum ueberwachen des schlupfes von ueberlastkupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zum Schutz von Kupplungen und insbesondere zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen zwisehen einem antreibenden und einem angetriebenen rotierenden Maschinenteil, unter Verwendung eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers, einer dem Zähler nachgeschalteten Dekodierstufe und einer dem Zähler vorgeschalteten zweikanaügen Entkopplungsschaltung, die Drehzahl-Impulsgeberelementen an rotierenden Teilen nachgeschaltet ist.

Eine Schaltanordnung dieser Art ist aus »Instruments & Control Systems«, Dezember 1960, 2074 - 2075, zur Drehzahlregelung eines Motors mittels eines Sollwert-Impulsgebers bekannt. Um sicherzustellen, daß auch bei Koinzidenz der Impulsfolgen für Vorwärts- und für Rückwärtsansteuerung des Zählers kein Blockieren der Wirkungsweise des Vorwärts-Rückwärts-Zählers und damit der gesamten Regelung eintritt, ist der Eingängen des Zählers eine zweikanalige Antikoinzidenz- oder Entkopplungsschaltung vorgeschaltet. Bei einem Zählresultat am Ausgang des Zählers, das von Null abweicht, wird ein Servoverstärker zum Eingriff in den Betrieb des Motors angesteuert.

Speziell zum Erfassen von Drehzahldifferenzen zwischen den Teilen einer Schlupfkupplung sind Schaltanordnungen bekannt, die auf dem abwechselnden Setzen und Rücksetzen von Speicherimpulsen basieren, mit einer Zeitauswertung hinsichtlich des Anstehens des gesetzten Impulses, vgl. die DT-OS 19 23 756. Schlupfanzeigegeräte, die auf solcher Schaltungsfunktion beruhen, sind zwar grundsätzlich auch für Überwachungsaufgaben an Überlastkupplungen geeignet; es hat sich aber herausgestellt, daß diese bekannten Geräte entweder auf eine Abweichung vom Schlupf Null reagieren, oder aber erst bei vergleichsweise beträchtlichen Schlupfwerten ansprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung für den Schutz von Kupplungen und insbesondere zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen rotierenden Maschinenteil zu schaffen, die es erlaubt, auch bei extrem geringem Betriebsschlupf ein sicher reproduzierbares Meßergebnis und dementsprechend auch eine reproduzierbare Signalabgabe bei Überschreiten eines vorgegebenen, sehr geringen Betriebsschlupfes zu gewinnen. Der Anwendungszweck von Überlastkupplungen der hier betrachteten Art ist es also, bei Überlastung, also bei unzulässig stark ansteigendem Drehmoment, durchzurutschen. Solche Überlastkupplungen sind insbesondere dann zum Schütze von Maschinen oder Maschinenteilen vorgesehen, wenn ein starkes Antriebsaggregat gegen beträchtliche Gegenkräfte arbeiten muß; wenn in der

b5 Arbeitsmaschine infolge von Betriebsstörungen Blokkierungen eintreten, dann kann entweder die Arbeitsmaschine durch Überlastung zerstört oder die Antriebsvorrichtung infolge voller Ansteuerung bei Stillstand

beschädigt werden. Diese Problematik tritt insbesondere bei Schneckenmaschinen (Extruderanlagen) auf, wo der bevorzugte Anwendungsfall einer Schaltanordnung nach der vorliegenden Erfindung gesehen wird.

Die bei herkömmlichen Schlupfanzeigegeräteri vorstehend genannter Art ausgeprägten beiden Ansprechschwellen sind für die angestrebte Überwachung der beschriebenen Überlastkupplungen nicht geeignet. Denn es hat sich gezeigt, daß für Exiruderanlagen geeignete Überlastkupplungen ständig einen geringen Betriebsschlupf aufweisen, der zu einer Art von Selbstreinigungseffekt führt, auf den das exakte und sichere Ansprechen einer solchen Überlastkupplung ^:m Überlastfalle zurückzuführen ist. Die herkömmlichen Schlupfanzeigegeräte würden also, wenn sie auf den Schlupfwert Null eingestellt sind, auch im Nennbetrieb stets die an sich gar nicht begründete Überlastauslösung hervorrufen; während andererseits der von Null unterschiedlich einstellbare Wert eines Schlupfes bereits so groß ist, daß aufgrund der starken Antriebskräfte die in der Überlastkupplung sich entwickelnde Wärme bereits zu einer Zerstörung der Kupplung führen würde. Denn die erforderliche Ansprechempfindlichkeit für Überlastkupplungen der hier betrachteten Art erfordert Meß- und Steuergeräte, die bei Überschreiten eines Betriebsschlupfes von beispielsweise 0,12% sicher und reproduzierbar ansprechen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß unter Verwendung einer Schaltanordnung eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß an einen Rücksetzeingang des Zählers eine Zeitbasisstufe angeschlossen und die Dekodierstufe auf Ansteuerung eines Signalgebers bei Überschreiten eines Mindest-Zählresultates am Ausgang des Zählers eingerichtet ist.

Im Gegensatz zu einer der eingangs gewürdigten Schaltanordnung, die auf der zeitlichen Auswertung eines gespeicherten Impulses beruht, liefert die Schaltanordnung nach der vorliegenden Erfindung ein quasikontinuierliches Meßergebnis über den momentanen Schlupf von Überlastkupplungen; dabei läßt sich der Grenzwert desjenigen Betriebsschlupfes, bei dessen Überschreiten der Signalgeber ansprechen soll, in schaltungstechnisch einfacher, dabei aber funktionssicherer Weise über die Dimensionierung der Zeitbasisstufe zum Zurücksetzen des Vorwäris-Rückwärts-Zählers vorgeben.

Gerade beim spezifischen, der Erfindung zugrundeliegenden Problem des Vorliegens sehr geringen Schlupfes ist die Gefahr der Koinzidenz der zwangsläufig nicht beliebig kurzen Impulse, die von den Drehzahl-Impulsgeberelementen abgegeben werden, besonders groß. Dementsprechend große Bedeutung komiT.t für einen funktionssicheren Einsatz einer Schaltanordnung nach der Erfindung der zweikanaligen Entkopplungsschaltung vor dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler zu. Bekannte derartige Entkopplungsschaltungen beruhen auf der Verwendung eines separaten Impulsgebers zum Trennen etwa zusammenfallender Eingangsimpulse in den bo beiden Kanälen oder darauf, zwei Verzögerungs-Kaskadenschaltungen über eine weitere Verzögerungsschaltung miteinander zu koppeln. Im erstgenannten Realisierungsfalle besteht der gravierende Nachteil darin, daß ein gesonderter, freilaufender und stabil hi arbeitender, dabei auf die zu erwartende Größenordnung der Impulsfolgefrequenz abgestimmter Impulsgeber notwendig ist. Im zweitgenannten Realisierungsfalle ist die Verkoppelung der Verzögerungsschaltungen kritisch hinsichtlich ihrer Justierung, zumal nach Reparatur-Eingriffen in Teile der Gesamtschaltung.

Demgegenüber wird, gemäß einem weiterbildenden Merkmal der Erfindung, die Schaltanordnung zweckmäßigerweise mit einer Enikopplungsschaltung mit Verrie gelungsstufen nachgeschalteten Verzögerungsgiiedern ausgestattet, die in jedem Kanal zwischen einem Speicher am Eingang und einem Ven iegelungsglied am Ausgang des Kanales eine Verriegelungsstufe aufweist, die bei Ansteuerung vom vorgeschalteten Speicher die Verriegelungsstufe im anderen Kanal sperrt.

Diese insbesondere in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vorteilhaft einsetzbare Entkopplungsschaltung zeichnet sich durch einfachen Aufbau und unkritische Funktion aus. Denn eine Impulsverschiebung bei Impulsüberlappung erfolgt in jedem der beiden Kanäle, ohne daß es äußeren (i,nd hinsichtlich der Synchronierung kritischen) Steuerungseingriffes oder kritischer Abstimmung zusammengeschaiteter Verzögerungskaskaden bedarf.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in symbolischer Zuordnung eine Überlastkupplung zwischen zwei Wellenstümpfen als antreibendem bzw. angetriebenem Maschinenelement mit einem im Blockschaltbild dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Schaltanordnung.

Ein Getriebemotor 1 betreibt eine rotatorisch angetriebene Arbeitsmaschine, in der dem Rotationsantrieb erhebliche Gegenkräfte entgegenstehen, beispielsweise die Schneckenpresse einer Extruderanlage 2. Zur Schonung des Getriebemotors 1, insbesondere aber der Extruderanlage 2 erfolgt die Kraftübertragung zwischen dem antreibenden Wellenstumpf 3 und dem angetriebenen oder abtreibenden Wellenstumpf 4 über eine Überlastkupplung 5. Solche Überlastkupplungen 5 sind üblicherweise als Rutschkupplungen ausgebildet, d. h., wenn das auf die Kupplungsfläche wirkende Drehmoment infolge Blockierens der Extruderanlage 2 zu groß wird, dann rutscht die Überlastkupplung 5 durch, um die Extruderanlage 2 vor Zerstörungen zu bewahren. Dieses Durchrutschen der Überlastkupplung 5 beinhaltet zugleich den Vorteil, daß der Getriebemotor 1 nicht bis zum Stillstand abgebremst wird, einer Betriebsart, die die Gefahr von Beschädigungen auch des Getriebemotors 1 beinhalten würde.

Handelsübliche Überlastkupplungen 5 der hier in Betracht gezogenen Art weisen im Nennbetrieb gewöhnlich einen gewissen Schlupf auf, der insbesondere der Selbstreinigung der gegeneinander anliegenden Kupplungsflächen dient. Dieser Betriebsschlupf darf bei praktisch realisierten Überlastkupplungen 5 bis zu etwa 0,12% betragen. Wenn infolge Blockierens der Extruderanlage 2 die Überlastkupplung 5 ganz durchrutscht, da ihr abgetriebenes Kupplungsteil, das mit d im abgetriebenen Wellenstumpf 4 drehstarr verbunden ist, stillsteht, während das mit dem antreibenden Wellenstumpf 3 drehstarr verbundene Kupplungsteil vom Getriebemotor 1 weitergedreht wird, dann muß die gesamte Antriebsenergie in der Reibfläche zwischen den beiden Kupplungsteilen vernichtet werden. Dieser Betriebszustand, in dem die Überlastkupplung 5 also angesprochen hat, führt aufgrund der hohen Wärmeent-

wicklung zwischen den beiden Kupplungsteilen in der Regel schnell zur Zerstörung der Überlastkupplung 5. Das weist den Nachteil auf, nunmehr nicht nur die Extruderanlage 2 für neue Inbetriebnahme freiräumen zu müssen, sondern insbesondere auch eine neue Überlastkupplung 5 zwischen den Wellenstümpfen 3/4 einbauen zu müssen.

Der Vermeidung der Zerstörung der ansprechenden Überlastkupplung 5 dient die erfindungsgemäße Schaltanordnung zum Schutz der Überlastkupplung 5 durch kontinuierliches Überwachen des Schlupfes der Überlastkupplung 5.

Die Messung des momentanen Schlupfes erfolgt in einem wahlweise vorwärts oder rückwärts ansteuerbaren digitalen Zähler 6. Jeder der beiden Zähleingänge des Zählers 6 wird von einem zugeordneten Kupplungsteil der Überlastkupplung 5 angesteuert, im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorwärts-Zähleingang 7 vom mit dem antreibenden Wellenstumpf 3 verbundenen Kupplungsteil, der Rückwärts-Zähleingang 8 vom mit dem angetriebenen Wellenstumpf 4 verbundenen Kupplungsteil. Jedes der beiden Kupplungsteile ist mit einem — vorzugsweise kontaktlos arbeitenden — Drehzahl-Impulsgeberelement 9.1 bzw. 9.2 ausgestattet. Hierbei kann es sich in als solcher bekannter Weise um eine optische, um eine ferromagnetische oder um eine anderweitige Abtastung der Drehung der Kupplungsteile handeln. In der Zeichnung ist die Realisierungsform je einer Metallfahne, befestigt an einem Kupplungsteil, dargestellt, die bei Durchlaufen durch das zugeordnete Impulsgeberelement 9.1 bzw. 9.2 eine Impulsabgabe auslöst. Insbesondere im Falle niedriger Drehzahl der Wellenstümpfe 3,4 kann es zweckmäßig sein, durch entsprechende Maßnahmen pro Umdrehung eines Kupplungsteiles mehrere Impulse zu erzeugen, beispielsweise durch die Anordnung mehrerer gegeneinander winkelversetzter Metallfahnen an den Kupplungsteilen. Eine derartige Mehrfach-Impulsabgabe pro Umdrehung erhöht die Meßgenauigkeit. Zweckmäßigerweise wird im Interesse einfacherer Signalauswertung sichergestellt, daß durch entsprechende gegenseitige Anordnungen beide Kupplungsteile eine gleiche Anzahl von Impulsen pro Umdrehung mit gleicher relativer Zeitverschiebung bewirken.

Problematisch ist, daß einfache Vorwärts-Rückwärts-Zähler 6 nur entweder einen in Zählrichtung oder einen gegen Zählrichtung wirkenden Steuerimpuls zur gleichen Zeit verarbeiten können und für die Umschaltung eine schaltungsspezifische Totzeit zwischen aufeinanderfolgender Ansteuerung der beiden Zähleingänge 7,8 einzuhalten ist. Diese Gegebenheit würde im vorliegenden Einsatzfalle eines solchen Zählers 6 insbesondere dann zu Komplikationen führen, wenn von beiden Impulsgeberelementen 9.1 und 9.2 gleichzeitig oder in ganz kurzer Folge je ein Impuls abgegeben wird. Das kann etwa vorkommen bei sehr kleinem Schlupf bzw. bei auf die räumliche Anordnung der Impulsgeberelemente 9.1, 9.2 bezogener zufälliger Koinzidenz der die Impulsgabe-Zeitpunkte bestimmenden Umfangstellen mi der Kupplungsteile.

Um derartige Komplikationen trotz Einsatzes einfacher Zähler 6 auszuschließen ist den Zähleingängen 7,8 des Zählers 6 eine zweikanalige Entkopplungsschaltung 10 vorgeschaltet. Diese stellt sicher, daß auch bei überlappender Impulsgabe oder dicht, aufeinanderfolgender Impulsgabe von den Impulsgeberelementen 9.1, 9.2 eine funklionsgerechte Ansteuerung des Zählers 6 erfolgt, ohne daß diese Signalimpulse für die Schlupf überwachung verloren gehen. Im Interesse ungestörter Signalverarbeitung ist es zweckmäßig, zwischen der beiden Kanälen 10.1,10.2 der Entkopplungsschaltung 10 und den Impulsgeberelementen 9.1 bzw. 9.2 je einer Impulsformer 11 zur Verfügungsstellung definierter Impulse bei Ansteuerung der Impulsgeberelemente 9.1 bzw. 9.2 einzuschalten.

Das Ausgangssignal des angesteuerten Impulsfor mers 11 wird im zugeordneten Kanal 10.1 bzw. 10.2 in einen löschbaren Speicher 12 übernommen, der im ir der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel als bistabile Kippstufe angegeben ist. In jedem Kanal 10.1 10.2 ist dem Speicher 12 eine Verriegelungsstufe 13.1 bzw. 13.2 nachgeschaltet. Sie bewirkt, daß dann, wenr einer der beiden Kanäle 10.1 oder 10.2 durch Setzen de entsprechenden Speichers 12 angesteuert wird, die entsprechende Verriegelungsstufe 13.2 bzw. 13.1 in anderen Kanal 10.2 bzw. 10.1 auf Blockieren geschalte wird. Zur Verdeutlichung dieser Funktion ist im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel jede Ver riegelungsstufe 13.1, 13.2 als UND-Gatter mit einerr direkt wirkenden und einem invertierend wirkender Eingang vorgesehen, wobei jeweils der invertierenc wirkende Eingang an den Ausgang der Verriegelungs stufe 13.2 bzw. 13.1 des anderen Kanales 10.2 bzw. 10.1 angeschlossen ist. Jeder Verriegelungsstufe 13.1,13.2 is ein Verzögerungsglied 14 nachgeschaltet, in der Zeichnung dargestellt als monostabile Kippstufe, das einen Eingangsimpuls erst nach einer eingestellter Verzögerungszeit an seinem Ausgang erscheinen läßt der im dargestellten Schaltbeispiel mit dem entspre chenden Kanal-Ausgang identisch ist. Der andere Kap.a 10.1 ist auf den Vorwärts-Zähleingang 7, der andere Kanal 10.2 auf den Rückwärts-Zähleingang 8 des Zählers geschaltet.

Wenn die Impulsgeberelemente 9.1 und/oder 9.: (gleichzeitig oder nacheinander) einen Impuls abgeben dann wird über den zugeordneten Impulsformer 11 der nachgeschaltete Speicher 12 im zugeordneten Kana 10.1 bzw. 10.2 gesetzt. Eine Ansteuerung des Verzöge rungsgliedes 14 erfolgt aber nur in demjenigen Kana 10.1 oder 10.2, dessen Speicher 12 vor dem Speicher Ii des anderen Kanales 10.2 bzw. 10.1 gesetzt wurde. Dem wenn an einem der Speicher 12 ein Ausgangssigna ansteht, wird sofort über die Verriegelungsstufe 13.1 bzw. 13.2 der andere Kanal 10.2 bzw. 10.1 gesperrt. Mi Ansteuern des zugeordneten Zähleinganges 7 bzw. i erfolgt aufgrund einer Rückführung vom Ausgang dei Kanales 10.1 bzw. 10.2 ein Rücksetzen des zugeordne ten Speichers 12. Damit wird die Verriegelung in anderen Kanal 10.2 bzw. 10.1 aufgehoben, und da Ausgangssignal jenes anderen Speichers 12 wird zurr zugeordneten Verzögerungsglied 14 durchgeschaltet das nach Ablauf nunmehr seiner Verzögerungszeit der anderen Zähleingang 8 bzw. 7 des Zählers 6 ansteuert.

Folglich stellt die zweikanalige Entkopplungsschal tung 10 sicher, daß nicht beide Zähleingänge 7/8 dei Zählers 6 gleichzeitig angesteuert werden können, aucl nicht bei gleichzeitiger oder überlappender Impulsgabf von den Impulsgeberelementen 9.1 und 9.2. Di< Verzögerungsglieder 14 stellen sicher, daß nacl Rücksetzen eines Speichers 12 und folglich Freigabe de Verriegelungsstufe! 13.1 bzw. 13.2 im benachbartei Kanal 10.1 bzw. 10.2, was bei dort gesetztem Speiche 12 nunmehr zum Ansteuern des Verzögerungsgliedes 1' führt, erst nach Ablauf der Verzögerungszeit der anden Zähleingang 7 bzw. 8 des Zählers 6 angesteuert wird

Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 14 sind also mindestens auf die zählerspezifische Mindest-Verzögerungszeit zwischen Umsteuern von einem auf den anderen Zähleingang 7/8 einzustellen. Zwar erfolgt damit generell eine verzögerte Ansteuerung des Zählers 6, was aber aufgrund der in der Praxis kurzen Verzögerungszeiten — wie sich herausgestellt hat — nicht zu Komplikationen bei der Schlupfüberwachung zum Schütze der Überlastkupplung 5 führt. Damit kein wechselseitiges Blockieren bei exakt gleichzeitiger Ansteuerung der beiden Kanäle 10.1,10.2 erfolgt, ist es zweckmäßig, die Verzögerungsglieder 14 auf geringfügig unterschiedliche Verzögerungszeiten einzustellen.

Wie bereits dargelegt, weist eine Überlastkupplung 5 der hier betrachteten Art auch im Nennbetrieb einen gewissen Mindestschlupf auf. Das heißt, nach einer gewissen Betriebsspanne werden zwischen zwei vom abgetriebenen Kupplungselement ausgelösten Ansteuerungen des Rückwärts-Zähleinganges 8 nicht nur eine sondern zwei Ansteuerungen auch des Vorwärts-Zähleinganges 7 des Zählers 6 liegen. Mit anderen Worten: Der geringe Betriebsschlupf wirkt sich über längere Betriebsdauer dahingehend aus, daß nicht jede Vorwärtszählung des antreibenden Kupplungsteiles durch eine darauffolgende Rückwärtszählung, ausgelöst vom abgetriebenen Kupplungsteil, kompensiert wird. Das heißt, im Laufe der Betriebszeit wird der Zähler 6 nicht immer nur zwischen den Zählresultaten »Null« und »Eins« hin- und herzählen, sondern über »Eins« hinauszählen. Die Geschwindigkeit dieses langsam erfolgenden Vorwärtszählens läßt sich über den kupplungsspezifischen Betriebsschlupf bestimmen. Auf diese Weise läßt sich eine Zeitspanne vorgeben, innerhalb derer bei Vorliegen nur des Betriebsschlupfes ein bestimmtes Zählresultat nicht überschritten werden kann. Zur Vorgabe dieser Zeitspanne ist eine Zeitbasisstufe 15 an den Zähler 6 angeschlossen, die nach Ablauf dieser Zeitspanne den Zähler 6 wieder auf die Anfangszählstellung »Null« zurücksetzt.

Wenn jedoch einmal vor Ablauf dieser durch die Zeitbasisstufe 15 definierten Zeitspanne das eben definierte kritische Zählresultat erreicht wird, dann ist das der Beweis dafür, daß der Schlupf der Überlastkupplung 5 sich gegenüber dem Betriebsschlupf vergrößert hat. Denn infolge entsprechend erhöhter Drehgeschwindigkeit des antreibenden Kupplungsteils gegenüber dem abgetriebenen Kupplungsteil verzögern sich die rückwärtszählenden Impulse zunehmend gegenüber den vorwärtszählenden.

Diese kritische Situation wird dadurch erfaßt, daß dem Zähler 6 eine Dekodierstufe 16 nachgeschaltet ist, die auf ein bestimmtes Zählresultat eingestellt ist, das innerhalb der von der Zeitbasisstufe 15 vorgegebenen Zeitspanne gerade nicht mehr erreicht werden kann, wenn lediglich Betriebsschlupf in der Überlastkupplung 5 auftritt. Bei dieser Dekodierstufe kann es sich beispielsweise um eine einstellbare oder fest verdrahtete Zählabfrage handeln, je nach Art des Zählers 6 mit dualer oder dezimaler Dekodierung.

Wenn die Dekodierstufe 16 anspricht, weil der Schlupf in der Überlastkupplung 5 sich gegenüber dem Betriebsschlupf erhöht hat, dann wird ein ihr nachgcschalteter Signalgeber 17 angesteuert, der beispielsweise eine — etwa optisch oder akustisch wirkende — Warnsignaleinrichtung 18 freigibt. Insbesondere aber ist es zweckmäßig, dem Signalgeber 17 auch eine Kupplungs-AusrückvorrichUing 19 nuch/.uschalten, wodurch sichergestellt ist, daß sofort bei Übersteigen des zulässigen Betriebsschlupfes die Überlastkupplung 5 getrennt wird, also vor Zerstörung infolge Wärmeentwicklung bewahrt wird.

Mit der bisher beschriebenen Schaltanordnung ist ein

sicherer Schutz der Überlastkupplung 5 bei Ansteigen des Schlupfes über Betriebsschlupf hinaus gewährleistet. Um aber die Überlastkupplung 5 auch dann zu schützen, wenn aus irgendeinem Grunde, etwa wegen zufällig nicht angeschlossener Impulsgeberelemente 9.1, 9.2,

ίο eine Ansteuerung der zweikanaligen Entkopplungsschaltung und damit auch des Zählers 6 gar nicht erfolgt, ist dem Eingang jeden Kanales 10.1,10.2 ein Zeitglied 20 parallelgeschaltet, dessen Ausgänge über eine ODER-Verknüpfung parallel zum Ausgang der Dekodierstufe 16 auf den Signalgeber 17 geschaltet sind. Jedes dieser Zeitglieder 20 wird bei Inbetriebnahme der Schaltanordnung gesetzt, und wenn vor Ablauf der eingestellten Zeitspanne nicht vom zugeordneten Impulsgeberelement 9.1 bzw. 9.2 ein Impuls ankommt, dann fällt das betreffende Zeitglied 20 zurück und gibt ein Ausgangssignal an den Signalgeber 17 ab, um vorsorglich die beiden Teile der Überlastkupplung 5 voneinander zu trennen, da die Überlastkupplung 5 andernfalls von der beschriebenen Schaltanordnung nicht überwacht würde.

Bei fehlenden Impulsen von den Impulsgeberelementen 9.1 oder 9.2 läuft also das zugeordnete Zeitglied 20 ab und trennt über den Signalgeber 17 die Überlastkupplung 5. Ein Schließen eines Kontaktgebers 22 stellt den Signalgeber 17 wieder zurück, allerdings erst, wenn die Zeitglieder 20 beide abgelaufen sind. Mit dem Rücksetzsignal der Rücksetzschaltung 21 werden dabei die von den Zeitgliedenn 20 anstehenden Signale gesperrt, um den Signalgeber zurückstellen zu können. Bei Wiederanfahren der Extruderanlage 2 verschwinden die Ausgangssignale der Zeitglieder 20 nach jeweils dem ersten Impuls von den Impulsgeberelementen 9.1 bzw. 9.2, und bei wieder g:eöffnetem Kontaktgeber 22

wird die Überlastkupplung 5 wieder überwacht.

Um die Extruderanlage 2 trotz der Sicherheitsschaltung über die Zeitglieder 20 auch extrem langsam anfahren zu können, kann es zweckmäßig sein, nicht die charakteristischen Zeiten der Zeitglieder 20 zu verändern, sondern den Signalgeber 17 mit bistabilem Schaltverhalten auszustatten, an dessen Rücksetzeingang eine Rücksetzschaltung 21 angeschlossen ist Wenn die Signalgabe auf diesen Rücksetzeingang vor einer Signalgabe auf die erwähnten Setzeingänge (angesteuert von den Zeitgliedern 20 oder von der Dekodierstufe 16) dominiert, dann kann mittels des Kontaktgebers 22 während bewußt langsamen Anfahrens die Wirkung des Signalgebers 17 blockiert werden.

Nach Ausrücken der Überlastkupplung 5, angesteuerl

bei unzulässig großem Schlupf von dem Signalgeber 17 wird das abtreibende Kupplungsteil, das mit dei blockierten Extruderanlage 2 in Verbindung steht, sehi abrupt stillgesetzt. Der mit dem Getriebemotor 1 verbundene antreibende Wellenstumpf 3 dageger rotiert unbelastet weiter, wenn nicht besondere Bremsmaßnahmen vorgesehen sind. Um nun eir

ho erneutes Einrücken der Überlastkupplung 5 zu einerr Zeitpunkt, da das antreibende Kupplungsteil mit seinerr Wellenstumpf 3 noch schnell rotiert, zu verhindern kann es zweckmäßig sein, zumindest dem dieser zugeordneten Impulsgeberelement 9.1 einen Drehzahl

•'^r> wächter nachzuschaltcn, der den Signalgeber 17 — mi nach wie vor bistabilem Schaltverhalten — erst danr wieder zurücksetzt, wenn die momentanen Drehgc schwincligkcitcn der beiden Wcllenstümpfc 3 und <■

hinreichend übereinstimmen. Zweckinäßigerweise wird die Funktion eines solchen Drehzahlwächters ebenfalls von den Zeitgliedern 20 wahrgenommen, weshalb deren Ausgänge in der Rücksetzschaltung 21 mit der Ansteuerung vom Kontaktgeber 22 über logische Bausteine kombiniert sind.

Denn da die kritische Drehzahl des antreibenden Kupplungsteiles für erneutes Einrücken der Überlastkupplung 5 in der Praxis sehr niedrig sein muß, genügt es, die Zeitglieder 20 z. B. als nachtriggerbare monostabile Kippstufen aufzubauen, die dann ein Signal

abgeben, wenn die Impulsgabe von den vorgeschalteten Impulsgeberelementen 9.1 bzw. 9.2 sich nicht innerhalb der Rückkippzeit dieser Kippstufen wenigstens einmal wiederholt. Wenn also eines dieser als monostabile Kippstufe aufgebauten Zeitglieder 20 zurückkippt, dann bedeutet das ein hinreichendes Absinken der Drehzahl des zugeordneten Kupplungsteiles, und erst jetzt wird mittels des Kontaktgebers 22 und der Rücksetzschaltung 21 der Signalgeber 17 gelöscht sowie die Ansteuerung der Kupplungs-Ausrückvorrichtung 19 beendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung zum Schutz von Kupplungen und insbesondere zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen rotierenden Maschinenteil, unter Verwendung eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers, einer dem Zähler nachgeschalteten Dekodierstufe und einer dem Zähler vorgeschalteten zweikanaügen Entkopplungsschaltung, die Drehzahl-Impulsgeberelementen an rotierenden Teilen nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einen Rücksetzeingang des Zählers (6) eine Zeitbasisstufe (15) angeschlossen und die Dekodierstufe (16) auf Ansteuerung eines Signalgebers (17) bei Überschreiten eines Mindest-Zählresultates am Ausgang des Zählers (6) eingerichtet ist.

2. Schaltanordnung mit Vorwärts-Rückwärts-Zähler und ihm vorgeschalteter zweikanaliger EntkopplungsschaJtung zum Überwachen des Schlupfes von Überlastkupplungen, insbesondere nach Anspruch 1 mit Verriegelungsstufen nachgeschalteten Verzögerungsgliedern in der Entkopplungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kanal (10.1, 10.2) zwischen einem Speicher (12) am Eingang und einem Verriegelungsglied (14) am Ausgang des Kanales (10.1 bzw. 10.2) eine Verriegelungsstufe (13.1 bzw. 13.2) vorgesehen ist, die bei Ansteuerung vom vorgeschalteten Speicher (12) die Verriegelungsstufe (13.2 bzw. 13.1) im anderen Kanal (10.2 bzw. 10.1) sperrt.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicher (12) bistabiles Schaltverhalten aufweist und mit seinem Setzeingang an das zugeordnete Impulsgeberelement (9.1 bzw. 9.2), mit seinem Löscheingang an den Ausgang des Kanales (10.1 bzw. 10.2) angeschlossen ist.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verzögerungsglied (14) auf eine Verzögerungszeit eingestellt ist, die der Mindestblockierzeit für Übergang von Vorwärts- auf Rückwärts-Ansteuerung des Zählers (6) und umgekehrt entspricht.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verzögerungszeiten unterschiedlich eingestellt sind.

6. Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (17) eine Warnsignaleinrichtung (18) freigibt.

7. Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (17) eine Kupplungs-Ausrückvorrichtung (19) ansteuert.

8. Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang jeden Impulsgeberelementes (9.2, 9.2) ein Zeitglied (20) angeschlossen ist, dessen Ausgänge den Signalgeber (17) ansteuern.

9. Schaltanordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich · net, daß der Signalgeber (17) bistabiles Schaltverhal ten aufweist und mit seinem Rücksetzeingang an eine Rücksetzschaltung (21) angeschlossen ist.

10. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzschaltung (21) einen Kontaktgeber (22) aufweist und außerdem an den Impulsgeberelementen (9.1, 9.2) nachgeschaltete Drehzahlwächter angeschlossen sind.

11. Schaltanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitglieder (20) die Drehzahlwächter sind, die das Schaltverhalten nachtriggerbarer monostabiler Kippstufen aufweisen.