DE2806223A1

DE2806223A1 - Steuerung fuer vibrationsantriebe

Info

Publication number: DE2806223A1
Application number: DE19782806223
Authority: DE
Inventors: Gerhard Heinze
Original assignee: Sortimat Creuz and Co GmbH
Current assignee: Sortimat Creuz and Co GmbH
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1979-08-16
Also published as: FR2417136A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zur allmählichen Änderung der Leistung elektromagnetischer Vibrationsantriebe, insbesondere von Rüttelförderern, Förderkesseln.beispielsweise der Art, bei der ungeordnete Teile eingefüllt und ausgerichtet auf einer schraubenlinienförmigen Bahn aufwärts transportiert werden, und Zuführgeräten, bei deren Einschaltung und/oder Ausschaltung.

Bisher verwendete man hierfür manuell regelbare, in den Versorgungsstromkreis von Vibrationsantrieben geschaltete Regelwiderstände oder Stelltransformatoren. Die Leistungsregelung wird hierbei durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Regelwiderstandes bzw. durch die Änderung der Windungszahl des Stelltransformators durchgeführt. Ferner hat man bereits Servomotoren und Schrittmotoren zur Änderung der Regelwiderstände bzw. der Windungszahl von Stelltransformatoren eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatisch

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arbeitende Steuerschaltung der eingangs genannten Art in weniger aifwendiger Bauweise zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Steuerschaltung erfindungsgemäß so ausgelegt, wie iia kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ermöglicht es, ohne zusätzliche Stellglieder, wie Servomotoren, Schrittmotoren und dgl. für das weiche· An- und Auslaufen der Vibrationsantriebe auszukommen. Da die Schaltung elektronisch arbeitet, sind keine beweglichen Teile, die normalerweise einem höheren Verschleiß unterliegen als elektronische

Teile, erforderlich. Abruptes Anfahren und schlagartiges Stillsetzen des Vibrationsantriebs sind beseitigt. Somit ist die Gefahr entscheidend verringert, daß Teile, die bereits in ihrer ausgerichteten Lage angeordnet sind, nicht durch An- und Ausschaltstöße in eine für die Weiterförderung bzw. einen nachfolgenden Montageprozeß störende Lage gebracht werden. Des weiteren schont die Steuerschaltung durch die spezielle An- und Auslaufcharakteristik das Fördergut und verringert die Störanfälligkeit der Vibrationsantriebe. Auch werden durch die allmähliche Leistungsänderung abrupte Lärmänderungen vermieden; die noch vorhandenen allmählichen Lärmänderungen werden als weniger störend empfunden. - ■

Bei vielen Anwendungsfällen müssen Vibrationsantriebe relativ häufig ein- und ausgeschaltet werden, beispielsweise um die

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Förderleistung von mittels Vibrationsantrieb angetriebenen Fördereinrichtungen dem mittleren Förderbedarf anzupassen. Gerade bei derartigen häufigen Schaltvorgängen kommen die genannten Vorteile besonders stark zum Tragen.

Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen«

Fig. 1 ein qualitatives Diagramm der durch eine erfindungsgemäße Steuerschaltung geschalteten Vibrationsantriebsleistung mit An- und Auslaufcharakteristik;

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungsbeispxels der Steuerschaltung;

Fig. 3 für ein zweites, schaltungsmäßig konkreter beschriebenes Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung die Anschlußstifte des den Impulsgenerator enthaltenden integrierten Bausteins;

Fig. 4 das Blockschaltbild des integrierten Bausteins gemäß Fig. 3; und

Fig. 5 den Stromlaufplan des zweiten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt das qualitative Leistungsdiagramm eines Vibrationsantriebs als Verbraucher. Wenn ab dem Zeitpunkt t, ein im Vibratorstromkreis liegender Leistungsschalter periodisch geschaltet wird, wird dem Vibrator eine bis zur Zeit t- allmählich ansteigende Leistung zugeführt. Der Vibrationsantrieb wird deshalb vom Zeitpunkt t-, an langsam bis zum Zeitpunkt tj hochgefahren und behält nach dem Zeitpunkt t₂ seine volle Leistung. Der Leistungsanstieg erfolgt dabei nahe dem Zeitpunkt t₁ steiler

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als kurz vor Erreichung der maximal einstellbaren Leistung zum Zeitpunkt t₂· Im eingeschalteten Zustand behält der Vibrationsantrieb diese geschaltete maximale Leistung bei. Beim Abschalten zum Zeitpunkt t, klingt die dem Vibrationsantrieb zugeführte Leistung allmählich bis zum Zeitpunkt t, ab. Durch diese Anlauf- und Auslaufcharakteristik der Vibratorleistung vird durch die Erfindung das abrupte Anfahren und Abstoppen vermieden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Vibrator über den in Fig. 2 offenen Leistungsschalter an die Netzspannung angeschlossen. Zum Anlauf des Vibrationsantriebes wird der Schalter S2 geöffnet. Nach Öffnen des Schalters S2 wird in einem Zeitglied eine Kapazität entladen, wodurch ein in einem integrierten Baustein bzw. einem IC integrierter Impulsgenerator durch eine IC-interne Schaltung angesteuert wird. Der Impulsgenerator sendet in jeder Halbwelle der Netzspannung einen entsprechend der Netzphase ausgerichteten Ausgangsimpuls zum Leistungsschalter, d.h. während der positiven Halbwelle der Netzspannung einen positiven Impuls und während der negativen Halbwelle der Netzspannung einen negativen Impuls. Der Leistungsschalter wird sowohl durch die Anstiegsflanke des positiven Impulses als auch die Anstiegsflanke des negativen Impulses des Impulsgenerators geschlossen und schaltet in diesem Zustand den Vibrationsantrieb an das Wechselspannungsnetz. Der Leitungsschalter ist jedoch so ausgelegt,

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daß er nach deir. Einschalten durch eine vordere Impulsflanke bei jedem Nulldurchgang der Wechselspannung sich selbständig öffnet und dairit den Vibrator vom Netz trennt. Die dem Vibrator " zugeführte Leistung hängt deshalb vom Zeitpunkt des Auftretens der vorderen Anstiegstlanke des Ausgangsimpulses des Impulsgenerators während einer Halbwelle der Wechselspannung ab. Beträgt die Periodendauer einer Wechselspannungswelle T und tritt die positive vordere Impulsflanke des Impulsgenerators zum Zeitpunkt T/4 auf, so wird der Leistungsschalter in der Zeit von T/4 bis T/2 leitend. Zum Zeitpunkt T/2, d.h. beim Nulldurchgang der Wechselspannung, öffnet er wieder. Durch Schließen des Leistungsschalters in der Zeit von T/4 bis T/2 liegt am Vibrator nur die zweite Hälfte der positiven Halbwelle der Netzwechselspannung an.

Vor Beginn der Entladung des Kondensators des Zeitgliedes kann über den Impulsgenerator kein Ausgangsimpuls erzeugt werden. Bei vollständiger Entladung des Kondensators des Zeitgliedes tritt die vordere Flanke des Impulses eine Zeit t nach Durchgang der Wechselspannung durch den Nullpunkt (O,T/2,T) oder nach einem Vielfachen von T/2 auf. Diese Zeit t ist/ wie weiter unten ausgeführt, einstellbar und bestimmt die maximale Leistung, die dem Vibrationsantrieb zugeführt wird.

Bei einer Entladung des Kondensators im Zeitglied wandert die vordere Anstiegsflanke des Ausgangsimpulses vom Zeitpunkt T/2 auf der Zeitachse entsprechend der Entladungszeitkonstariten des Kondensators nach links gegen T=O. Die Schließzeit des Leistungsschalters wird hierdurch verlängert, wodurch dem Vibrator eine allmählich ansteigende Leistung zugeführt wird.

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Damit bei einer Phasenverschiebung durch induktive oder kapazitive Last des Vibrators der Leistungsschalter durch einen positiven oder negativen Impuls des Impulsgenerators geschlossen wird, wird durch eine Rückkopplung vom Vibrator - zum Impulsgenerator der Stromnulldurchgang des Vibratorantriebs zum IC rückgekoppelt. Über eine IC-interne Logik wird die Auslösung des Ausgangsiirpulses und damit die Schließung des Leistungsschalters nur dann durchgeführt, wenn der Stromnulldurchgang am Vibrator registriert wurde,

Wird S2 geschlossen, dann wird der Kondensator des Zeitgliedes allmählich aufgeladen. Hierdurch wird eine langsam ansteigende Spannung auf einen Eingang des IC's gegeben und durch IC-interne Umwandlung die vorderen Flanken des positiven und negativen Impulses innerhalb einer Halbwelle vom Zeitpunkt t über den Zeitpunkt T/4 bis zu T/2 bzw. 3/4 T bis T nach rechts verschoben. Analog zu dieser Verschiebung der Anstiegsflanke des positiven Impulses innerhalb der positiven Halbwelle vergrößert sich die Zeit vom Nulldurchgang der Spannungswelle bis zum Auftreten der vorderen Impulsflanke. Da der Leistungsschalter bei jedem Nulldurchgang selbständig öffnet und erst durch die nächste Impulsflanke geschlossen wird, vergrößert sich die Zeit, in der der Leistungsschalter geöffnet ist, d.h. der Vibrator vom Netz getrennt ist. Die Leistungsabgabe des Netzes wird deshalb mit zunehmender Kondensatoraufladung bzw. längerer Öffnungszeit des Leistungsschalters geringer.

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ORIGINAL INSPECTED

Es wird nun anhand der Fig. 3 bis 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In Fig. 3 sind die Anschlußstifte eines den Impulsgenerator aufweisenden IC's in der Draufsicht auf den Baustein bzw. Chip dargestellt. Die Stifte sind dabei für nachstehende Verbindungen bestimmt:

Stift 1 - Anschluß für Sägezahnspannung; Stift 2 - Ausgang Operationsverstärker; Stift 3 - positiver Eingang Operationsverstärker; Stift 4 - Gleichstrom-Referenzspannung; Stift 5 - negativer Eingang Operationsverstärker; Stift 6 - stabilisierte Gleichspannung; Stift 7 - Ausgang des Impulsgenerators; Stift 8 - positiver Gleichrichteranschluß; Stift 9 - Wechselspannungsanschluß; Stift 10 - negativer Gleichrichteranschluß; Stift 11 - Zerhacker bzw. Chopper; Stift 12 - Nullpotential; Stift 13 - Nullpotential; Stift 14 - Eingang des Nullstromdetektors; Stift 15 - Ausgang der Steuerlogik; Stift 16 - Stromgenerator.

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild eines in der Steuerschaltung verwendbaren, an sich bekannten IC's. Am Leiter Ll liegt die Netzwechselspannung an, die über einen Vorwiderstand R dem Anschlußstift 9 des IC's zugeführt wird.

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Die Schaltung des IC¹S führt dabei die nachstehenden Funktionen aus:

a. Gleichrichtung und Begrenzung der Netzspannung;

b. Stabilisierung einer intern erzeugten positiven Spannung;

c. Erfassung des Nulldurchgangs der Netzspannung;

d. Erfassung des Nulldurchgangs des VibratorStroms;

e. Erzeugung einer Sägezahnspannung, die entsprechend den Halbwellen der Netzspannung synchronisiert ist;

f. Vergleich zwischen der Sägezahnspannung und einer Bezugsspannung;

g. Verstärkung eines Fehlersignals mittels eines Operationsverstärkers, der eine hohe Leerlaufverstärkung aufweist;

/schaber;

h. Erzeugung von Ausgangs- bzw. Zündimpulsen für den Leistungs-/ i. Polaritätsbestimmung der Impulse entsprechend der Polarität der Netzwechselspannung; j. Leistungsverstärkung der Ausgangsimpulse mit Strombegrenzung.

Die über den Vorwiderstand R reduzierte -Netzwechselspannung wird dem Block Bl, dem Gleichrichter- und Begrenzerblock, sowie dem Block B3, dem Detektor für den Nulldurchgang der Wechselspannung, zugeführt. Der Block Bl erzeugt zwei kontinuierliche Spannungen unterschiedlicher Polarität mit einem Wert von etwa 12 Volt. Der Ausgang des Blocks Bl geht auf einen Eingang des Spannungsreglers, dargestellt durch Block B2» In der Zuleitung von Bl zu B2 wird zur Glättung der positiven Spannung über den Stift 8 ein Kondensator mit positivem Anschluß angeschlossen.

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Die negative Spannung, die durch einen am Stift 10 angeschlossenen externen Kondensator geglättet wird, wird vom integrierten Stronikreis zur Erzeugung negativer Ausgangs impulse benötigt. Der Spannungsregler des Blocks B2 hält die Versorgungsspannung der nachstehend beschriebenen im IC integrierten Blöcke auf einem konstanten Wert. Am Stift 4, der mit dem Block B2 verbunden ist, kann eine Referenzspannung von etwa 1,4 Volt entnommen werden. Der Ausgang des Blocks B2 ist mit dem Stift 6 und den Blöcken B4, B5, B6 und B8 verbunden. Am Stift kann für eine externe Schaltung eine Spannung von etwa 8 Volt entnommen werden. Durch den Detektor B3 wird die Rücksetzung einer Sägezahnspannung bei jedem Nulldurchgang der Wechselspannung durchgeführt. Des weiteren wird die Polarität der Netzspannung bestimmt und ein Signal zur Auslösung eines Ausgangsimpulses erzeugt. Der Block B3 wird beim Erreichen eines Schwellenwertsvon etwa 10 Volt nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung in die eine oder die andere Richtung aktiviert. Der Ausgang des Blockes B3 steht mit den Blöcken B4, B8, BIO und dem Stift 16, der über einen externen Widerstand auf Nullpotential liegt, in Verbindung. Der Block B4 weist einen Stromgenerator auf. Der Ausgang des Blocks B4 geht auf den Block B5 und steht über den Stift 1 mit einem extern angeschlossenen Kondensator in Verbindung. Der Stromgenerator des Blocks B4 lädt diesen am Stift 1 angeschlossenen Kondensator und erzeugt dadurch am letzteren eine Sägezahnspannung. Die Rücksetzung der Sägezahnspannung wird dann durchgeführt, wenn die im Block B3 vorhandene Wechselspannung kleiner ist als der Schwellenwert des Detektors B3.

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Der Komparator, Block B5, ist mit den Blöcken B8, B9, B6 und dem

IC-Stift 13 gegen O sowie dem IC-Stift 2 verbunden.Der Komparator B5 ver-/ ■
/gleicht eine Bezugsspannung am Ausgang eines Operationsverstärkers B6 mit der Sägezahnspannung am Stift 1. Wenn die Sägezahnspannung in jeder HalLperiode die Bezugsspannung erreicht, schaltet der Block B5 durch und überträgt ein Signal auf den Block B8 zur Erzeu~ gung eines Steuerimpulses und auf den Block B9, den Zerhacker bzw. Chopper, zur Weiterleitung dieses Steuerimpulses. Diese zweite Funktion stellt sicher, daß, bevor der Komparator B5 nicht geschaltet hat, versehentlich keine Ausgangs impulsierzeugt werden können. Die Bezugsspannung am Stift 2 kann von einer externen Quelle oder direkt vom Operationsverstärker, Block B6, als Fehlersignal kommen. Das Ausgangssignal des Blocks B5 wird zusammen mit zwei anderen Signalen, dem Ausgangssignal des Blocks B3 und eines Blocks B7, dem Block B8 zugeleitet.

Bei gleichzeitigem Vorhandensein dieser drei Signale an der Steuerlogik B8 wird ein Zünd- bzw. Ausgangsimpuls für den Leistungsschalter ausgelöst. Der Ausgangsimpuls wird während einer Halbperiode der Wechselspannung nur zum Leistungsschalter weitergeführt, wenn

a. die Sägezahnspannung das Niveau der Bezugsspannung erreicht hat,

b. die Wechselspannung in der einen oder anderen Richtung durch O gegangen ist, und

c. der Verbraucherstrom O ist.

Der Block B7, ein Detektor für den Nulldurchgang des Vibrationsantriebsstroms, erhält sein Signal über den Stift 14, der über einen

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Vorwiderstand, am Potential zwischen einem Vibrationsantrieb und dem Leistungsschalter anliegt. Der Ausgang des Blocks B7 gellt auf einen Eingang des Blocks B8.

Der Block B8, die Steuerlogik des IC¹S, leitet ihr Signal über den Stift 15 und einen zwischen diesem Stift und dem Stift 11 extern angeschlossenen Kondensator auf einen Eingang des Blocks B9. Der Block B8 ist so aufgebaut, daß er sein Signal" am Stift 15 so lange aufrechterhält, bis der Stromnulldurchgang des Vibrationsantriebs Ry, der über den Block B7 festgestellt wird, vorhanden ist, da bis zu diesem Zeitpunkt der Leistungsschalter geöffnet ist. Das Signal des Blacks B8 geht über den extern zwischen den Stiften 15 und 11 angeschlossenen Kondensator zum Chopper B9.

Der Chopper B9 hat die Funktion einer Torschaltung, die so lange sperrt, so lange die Sägezahnspannung kleiner ist als die am Stift 2 bzw. am Ausgang des Operationsverstärkers B6 anliegende Bezugsspannung, und die dann, wenn die Sägezahnspannung die Bezugsspannung erreicht hat, für den Rest der Halbwelle öffnet. Mit der extern angeschlossenen Kapazität zwischen Stift 15 und 11 kann die Impulsbreite variiert werden.

Der Ausgang des Blocks B9 geht auf eine Ausgangslogikstufe, Block BIO, die mit dem Block B3 verbunden ist und deren Signal zu einem Block BlI weitergeführt wird. Während

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te

der Entladung des Kondensators zwischen den Stiften 15 und ist der Block BIO aktiviert und bestimmt über den Anschluß mit B3 die Polarität des Ausgangsimpulses für den Leistungsschalter .

Die Impulsausgangsstufe BlI weist zur Strombegrenzung zwei Darlington-Stufen auf. Am Ausgang des Blocks BlI bzw. am Stift 7, der mit der Steuerleitung des Leistungsschalters verbunden ist, liegt bei den genannten Bedingungen während der positiven Halbwelle der Wechselspannung ein positiver Zündimpuls und während der negativen Halbwelle der Wechselspannung ein negativer Zündimpuls an. In dieser Ausführung kann der Leistungsschalter ein Triac sein, der bei Anliegen eines Zündimpulses den VibrationsantrieD R_L, der am Netz Ll angeschlossen ist, gegen ü durchschalten

Der Operationsverstärker B6 ist mit seinem invertierten Verstärkereingang am Stift 5 und mit seinem positiven Verstärkereingang am Stift 3 angeschlossen. Eine Rückkopplung kann dabei über den Stift 2 zum Stift 5 über einen zwischengeschalteten Widerstand erfolgen. An den Stift 3, bzw. den positiven Verstärkereingang kann eine externe Spannung angelegt werden.

Das Gehäuse des beschriebenen IC's ist über den Stift 12 an Nullpotential gelegt.

Es wird nun Fig. 5 beschrieben.

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In dieser Schaltung ist als Leistungsschalter ein Triac Tr mit dem Steuer anschluß TrI und den Anschlüssen Tr2 und Tr3 eingebaut. Des weiteren wird das in Fig. 4 beschriebene IC-Chip verwendet. Die Steuerschaltung weist dabei die nachstehend aufgeführten Anschlüsse auf:

Al für den Anschluß des Leiters Ll eines 220 Volt, 50 Hz, Wechselstromnetzes .

A2 als Anschluß für den Nulleiter des Netzes. A3 für den Schutzleiter PE des Netzes.

A4 für den Schutzleiteranschluß PE eines Vibrationsantriebes als Verbraucher mit maximal 500 VA.
A5 für den Nulleiter des Vibrators.

A6 als Leitungsanschluß des Vibrators über den Triacanschluß Tr2.

A7 und A8 zur Schließung oder Öffnung einer Verbindungsbrücke.

AlO und A9 für die Anschlüsse des Schalters S2. Zwischen dem Anschlußpunkt Al und A16 ist der manuell betätigbare Hauptschalter Sl mit einer nachfolgenden Netzsicherung Si angeordnet. Zur Kennzeichnung des eingeschalteten Zustandes ist eine Glimmlampe La in Parallelschaltung zwischen den Anschlußpunkten A16 und A2 angeordnet. Der verwendete Triac Tr liegt mit seinem Anschluß Tr3 am Anschluß A16 und mit seinem zweiten Anschluß Tr2 am Anschluß A6 des Vibrators. Ein Anschlußpunkt A17 ist mit dem Nulleiter am Anschluß A2 für das Netz verbunden.

Das IC-Chip ist am Stift 1 über einen Kondensator C5 mit dem

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Anschluß A17 verbunden. Zwischen demStift 2 und dem Stift 5 des IC's liegt ein Widerstand R6. Der Stift 3, der positive Eingang des Operationsverstärkers B6,liegt an einem Anschlußpunkt All. Stift 6 ist mit einem Anschluß A18 verbunden. Stift 7 liegt an den Veruindungspunkten A19 und A8. Die zwischen den Anschlüssen A7 und A8 anordbare Brücke liegt parallel zu einer zwischen den Anschlußpunkten A19 und A2O angeordneten Diode Dl. Die Kathode der Diode Dl ist mit dem Anschlußpunkt A19 verbunden, so daß bei offener Brücke nur negative Impulse über Diode Dl zu. einam Anschlußpunkt A2O auf die Steuer leitung TrI des Triacs Tr gelangen. Der Stift 8 des IC¹S ist mit dem positiven Anschluß eines Kondensators C2 verbunden, der mit seinem anderen Anschluß am Anschlußpunkt A17 liegt.

Der Stift 9 liegt über drei in Serie geschaltete Vorwiderstände R3, R2 und Rl am Anschlußpunkt A16, der gleichzeitig mit dem Triac-Anschluß Tr3 verbunden ist. Der Stift 10 liegt am negativen Anschluß eines Kondensators Cl, dessen positiver Anschluß zum Anschluß A17 geht. Die Stifte 11 und 15 sind IC-extern über einen Kondensator C4 miteinander verbunden. Die Stifte 12 und 13 sind an den Anschluß A17 angeschlossen. Der Stift 14 des IC's geht über einen Widerstand R4 auf den Triac-Anschluß Tr2 und somit auf den Anschluß A6 des Vibrationsantriebs. Stift 16 liegt über einen Widerstand R5 am Anschluß 17 und damit am Nulleiter des Wechselstromnetzes.

Weiterhin weist die Steuerschaltung zwischen dem Anschlußpunkt A17 und einem Anschlußpunkt A12 eine Parallelschaltung eines

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in Reihe geschalteten Kondensators C3 mit einem Widerstand RIO und einem parallel zu C3 und RIO angeordneten Widerstand il9 auf. Der Kondensator C3 liegt mit seinem negativen Pol gleichzeitig am negativen Anschluß des Kondensators C2. Zwischen dem Anschlußpunkt A12 dieser Parallelschaltung und einem Anschlußpunkt All, der zum Stift 3 des IC¹S führt, ist eine Diode D3 in Durchlaßrichtung, d.h. mit ihrer Kathode, zum Anschlußpunkt All geschaltet. Weiterhin liegt zwischen Anschlußpunkt All und dem Anschlußpunkt A17 ein Widerstand R7.

Über einen Anschlußpunkt A18, der am Stift 6 des IC's anliegt, ist ein manuell einstellbares Potentiometer P3 mit dem Anschlußpunkt AlO des Schalters S2 verbunden. Der weitere Anschluß A9 des Schalters S2 ist zum Anschlußpunkt A12 zurückgeführt.

Zwischen dem Anschlußpunkt A18 und einem Anschlußpunkt A13 ist ein Potentiometer P2 angeordnet, an das sich zwischen den λπschlußpunkten A13 und A15 ein in Reihe liegendes Potentiometer Pl anschließt. Ein Anschlußpunkt A15 von Pl ist über einen Widerstand R8 auf denAnschlußpunkt A17 zurückgeführt. Der manuelle einstellbare Abgriff des Potentiometers Pl liegt an einem Anschlußpunkt A14, der über eine Diode D2 mit dem Anschlußpunkt All verbunden ist. Die Diode D2 ist dabei mit ihrer Kathode mit dem Anschlußpunkt All verbunden, d.h. daß ein positives Potential vom Potentiometer P1 über die Diode D2 zum Anschlußpunkt All geführt werden kann.

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Nachfolgend wird die Funktion der Steuerschaltung besrnrrersffrn ^

Das Wechselstromnetz ist, wie vorher angeführt^ mit den Anschlußpunkten Al, A2, A3 verbunden. Der Vibrationsantrieb liegt mit seinen Anschlüssen an den Anschlüssen A4, A5 und A6 der Steuerschaltung. Zwischen den Anschlußpunkten A7 und A8 ist die Verbindungsbrücke eingelegt. Der Schalter S2 zwischen den Anschlußpunkten AlO und A9 ist, wie in Fig. 5 dargestellt, offen.

Beim Einlegen des Hauptschalters Sl fließt über die Anschlüsse Tr3, der mit A16 verbunden ist, und den Anschluß Tr2 des Triac Tr zum Anschluß A6 des Vibrationsantriebs kein Strom, da der Triac noch keinen Zünd- bzw. Ausgangsimpuls über seine Steuerleitung TrI erhalten hat. Durch das Anliegen einer Wechselspannung am Anschlußpunkt A16 gelangt über die Vorwiderstände Rl, R2 und R3 zum Stift 9 des IC's eine entsprechend der Dimensionierung dieser Vorwiderstände reduzierte Wechselspannung. Durch die in Fig. 4 beschriebene Funktionsweise des in der Steuerschaltung verwendeten IC's liegt am Stift 6 eine positive stabilisierte Gleichspannung von ungefähr 8 Volt. Bei offenem Schalter S2 gelangt diese Spannung über den Anschlußpunkt A18 zum Potentiometer P2_f das so eingestellt ist, daß die restliche Spannung zwischen den Anschlußpunkten A13 und A17 über das Potentiometer Pl und den in Serie liegenden Widerstand R8 am Potentiometer Pl manuell gut regelbar ist. Durch eine Einstellung von P2 kann auch err.ejt.eht werden, daß bereits bei einer kleinen Verstellung yon Pl vom Anfangspunkt her die Verstellung der maximalen Leistung des Vibrationsantriebs erfolgt. Die am Potentiometer Pl abgegriffe-

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ne positive Spannung wird über die in Durchlaßrichtung gepolte Diode D2" dem Stift 3 des ICs zugeführt. Hierdurch liegt diese mit dem Potentiometer Pl eingestellte positive Spannung am positiven Eingang des Operationsverstärkers B6 an. Der Komparator B5 verglei oht nun die von B4 erzeugte Sägezahnspannung mit der am Ausgang des Operationsverstärkers B6 vorhandenen Spannung, über das Potentiometer Pl kann die am Ausgang des Operationsverstärkers B6 auftretende Bezugsspannung und damit die maximale Leistung des Vibrationsantriebs eingestellt werden. Wird die Bezugsspannung praktisch zu Null eingestellt, ergibt sich die größte maximale Leistung. Zweckmäßigerweise wird der Verstellbereich von Pl so gewählt, daß bei vollständiger Aufladung des Kondensators C3 die Leistungsaufnahme Nu]I des Vibrationsantriebs einstellbar ist.

Da eine Voraussetzung für die Auslösung des Ausgangsimpulses über die Blöcke B8, B9, BIO und BlI des IC's ist, daß die Sägezahnspannung am Komparator B5 die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers B6 erreicht wird, wenn diese nahezu O Volt beträgt,die vordere Anstiegsflanke eines Ausgangsimpulses bereits kurz nach dem Spannungsnulldurchgang der Wechselspannung, d.h. kurz nach T/2 oder T bzw. O, ausgelöst. Vereinfachend sei die erste positive Halbwelle der Wechselspannung betrachtet. Da über das IC mittels der Spannungseinstellung am Potentiometer Pl ein Ausgangsimpuls in einem kurzen Zeitabstand nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung ausgelöst wird, gelangt dieser Ausgangsimpais vom Stift 7 über die kurzgeschlossenen Anschlüsse A3 und A7 auf die Steuerleitung TrI des Triacs Tr. Der Triac Tr öffnet

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somit zu Beginn der positiven Halbwelle und schließt damit den Vibrationsantrieb über den Anschlußpunkt Tr3 an den Netzanschluß Al. Bei Nulldurchgang der Wechselspannung, d.h. nach der Zeit T/2, schließt der Triac selbständig. Der Vibrationsantrieb ist damit vom Netz getrennt. Sofort nach dein Durchgang der negativen Halbwelle der Wechselspannung öffnet jedoch die negativ ansteigende vordere Flanke des negativen Ausgangsimpulses den Triac Tr für die negative Halbwelle der Wechselspannung. Damit gelangt auch diese negative Halbwelle fast vollständig zum Vibrationsantrieb.

Da der Vibrationsantrieb bei dieser Einstellung die positive und negative Halbwelle der Wechselspannung nahezu vollständig aufnimmt, erhält er die maximale Leistung. Bei einem Vergleich mit Fig. 1 erfolgt dies zwischen den Zeitpunkten t- und t.,.

Der allmähliche Anstieg bzw. Abfall der Leistung wird über den Stromkreis des Schalters S2 geschaltet. Im vorherbeschriebenen Zustand der vollen Leistung war der Schalter S2 offen. Schließt der Schalter S2_fso tritt die Funktion der Parallelschaltung aus C3 und RIO mit R9 mit dem in Reihe liegenden Potentiometer P3 in Aktion_o

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Die am Anschluß A18 anliegende positive Gleichspannung liegt über das Potentiometer P3, den geschlossenen Schalter S2 und die vorgenannte Parallelschaltung zwischen den Anschlußpunkten A12 und A17 auf Nullpotential. Der Kondensator C3 wird mit seinem positiven Anschluß zum Widerstand RIO hin positiv aufgeladen, wodurch die Spannung am Anschlußpunkt A12 allmählich ansteigt. Dieses positive Potential wird über die zwischen Anschlußpunkt A12 und All geschaltete Diode D3,die mit ihrer Kathode an All liegt, zum Anschlußpunkt All übertragen. Der allmähliche Spannungsanstieg am Kondensator C3 erhöht damit das über die Diode D2 am Stift 3 des IC's anliegende positive Potential. Durch die allmähliche Spannungserhöhung am Stift verschiebt sich die Gleichspannung am Ausgang des Operationsverstärkers B6 in positiver Richtung.

Der Schnittpunkt zwischen der Sägezahnspannung und der Bezugsspannung verschiebt sich daher zu einem höheren Potential, d.h. die Zeit zwischen Nulldurchgang der Wechselspannung des Netzes und der Auslösung des Ausganys impulses vergrößert sich.

Erfolgt der Schnittpunkt zwischen Sägezahnspannung und Bezugsspannung am Stift 2 auf halbem Potential der maximalen Sägezahnspannung,so erfolgt die Auslösung der vorderen Flanke eines Steuerimpulses vom Zeitpunkt T/4 oder 3/4 T einer

Spannungswelle. Zu diesen Zeitpunkten schaltet dementsprechend auch der Triac Tr und schließt dabei den Vibrationsantrieb in der Zeit von T/4 bis T/2 bzw. von 3/4 T bis

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T an das Netz an. Bei vollständiger Aufladung des Kondensators C3 ist die hinter dem Block B6 vorhandene Bezugsspannung größer als die Maximalspannung des Sägezahns. Da kein Schnittpunkt zwischen beiden Spannungen vorliegt, kann der Komparator B5 kein Auslösesignal zum Block B8 schicken, wodurch weder ein positiver noch negativer Ausgangsimpuls zur Steuerleitung des Triacs Tr gelangt. In diesem Zustand sperrt der Triac trotz eingelegten Hauptschalters Sl die Stromzufuhr zum Vibrationsantrieb. Die Zeit der allmählichen Änderung der Leistung beim Ausschalten kann dabei durch die Einstellung des Potentiometers P3 reguliert werden.

In diesem Zustand ist der Vibrationsantrieb trotz eingelegten Hauptschalters Sl und geschlossenen Schalters S2 durch den Triac Tr vom Netz abgeschaltet.

Bei einem erneuten öffnen des Schalters S2 entlädt sich der aufgeladene. -Kondensator C3 über die Reihenschaltung der Kiderstände RIO

und R9/
/zum Anschlußpunkt A17. Dies bewirkt, daß die Sägezahnspannung das Niveau der am Ausgang des Operationsverstärkers B6 anliegenden Bezugsspannung wieder schneidet. Der Schnittpunkt verschiebt sich dabei von der Spitze des Sägezahns auf dessen Flanke nach links zum Anstiegspunkt der Sägezahnspannung.

Parallel mit dieser Schnittpunktsverschiebung wandert die Anstiegsflanke eines positiven Ausgangsimpulses in der Phase der positiven

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Halbwelle der Wechselspannung zum Zeitpunkt T/2 - über T/4 bis zum Zeitpunkt O. Entsprechend dieser Verschiebung schaltet der Triac Tr den Vibrationsantrieb in einem von O bis nahezu T/2 reichenden Zeitabschnitt an das Netz, wodurch der allmähliche Leistungsanstieg entsprechend der Fig. 1 erreicht wird.

Bei vollständiger Entladung des Kondensators C3 liegt die über die Potentiometer P2 , Pl und R3 eingestellte Spannung am Stift des ICs an. Die Bezugs spannung am Ausgang des Blocks B6 erreicht ihren minimalen Wert, so daß der Schnittpunkt zwischen der Sägezahnspannung und der Bezugsspannung nanezu bzw. mit den Zeiten des Nulldurchgangs der Wechselspannung zusammenfällt.

Die Zeitkonstante für die Entladung des Kondensators C3 bzw. für den allmählichen Leistungsanstieg des Vibrators kann durch die Änderung des Widerstandswertes im Entladungsstromkreis, beispielsweise über ein Potentiometer, z.B. R9 oder RIO als Potentiometer, eingestellt werden.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung kann der Vibrationsantrieb auch mit halber Leistung beaufschlagt werden. Hierzu ist es erforderlich, daß die zwischen den Anschlußpunkten A7 und A8 eingesteckte Brücke herausgenommen wird. Von den über den Stift 7 auf die Steuerleitung des Triacs Tr gegebenen positiven und negativen Ausgangsimpulsen des Impulsgenerators passieren nur die negativen Impulse die mit ihrer Kathode am Anschlußpunkt A19 liegende Diode Dl. Die den Vibrationsantrieb zugeführte Maximalleistung kann auf diese Weise halbiert werden.

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Bei beiden Ausführungsbeispielen kann das Schalten des Schalters S2 über eine Sensorvorrichtung erfolgen, die beispielsweise an einer Förderstrecke angeordnet ist, die von einer mittels des Vibrationsantriebs angetriebenen Fördereinrichtung beliefert wird. Wenn die Förderstrecke vollständig oder über ein bestimmtes Ausmaß hinaus mit geförderten Gegenständen gefüllt ist, wird dies von der Sensorvorrichtung festgestellt und der Schalter S2 geschlossen, so daß der Vibratiönsantrieb allmählich stillgesetzt wird. Stellt die Sensorvorrichtung eine leere Förderstrecke oder einen Bedarf an Fördergut fest, veranlaßt sie ein Öffnen des Schalters S2, so daß der Vibrationsantrieb allmählich anläuft. Günstigerweise kann eine Sensorvorrichtung mit Ansprechtotzeit eingesetzt werden, damit nicht beispielsweise bei nur kleineren Abständen der Gegenstände im Fördergutstrom jedesmal der Vibrationsantrieb eingeschaltet wird, obwohl noch gar kein Bedarf an neuer Förderung besteht. Einen analogen Effekt kann man mit mehreren Sensoren im Abstand längs der Förderstrecke erreichen, die beispielsweise so geschaltet sind, daß sie nur dann den Schalter S2 betätigen, wenn sie ein gleichsinniges Signal geben.

Bei Schließen des Hauptschalters Sl gelangt unabhängig von der Stellung des Schalters S2 die eingestellte maximale Leistung zum Vibrationsantrieb. 3ei nachfolgenden Änderungen der Stellung des Schalters S2 erfolgt dann die beschriebene allmähliche Leistungsänderung. Diese einmalige abrupte Leistungssteigerung beim Einschalten von Sl ist jedoch tolerabel, da Sl üblicherweise nur bei Betriebsaufnahme und -ende und nicht im Normalbetrieb geschaltet wird

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Claims

Ansprüche

Steuerschaltung zur allmählichen Änderung der Leistung elektromagnetischer wechselspannungsbetriebener Vibrationsantriebe, bei deren Einschaltung und/oder Ausschaltung, dadurch gekennzeichnet , daß in der Wechselspannungszuleitung (Al, A16, A6) des Vibrationsantriebs ein eine Steuerelektrode (TrI) aufweisender elektronischer Leistungsschalter (Tr) liegt; daß die Steuerelektrode an den Ausgang (7) eines Impulsgenerators angeschlossen ist, dessen Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von einem sich zeitlich ändernden Ausgangssignal eines dem Impulsgenerator vorgeschalteten Zeitglieds (C3, RIO, R9, P3) in inrer Lage gegenüber der Netzphase veränderbar sind; und

daß das sich zeitlich ändernde Ausgangssignal des Zeitglieds von der Einschaltung und/oder aer Ausschaltung ausgelöst wird.
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Leistungsschalter ein Triac (Tr) vorgesehen ist.
3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator als Teil einer integrierten Schaltung vorgesehen ist.
4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_e dadurch gekennzeichnet, daß ein extremer zeitlicher Abstand der vorderen Flanke der Ausgangsimpulse des Impulsgenerators zum Null-=

durchgang der Wechselspannung durch einen Spannungsteiler (P2, Pl, R8) einstellbar ist.
5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung des sich zeitlich ändernden Ausgangssignals des Zeitglieds (C3, RIO, R9, P3) von einer Sensorvorrichtung gesteuert ist, die auf Fördergut anspricht, das von einer mittels des Vibrationsantriebs angetriebenen Fördereinrichtung an der Sensorvorrichtung vorbeigefünrt wird.
6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung eine Ansprechtotzeit aufweist.
7. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche IbLs 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator bipolare Ausganggirapulse abgibt; und daß die Frequenz der Ausgangsimpulse durch eine eine Polarität sperrende Einrichtung (Dl) halbierbar ist.
8. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante (n) des Zeitglieds (C3, RlO, R9, P3) für die Einschaltung und/oder Ausschaltung einstellbar ist (sind).

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- s-s- -
9. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (C3, R1O, R9, P3) bei der Einschaltung (t.. , t_) eine Parallelschaltung aus einem Widerstand (R9) und einer dazu parallel liegenden Serienschaltung mit einem Widerstand (R1O) und einem Kondensator (C3) aufweist.
10. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (C3, R10, R9, P3) bei der Ausschaltung eine Reihenschaltung eines Potentiometers (P3) mit einem Widerstand (R9) und einer zum letzteren parallel liegenden Serienschaltung eines Widerstandes (R1O) mit einem Kondensator (C3) aufweist.

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