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Dokumentenidentifikation DE10101128A1 09.08.2001
Titel Vorrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Drehrichtung eines elektrischen Antriebs
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Maaß, Jürgen, 69168 Wiesloch, DE;
Meyer, Helmut, 69168 Wiesloch, DE;
Schmitt, Karlheinz, 69207 Sandhausen, DE;
Spilger, Rolf, 68519 Viernheim, DE;
Thomas, Christian, 69190 Walldorf, DE
DE-Anmeldedatum 12.01.2001
DE-Aktenzeichen 10101128
Offenlegungstag 09.08.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.08.2001
IPC-Hauptklasse H02H 7/097
IPC-Nebenklasse H02P 1/16   H02P 7/00   F16P 7/00   
Zusammenfassung Vorrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Drehrichtung eines ein Antriebsmodul (5) und einen Motor (6) aufweisenden elektrischen Antriebs (1), der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, weiterhin umfassend eine Schutzeinrichtung (7, 8) und eine Überwachungseinheit (11) für die Schutzeinrichtung (7, 8) vorhanden ist, die mit dem Antriebsmodul Ä(5) über geeignete Mittel (14, 15) derart zusammenwirkt, dass beim Betätigen der Schutzeinrichtung (7, 8) der Antrieb (1) vom 4-Quadrantenbetrieb in einen 1-Quadrantenbetrieb umschaltet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Drehrichtung eines elektrischen Antriebs, insbesondere für aneinandergereihte Walzen zum Zweck der Verhinderung von Unfällen.

Bei Arbeiten in einem gefahrbringenden Bereich, der durch elektrische Antriebe mit der Möglichkeit des Drehrichtungswechsels des Motors hervorgerufen wird, ist es zur Vermeidung von Unfällen bekannt, Fingerschutzspindeln vorzusehen, die ein unbeabsichtigtes Eingreifen verhindern.

Weiterhin ist es bekannt, den elektrischen Antrieb mit zwei Steuerungen zu überwachen, um einen gefahrbringenden Drehrichtungswechsel des Motors zu verhindern. Nachteilig ist hier, dass hierzu ein erhöhter Aufwand im Antriebsmodul und in der Steuerung erforderlich ist.

Es ist weiterhin bekannt, am Motor einen erweiterten Kommutierungsgeber mit zweiter Auswertung bereitzustellen, beispielsweise mit einer Tachospur oder separate Geber an den durch den Antrieb angetriebenen Teil vorzusehen, welches die Gefahrenquelle darstellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches System zur Erreichung der Einfehlersicherheit von elektrischen Antrieben bereitzustellen, die ein Anlauf in gefahrbringender Richtung, nämlich der unerwünschten Drehrichtung, verhindern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Drehrichtung eines ein Antriebsmodul und einen Motor aufweisenden elektrischen Antriebs, der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, welche weiterhin eine Schutzeinrichtung umfasst, ist so ausgebildet, dass eine Überwachungseinheit für die Schutzeinrichtung vorhanden ist, die mit dem Antriebsmodul über geeignete Mittel derart zusammenwirkt, dass beim Betätigen der Schutzeinrichtung der Antrieb vom 4-Quadrantenbetrieb in einen 1-Quadrantenbetrieb umschaltet.

Dies hat zur Folge, dass der Motor nur noch in einem 1-Quadrantenbetrieb betrieben werden kann. Somit kann eine Drehrichtungsumkehr durch defekte Hall-Sensoren, defekte Tachospuren, falsche Drehrichtungsvorgabe durch die übergeordnete Steuerung, Softwarefehler in der Steuerungssoftware ausgeschlossen werden, da eine unabhängig schaltbare Zwangsdrehrichtung erreicht wird.

Gemäß einer Weiterbildung verhindert die Schutzeinrichtung die Zugänglichkeit von aneinander gereihten Walzen, die in einem ersten Betriebszustand betrieben werden und ermöglicht die Zugänglichkeit in einem zweiten Betriebszustand, wobei der Antrieb im zweiten Betriebszustand in den 1-Quadranten-Betrieb umgeschaltet ist.

Dadurch wird insbesondere bei Druckwerken ein Anlaufen der Walzen in einer gefahrbringenden Richtung zusätzlich zu bekannten Maßnahmen verhindert.

Vorteilhafterweise ist in dem Antriebsmodul ein Betriebsartenschalter vorgesehen, über welchen die Umschaltung der Betriebsart erfolgt.

In dem Antriebsmodul kann darüber hinaus eine Regelungselektronik vorgesehen sein, in der die Umschaltung der Betriebsart erfolgt.

Weiterhin kann ein mit der Schutzeinrichtung zusammenwirkender Schalter vorgesehen sein, welcher von einer mit dem Antriebsmodul verbundenen Überwachungseinheit auf seinen Zustand hin überwacht wird.

Dabei hat die Überwachungseinheit stets Vorrang vor einer dem Antriebsmodul übergeordneten Steuerung. Dadurch kann eine falsche Drehrichtungsvorgabe durch die übergeordnete Steuerung oder Softwarefehler in der Steuerungssoftware ausgeschlossen werden.

Dadurch, dass die Überwachungseinheit mit einer Regelungselektronik und/oder einem Betriebsartenumschalter des Antriebsmoduls verbunden ist, kann eine Drehrichtungsumkehr durch Fehler in der Steuerungssoftware ausgeschlossen werden, da die Überwachungseinheit das vorrangige Signal liefert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung an einem Walzengestell, die

Fig. 2 zeigt einen Schaltplan für einen elektrischen Antrieb mit durch einen Schutzkontakt ausgelösten Betriebsumschalter.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfasst einen Antrieb 1 für aneinander gereihte Walzen 2, 3 eines Walzengestells 4. Der Antrieb umfasst ein Antriebsmodul 5 und einen elektrischen Motor 6, der mindestens eine der Walzen 2, 3 antreibt.

An dem Walzengestell 4 ist ein Schutzgitter 7 in einer die Walzen 2, 3 verdeckenden Lage und als Schutzgitter 7' in einer teilweise geöffneten Stellung gezeigt. Das Schutzgitter 7 wirkt auf einen Schalter 8 ein, der auf die Lageänderung des Schutzgitters 7, 7' anspricht und an das Antriebsmodul 5 ein entsprechendes Signal aussendet.

In Fig. 2 ist der Schaltplan für einen elektrischen Antrieb schematisch dargestellt. Zu erkennen ist hier zunächst der Motor 6, der über das Antriebsmodul 5 an eine Steuerung 10 angeschlossen ist. Auf das Antriebsmodul 5 wirken aus einer Überwachungseinheit 11stammende Signale über die Leitung 12, 13 ein, wobei die Leitung 12 mit einer Regelungselektronik 14 und die Leitung 13 mit einem Betriebsartenumschalter 15 verbunden ist.

Die Regelungselektronik 14 schaltet jetzt vom 4-Quadrantenbetrieb in den 1-Quadranten- Betrieb um. Die Drehrichtungsvorgabe wird dabei vom Betriebsartenumschalter 15 bestimmt, der unabhängig von der Regelungselektronik 14 die Betriebsart vorgibt.

Der Betriebsartenschalter lässt entweder einen 4-Quadrantenbetrieb zu, wenn das Schutzgitter geschlossen ist, oder lässt bei geöffnetem Schutzgitter 7' nur einen 1-Quadrantenbetrieb zu.

Der Motor selbst wird über eine Leistungselektronik 16 mit elektrischer Energie versorgt, wobei der Motor 6 mit einem Tachometer 17 zur Kontrolle der Drehzahlen versehen ist.

Das Betätigen einer Schutzeinrichtung führt zum Öffnen eines Schalters 8, in welchem zwei Schutzkontakte 18, 19 vorhanden sind. Der Schutzkontakt 18 ist mit der Steuerung 10 verbunden, der Schutzkontakt 19 wirkt mit der Überwachungseinheit 11 zusammen. Wird der Schutzkontakt 19 geöffnet, so stellt die Überwachungseinheit 11 dies fest und übersendet über die Signalleitung 13 an den Betriebsartenumschalter 15 ein Signal, welches den Betriebsartenschalter 15 in einen 1-Quadranten-Betrieb umschaltet. Zusätzlich signalisiert die Überwachungseinheit 11 über die Leitung 12 der Regelungselektronik 14, dass das Schutzgitter 7 geöffnet ist. Nun wird auch von der Regelungselektronik 14 nur noch der 1-Quadrantenbetrieb verwendet.

Der Betriebsartenumschalter 15 beeinflusst das Drehmoment des Antriebs, indem er nur eine Drehmomentrichtung zulässt und anders gerichtete Drehmomente verhindert. Dabei kann der Betriebsartenumschalter als einfaches elektromechanisches Bauteil ausgebildet sein, welches keiner Programmierung bedarf und einen gesicherten Betriebsablauf gewährleistet.

Unter 4-Quadrantenantrieb wird ein Antrieb mit folgender Antriebsmöglichkeit verstanden: Im ersten Quadranten wird der Antrieb in einer ersten Drehrichtung betrieben. Im zweiten Quadranten wird der Antrieb in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung abgebremst. Im dritten Quadranten wird der Antrieb in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung betrieben und im vierten Quadranten wird der Antrieb in der Drehrichtung des ersten Quadranten abgebremst. Dies entspricht der Terminologie der Fachliteratur. Bezugszeichenliste 1 Antrieb

2 Walzen

3 Walzen

4 Walzengestell

5 Antriebsmodul

6 Motor

7 Schutzeinrichtung

8 Schutzeinrichtung

9

10 Steuerung

11 Überwachungseinheit

12 Leitung

13 Leitung

14 Regelungselektronik

15 Betriebsartenumschalter

16 Leistungselektronik

17 Tachometer

18 Schutzkontakte

19 Schutzkontakte


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen Drehrichtung eines ein Antriebsmodul (5) und einen Motor (6) aufweisenden elektrischen Antriebs (1), der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, weiterhin umfassend eine Schutzeinrichtung (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinheit (11) für die Schutzeinrichtung (7, 8) vorhanden ist, die mit dem Antriebsmodul (5) über geeignete Mittel (14, 15) derart zusammenwirkt, dass beim Betätigen der Schutzeinrichtung (7, 8) der Antrieb (1) vom 4-Quadrantenbetrieb in einen 1-Quadrantenbetrieb umschaltet.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (7, 8) die Zugänglichkeit für aneinander gereihte Walzen (2, 3) in einem ersten Betriebszustand verhindert und in einem zweiten Betriebszustand ermöglicht, wobei der Antrieb (1) im zweiten Betriebszustand in den 1-Quadranten-Betrieb umgeschaltet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebsmodul (5) ein Betriebsartenschalter (15) vorgesehen ist, über welchen die Umschaltung der Betriebsart erfolgt.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebsmodul (5) eine Regelungselektronik (14) vorgesehen ist, in der die Umschaltung der Betriebsart erfolgt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Schutzeinrichtung (7, 8) zusammenwirkender Schalter (8) vorgesehen ist, welcher von der mit dem Antriebsmodul (5) verbundenen Überwachungseinheit (11) auf seinen Zustand hin überwacht wird.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (11) mit einer Regelungselektronik (14) und einem Betriebsartenumschalter (15) des Antriebsmoduls (5) verbunden ist.






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