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Sicherheitsvorrichtung für Hebezeuge mit veränderlicher Ausladung
Der Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltvorrichtung für die Lastmomentanzeige bei Hebezeugen mit veränderlicher Ausladung. Die Belastung des Hebezeuges, z. B. eines Kranes, wird in Abhängigkeit von der zu hebenden Last und der veränderlichen Ausladung als Lastmoment angezeigt.
Es ist eine Sicherheitsvorrichtung für Hebezeuge mit veränderlicher Ausladung bekannt, wobei die
Belastung des Kranes in Abhängigkeit von der zu bewegenden Last und der veränderlichen Ausladung als
Lastmoment angezeigt wird unter Verwendung von der Last bzw. der Ausladung zugeordneten Spannung- teilern, die zur Bildung des aus den beiden Kenngrössen des Lastmomentes sich ergebenden Produktes der- art in Reihe geschaltet sind, dass der von der Ausladung beeinflusste Spannungsteiler über seinen veränder- lichen Abgriff den von der Last beeinflussten Spannungsteiler speist. Des weiteren ist dem einen und/oder dem andern Spannungsteiler ein fester Widerstand vorgeschaltet. Ebenso ist ein mit dem Auslegeschwenk- winkel veränderlicher Widerstand in den Stromkreis der Anzeigevorrichtung eingeschaltet.
Es hat sich gezeigt, dass bei Geräten, bei denen die Lastmomentanzeige über Spannungsmesser erfolgt,
Ungenauigkeiten in der Anzeige auftreten, die zu einem falschen Bild der Grössen für die zu hebende Last und Ausladungswinkel führen können. Diese Ungenauigkeiten sind abhängig vom Teilungsverhältnis, d. h. das Verhältnis der auf einem verschiebbaren Widerstand abgegriffenen Strecken zueinander und vom Belastungsverhältnis der Spannungsteiler. Das Lastmoment wird von einem Spannungsmesser abgelesen, dem ausserdem ein Relais parallelgeschaltet ist. Da beide Bauteile Strom aufnehmen, werden der nicht abgegriffene Teil des Lastspannungsteilers und die abgegriffene Strecke des Neigungsspannungsteilers mit diesem zusätzlichen Strom belastet. Hiedurch ergeben sich die Verfälschungen der Messergebnisse.
Das maximale Lastmoment wird daher bei hochgefahrenem Ausleger, d. h. die angreifende Last stellt ein Maximum dar und die Ausladung ein Minimum, auf der für die Ablesung vorgesehenen Skala an einer andern Stelle angezeigt als bei der Stellung, in der der Ausleger am weitesten abgesenkt und die Nutzlast am geringsten ist. Danach erfolgt das Ansprechen des Relais und damit die Abschaltung vor oder nach Erreichen des maximalen Lastniomentes, je nachdem, bei welcher Auslegerneigung das maximale Lastmoment vorhanden ist.
Wird nun der Ausleger in seiner Länge verändert oder aber wird beispielsweise ein mit Eigenantrieb verfahrbarer Mobilkran abgestützt, so gelten für diese Arbeitsumstände der Geräte andere Krankennlinien. Entsprechend dem dadurch veränderten Wert für die maximale Last ist ein anderer Vorwiderstand bei gleicher Messspannung in die Schaltungsanordnung einzufügen. Hiebei muss ein Widerstand, der der Abgrenzung der Messspannung dient, mit in die Schaltung eingeordnet werden. Der Spannungsabfall in diesem Widerstand wird durch die Strombelastung der der Anzeige und der Auslösung der Abschaltung dienenden Relais in den jeweiligen Schleifestellungen verändert, so dass hiedurch die Potentialdifferenz pendelt.
'Aus diesem Grund kann die bekannte Anordnung bei der Ermittlung von Lastmomenten aus jeweils nur einer Krankennlinie erbracht werden, wobei die Messspannung unmittelbar an den in Reihe geschalteten Spannungsteiler plus vorgeschaltetem Widerstand liegen muss. Ein Widerstand zur Abgrenzung der Messspannung bzw. eine grössere Messspannung kann sonach nicht vorgesehen werden. Hieraus geht hervor, dass für jede Auslegerlänge oder bei Abstützung des Kranes eine weitere Anzeige und Abschaltvorrichtung benötigt werden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, bei der mit derselben Ab- leseeinrichtung und dem Relais das Lastmoment auch für unterschiedliche Auslegerlänge bzw. unter- schiedliche Krankennlinien immer an der gleichen Stelle, d. h. bei einem bestimmten Stromfluss, ange- zeigt wird.
Des weiterensollen zwei Korrekturen berücksichtigt werden, einmal die Fehlanzeige des Anzeigein- strumentes infolge der die Spannungsteiler belastenden, parallel zu einem Zweig des Spannungsteilers liegenden Widerstände bzw. Verbraucher, zum andern der Einfluss des Vorwiderstandes, dessen Grösse sich nach den Krandaten richtet.
Die zweite Korrektur besteht darin, dass für verschiedene Krandaten, bedingt durch die Auslegerlänge oder Abstützung des Kranes, verschiedene Spannungsteiler- Widerstandskombinationen eingeschaltet wer- den, die so ausgelegt sind, dass das Anzeigeinstrument bzw. das Schaltrelais bei den jeweiligen Kranda- ten auf das jeweilige zulässige Lastmoment anspricht.
Nach der Erfindung besteht das Merkmal der Lösung darin, dass vor und hinter den der Ausladung zu- geordneten Spannungsteiler je ein Widerstand solcher Grösse geschaltet ist, dass das registrierende Instru- ment sowohl bei abgesenktem als auch bei eingezogenem Ausleger das maximale Lastmoment ermittelt, dass verschiedene Spannungsteiler-Widerstandskombinationen für unterschiedliche Krandaten einschaltbar sind und dass das registrierende Messinstrument in den Anodenstromkreis einer Elektronenröhre geschaltet ist, deren Gitterkreise an dem der Last zugeordneten Spannungsteiler liegen.
Das Ablesen des Lastmomentes erfolgt also an einem Strommesser, und das der Auslösung der Ab- schaltung zugeordnete Relais ist in Reihe mit dem Lastmomentanzeiger geschaltet.
Eine zusätzliche Strombelastung des der Abgrenzung der Messspannung dienenden Widerstandes wird somit vermieden, d. h. das maximale Lastmoment wie auch die andern Werte werden stets an der glei- chen Stelle der das Lastmoment anzeigenden Skala abgelesen, unabhängig davon, ob der Ausleger am weitesten ausgeschwenkt ist oder sich inhochgefahrener Stellung befindet, in der vom Ausleger die grösste Last gehoben werden kann.
Des weiteren kann mit dieser Schaltungsvorrichtung lediglich durch die Betätigung eines Umschalters mit der gleichen Ableseeinrichtung und dem gleichen Relais das Lastmoment für unterschiedliche Krankennlinien angezeigt werden.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung schematisch dargestellt und es zeigen im einzelnen : Fig.. l eine Schaltungsvorrichtung für die Lastmomentänzeige. Fig. 2 eine Anordnung eines Pendels für die Bewegung der Schleife der Neigungsspannungsteiler in Ansicht und Fig. 3 die Pendelanordnung am Ausleger in Seitenansicht.
Aus einem Netz oder einer Batterie erhältdie Anzeigevorrichtung die konstanten Spannungen Ul (Messspannung, Ug (Heizspannung), U3 (Anodenklemmenspannung) und U4 (Hilfsstromkreisspannung). An der Klemmenspannung Ut liegen mit dem Spannungsteiler 3a, der der Krankennlinie, also der Auslegernei- gung entspricht, in Reihe geschaltet die beiden Festwiderstände la und 2a, wobei der Festwiderstand la jeweils den Spannungsabfall der grössten und der Festwiderstand 2a der erforderlichen Messspannung, die sich aus der grössten Last ergibt, entsprechen.
Durch Betätigen eines nicht dargestellten dreipoligen Umschalters mit den Kontakten 5a, 5b. 5c kann auch die Widerstandsreihengruppe lb, 3b, 2b an die Klemmenspannung Us gelegt werden, so dass der Lastspannungsteiler 4, der von der Grösse der zu hebenden Last beeinflusst wird, die vom Neigungsspannungsteiler 3a oder 3b abgegriffene Spannung erhält. Die am Neigungsspannungsteiler 3a oder 3b anstehende Spannung wird beliebig nach den Krankennlinien geteilt.
Da der Lastspannungsteiler bei hochgefahrenem Ausleger parallel dem Vorwiderstand la oder Ib liegt und bei abgesenktem Ausleger ein Neigungsspannungsteiler 3a oder 3b in Reihe geschaltet mit dem Vorwiderstand in die Parallelschaltung einbezogen wird, ändert sich sonach der Gesamtwiderstandswert der Parallelschaltung beim Schwenken des Auslegers. Unter dem Wort"Schwenken"sei das Heben und Senken des Auslegers verstanden. Am Widerstand des Spannungsteilers 4 muss stets die Spannung anstehen, die der jeweiligen Ausladung entspricht. Bei der Stellung des Auslegers "oben" liegt der Widerstand Ib, dessen Grösse sich nach den Krandaten richtet, parallel dem Lastspannungsteiler 4.
Ist-der Ausleger abgesenkt, so wird der Spannungsteiler 3b, dessen Widerstandswert grössenordnungsmässig wesentlich kleiner gewählt wird als der Lastspannungsteiler 4, in die Parallelschaltung einbezogen. Hiedurch verkleinert sich der Gesamtwiderstandswert (lb plus 3b) in Verbindung mit 4 um einen bestimmten Betrag, wodurch aber die Anzeige verfälscht wurde. Die Fehlerkorrektur erfolgt in der Weise, dass der Widerstandswert des Neigungsspannungsteilers 3b um einen bestimmten Betrag erweitert wird. Dieser Betrag entspricht der halben Parallelwiçierstandswertdifferenz, also dem halben Betrag einer Differenz der Widerstandswerte, die sich für die Stellungen : Ausleger "oben" und Ausleger "unten" ergeben.
Bedingt ist dies durch das Einbe-
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ziehen des Neigungsspannungsteilers 3b bei der Stellung: Ausleger "unten" in der Parallelschaltung.
Die Grösse des Widerstandes 2b ergibt sich aus der zu vernichtenden Restspannung, die aber bei Ausleger "oben" und "unten" unterschiedliche Werte ergibt. Aus diesem Grund wird der Widerstand 2b zunächst für Ausleger "oben" und "unten" bestimmt. Das arithmetische Mittel hieraus ergibt den Widerstandswert des endgültigen Widerstandes 2b.
Durch Abstützen des Kranes oder Änderung der Auslegerlänge ergeben sich andere Werte für die Kran- traglast. Hiebei ergibt sich zuweilen noch eine steilere Krannutzlastkurve. Aus diesem Grunde muss die vorhandene Spannungsteiler-Widerstand-Kombinationkorrigiertbzw. durch eine andere ersetzt werden bei gleicher Messspannung U,. Die hiebei grösste Traglast bestimmt den Widerstand Ib parallel dem Lastspan- nungsteiler4und der Widerstand 2b wird zur Korrektur des Spannungsniveaus an der Spannungsteilerklem- me 5a für Ausleger "oben" und "unten" herangezogen, so dass das Anzeigeinstrument 7 bzw. Schaltrelais bei den jeweiligen Krandaten auf das jeweils zulässige Lastmoment anspricht.
Die vom Spannungsteiler 4 abgegriffene Spannung wird an ein Steuergitter einer Elektronenröhre 6 gelegt. An Stelle dieser Elektronenröhre 6 kann selbstverständlich auch ein Transistor verwendet werden.
Es tritt, da die abgegriffene Spannung des Spannungsteilers 4 keiner weiteren Strombelastung unterzogen wird, demnach keine Spannungsänderung am Lastspannungsteiler 4 ein, wie auch nicht zusätzlich an den
Neigungsspannungsteilern 3a bzw. 3b.
Die Heizspannung Us erhält die Elektronenröhre 6 aus einer elektronisch stabilisierten, nicht dargestellten Stromversorgung. Die Elektronenröhre 6 ist eine in an sich bekannter Weise geschaltete Pentode.
Zwischen der Anode der Elektronenröhre 6 und der Klemmenspannung U 3 befindet sich in Reihe mit dem Lastmomentmesser 7 ein Relais 8, das einen Schliesser 9 betätigt. Über die Kontakte des Schliessers 9 kann ein Hilfsstromkreis, der die Spannung U4 z. B. aus einer Batterie erhält, geschlossen werden. Hiedurch wird ein Hilfsrelais 10 vom Strom durchflossen und kann mit nicht dargestellten Öffnern oder Schliessern Kranbewegungen blockieren. Nach den Fig. 2, 3 bewegt ein Pendel 11 in Tandemausführung am Ausleger 12 über ein Getriebe 13 die Schleifer 14 und 15 an den Spannungsteilern 16 und 17 bei Verstellung des Auslegers 12.