<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Erhalten einer vorgeschriebenen Raumlage einer bewegbaren, insbesondere auf- und abwärts verschiebbaren Last, z. B. im Stahlwasser- oder Hebezeugebau
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erhalten einer vorgeschriebenen Raumlage einer bewegbaren, insbesondere auf-und abwärts verschiebbaren Last, z. B. im Stahlwasser- oder Hebezeuge- bau, wobei die Last ein- oder mehrsträngig aufgehängt und mittels einer Antriebsvorrichtung bzw. mittels Antriebsvorrichtungen bewegbar ist, unter Verwendung eines reibungsarm und stabilen Gleichgewicht aufgehängten Pendels.
Wenn grössere Lasten angehoben und bewegt werden, besteht oftmals die zusätzliche Forderung, dass die Last eine ganz bestimmte Raumlage während der gesamten Bewegung genau einheltan muss, weil Abweichungen von dieser Lage zu schweren Störungen des Betriebs oder zur Schädigung der bewegten Last führen können. Ein Bedürfnis für eine genaue. Einhaltung der Raumlage besteht z. B. im Hebezeugebau, insbesonders bei Anlagen, in denen die Last mehrsträngig aufgehängt ist und die einzelnen Stränge getrennt steuerbar sind. In solchen Fällen kann es bei nur geringfügigen Ungleichmässigkeiten in den Antrie- ben zu starken Veränderungen der Raumlage kommen, die unter Umständen Schwerpunktsverlagerungen hervorrufen und im ungünstigsten Fall ein Kippen der gesamten Last bewirken können.
Es ist bereits eine Sicherheitsschaltung für Kräne mit mehreren Hubwerken mit die Last gemeinsam tragender Traverse bekannt, bei der mindestens ein Stromkreis für die Regelung mindestens eines Hubmotors durch einen an dieser Traverse angebrachten Schalter, etwa eines Pendelschalters, von dem ein Kontaktteil mit der Traverse fest verbunden ist und der andere unter Schwerkrafteinfluss lotrecht verbleibt, beeinflusst wird, sobald die Traversenlage um einen vorbestimmten Betrag von der waagrechten Lage abweicht. Da bei einer derartigen Anordnung die Traverse einen Teil des Hubwerkes bildet und. somit nicht ausgeschlossen ist, dass die daran z.
B. mittels Seilen, Ketten od. dgl. aufgehängte Last selbst unabhängig zur Traverse eine kritische, von der vorherbestimmten Raumlage abweichende Stellung einnimmt, ist diese Sicherheitsschaltung nicht vollkommen betriebssicher.
Ein weiterer Fall, wo angehobene Lasten ganz genau in ihrer Raumlage erhalten werden, müssen, liegt dort vor, wo diese Lasten in Führungen bewegt werden. In diesem Fall können schon geringfügige Veränderungen der Raumlage dazu führen, dass die Last während der Bewegung sich in den Führungen verklemmt und dann nur unter grossem Arbeits- und Zeitaufwand wieder gelöst werden kann. Als Beispiel für solche Bedingungen kann die Bewegung von Wehrverschlüssen, wie Schützentafeln im Stahlwasserbau dienen. Bei der Bewegung solcher Schützentafeln ist genauestens auf den Gleichlauf der Antriebe zu achten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche die Erhaltung einer ganz bestimmten Raumlage einer bewegten Last gewährleistet. Diese Einrichtung unterscheidet sich bekannten gegenüber dadurch, dass das Pendel an oder innerhalb der Last aufgehängt ist und Änderungen eines elektrischen Feldes, eines Magnetfeldes, eines radioaktiven Strahlungsfeldes, eines Ultraschallfeldes u. dgl. bewirkt oder in an sich bekannter Weise Schaltkontakte betätigt und mittels der hiebei ausgelösten Impulse den Lastantrieb bzw. die Lastantriebe, wie an sich bekannt, steuert oder stillsetzt.
Die Abtastung der Pendellage kann im einfachsten Fall dadurch geschehen, dass das Pendel an der Last befestigte Kontakte steuert, die zweckmässigerweise in Form von sogenannten Mikroschaltern ausge-
<Desc/Clms Page number 2>
bildet sind, welche auf geringste Schaltwege ansprechen und sich beim Auspendeln der Last an das lotrechthängende, ruhende Pendel anlegen.
In vielen Fällen kann jedoch die Anwendung von verschiedenen Feldern zweckmässig sein, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass bei Relativbewegung von Pendel und Last die Feldverteilung beeinflusst wird. Die Feldverteilung wird mittels einer entsprechenden Messeinrichtung laufend überwacht und jede Abweichung von der der Ruhelage des Pendels entsprechenden Feldverteilung wird mittels an sich bekannter Steuereinrichtungen in Steuerimpulse für den Lastantrieb bzw. die Lastantriebe umgesetzt.
Ist die Last nur einsträngig aufgehängt, so kann bei einem Abweichen aus der vorbestimmten Raumlage, nur damit reagiert werden, dass der Antrieb möglichst stillgesetzt wird, um allenfalls noch stärkere Abweichungen zu vermeiden (z. B. dann, wenn die bewegte Last an einer Stelle gegen ein Bewegungs- hindernis stösst). Bei mehrsträngig aufgehängten Lasten, z. B. bei Schützentafeln, können mittels der einzelnen Steuerimpulse die Antriebe der Stränge sehr fein geregelt werden, derart, dass durch Geschwindigkeitsänderung die Abweichung von der vorbestimmten Raumlage sofort wieder ausgeglichen wird.
Die erfindungsgemässe Kontrolleinrichtung kann grundsätzlich sowohl zur Lagekontrolle hinsichtlich einer einzigen Ebene als auch zur Kontrolle hinsichtlich zweier aufeinander senkrechter Ebenen verwendet werden. Im zweiten Fall wird jede irgendmögliche Abweichung erfasst und überwacht bzw. in entsprechende Gegensteuerungen umgesetzt.
Einzelheiten der möglichen Ausbildung der Kontrolleinrichtung sind der folgenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen zu entnehmen. In den Zeichnungen stellen dar : Fig. 1 die prinzipielle Anordnung eines Pendels, welches die Last hinsichtlich einer Ebene kontrolliert und die Steu-
EMI2.1
;Pendel, welches in zwei aufeinander senkrechten Ebenen wirksam ist ; die Fig. Sa und b in etwas detaillierter Form die Anordnung eines solchen Pendels an einer Last, z. B. in einem Hohlraum einer Schützentafel, im Aufriss und Seitenriss ; Fig. 4 ein Pendel, dessen Bewegung mittels eines radioaktiven Strahlungsfeldes überwacht wird, und Fig. 5 ein Pendel, dessen Stellung durch Ultraschallfelder abgetastet wird.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform erzeugt die Steuerimpulse mit Hilfe von Mi- kroschaltern (microswich).
Das Pendel l ist auf einem Schneidenlager 2 an der Last gelagert. Bei stabilen Ausführungen, z. B.
Schützentafeln, kann die gesamte Pendelanordnung auch in einem Hohlraum der Last eingebaut sein. Im Bereiche des ruhenden Pendelkörpers sind Mikroschalter 3a, 3b, 3c, 3d angeordnet, welche relativ zur Last unbeweglich sind. Es ist zweckmässig, diese Schalter justierbar anzuordnen, um durch Veränderung des Abstandes d zwischen ruhendem Pendelkörper und Schalter den., Winkelausschlag der Last, der den Schaltvorgang auslöst, einstellen zu können. Anschläge'4 dienen dazu, zu grosse Ausschläge der Last welche zur Zerstörung der Schalter führen könnten, zu verhindern.
Wenn die Steuerung nur für Bewegungen in einer Ebene erfolgen soll, genügen zwei in dieser Ebene liegende Schalter. Der Pendelkörper kann dann scheibenförmig sein (Fig. 1). Soll die Steuerung jedoch in mehreren Richtungen erfolgen, so ist eine Anordnung nach Fig. 2 zu treffen. bei der die Schalter in zwei aufeinander senkrechten Ebenen angeordnet sind. In diesem Fall ist der Pendelkörper z. B. rotationssymmetrisch oder würfelförmig ausgebildet.
Fig. 3 zeigt den Einbau eines solchen Pendels in eine Schützentafel. Bei einer wirksamen Pendellänge von zirka 2 Meter können Schaltwinkel von zirka 7 min erzielt werden. Die Anschläge 4 verhindern Schäden bei übergrosser Lastschrägstellung oder bei Montage. Es kann vorkommen, dass das Pendel durch Erschütterungen der Last in Schwingungen versetzt wird, die zu einer unerwünschten Betätigung der Schalter führen würden. Um derartige Schwingungen zu verhindern, kann eine Dämpfung, z. B. eine Flüssigkeitsdämpfung oder eine Gummidämpfung 9, vorgesehen werden.
Wird bei mehrsträngig aufgehängten Lasten nicht nur eine Stillsetzung, sondern eine Steuerung der einzelnen Strangbewegungen erwünscht, um die vorgeschriebene Lage der Last ständig zu erhalten, so sind vorteilhaft doppelt wirkende Mikroschalter vorzusehen, damit die eingeleitete Steueraktion beendet wird, sobald sich der Schalter vom ruhenden Pendel wieder abhebt.
Eine andere Möglichkeit zur Kontrolle des Abstandes zwischen dem Pendelkörper und einem mit der Last starr verbundenen Bezugskörper besteht darin, Änderungen des von einem radioaktiven Strahler hervorgerufenen Strahlungsfeldes zu messen. Die Fig. 4 zeigt das Prinzip einer solchen Messung.
Der Pendelkörper 1 trägt hiebei einen Ring 6 aus radioaktivem Material z. B. in Form einer Folie.
Am Bezugskörper (Gehäuse) 5, der mit der Last fest verbunden ist, sind Strahlungsempfänger X-X und Y-Y angeordnet. Bei einem Auswandern der Last aus ihrer vorbestimmten Lage relativ zum ruhenden
<Desc/Clms Page number 3>
Pendel, ändert sich die Intensität der von den Empfängern aufgenommenen Strahlung, und diese Intens- tlrtsänderungen können in elektrische Steuerimpulse zur Steuerung bzw. Abschaltung des Antriebes oder der Antriebe umgesetzt werden.
Als Strahlungsempfänger können hiebei alle bekannten Geräte dienen, z. B. Zählrohre, Szintilla- tionszähler u. dgl. Die von diesen Geräten abgegebenen Impulse werden sodann über Verstärker, Mess- brückenschaltungen usw. in an sich bekannter Weise in Steuersignale für die Antriebe umgesetzt.
Es sei bemerkt, dass bei der Anordnung nach Fig. 4 prizipiell nur je einer der Empfänger X-X, Y-Y vorhanden sein müsste, um die Bewegung der Last in zwei zueinander senkrechten Richtungen zu kontrol- lieren. Die beiden andern Empfänger können, wenn sie vorhanden sind, Kontrollzwecken dienen bzw. können zur Verstärkung der Anzeige ausgenützt werden, weil die Anzeige eines der beiden Empfänger jedes Paares zur Anzeige des andern stets invers ist. Durch Differenzbildung entsteht eine Verdoppelung der angezeigten Abstandsänderungen.
Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des Pendels nach Fig. 4 sieht vor, dass zwischen dem Gehäu- se 5 und den als Elektroden ausgebildeten Empfängern X-X, Y-Y eine elektrische Spannung angelegt ist.
Bei Mittenlage des Pendels ist das eine Ionisation hervorrufende Strahlungsfeld symmetrisch zur Mittel- achse des Gehäuses gelagert. Der Stromfluss zu allen vier Elektroden ist demnach gleich gross. Jede Ver- lagerung des Gehäuses 5 aus einer Mittellage heraus relativ zum ruhenden, lotrecht hängenden Pendel bewirkt eine Störung dieser Symmetrie und verursacht dadurch verschieden starke Ströme an den einzel- nen Elektroden. Diese Ströme können wieder in an sich bekannten Schaltungen zur Steuerung der Antrie- be ausgenutzt werden. Auch hier könnte je eine der Elektroden der Paare X-X, Y-Y weggelassen bzw. in Differenzschaltung vorteilhafterweise zur Vergrösserung der Anzeige ausgenützt werden.
Es kann zweckmässig sein, den Raum zwischen dem Pendelkörper und dem Bezugsgehäuse mit einer die radioaktive Strahlung mehr oder weniger stark absorbierenden Flüssigkeit auszufüllen, weil hiedurch eine steilere Charakteristik der Annäherungsanzeige erzielt werden kann. Diese absorbierende Flüssigkeit kann unter Umständen gleichzeitig als Dämpfungsmittel für die Pendelschwingungen dienen.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, die zur Abstandsmessung zwischen Pendel und Gehäuse Ultraschallimpulse benützt. Diese Impulse werden von kleinen Sendern 7 ausgestrahlt, und nach Reflexion an einer
Zone 8 des Pendels, die zur Verbesserung der Reflexionseigenschaften besonders behandelt sein kann, am Ort. der'Sender wieder empfangen. Aus der Zeitdifferenz zwischen der Ausstrahlung der Impulse und ihrem Empfang werden in bekannter Weise Aufschlüsse über den Abstand zwischen Pendel und Gehäuse erlangt (Echolot). Auch hier würde im Prinzip wieder ein Sender und Empfänger genügen, und es kann der zweite Sender und Empfänger zu Kontrollzwecken bzw. zur Anzeigeverstärkung benutzt werden.
Nicht nur die hier beispielsweise erwähnten Feldänderungen, sondern auch die Änderungen irgendwelcher anderer Felder, wie z. B. Magnetfelder, elektrische Kondensatorfelder usw., können zur Kontrolle des Abstandes zwischen Pendel und Gehäuse benützt werden.
Im Falle eines Kondensatorfeldes wird der Kondensator vom Pendelkörper und dem Gehäuse bzw. an dem Gehäuse angeordneten Elektroden gebildet. Die Kapazitätsänderung dieses Kondensators (bzw. der Kondensatoren) wird in die Steuersignale umgesetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Erhalten einer vorgeschriebenen Raumlage einer bewegbaren, insbesondere aufund abwärts verschiebbaren Last, z. B. im Stahlwasser- oder Hebezeugebau, wobei die Last ein-oder mahrsträngig aufgehängt und mittels einer Antriebsvorrichtung bzw. mittels Antriebsvorrichtungen bewegbar ist, unter Verwendung eines reibungsarm und im stabilen Gleichgewicht aufgehängten Pendels, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendel an oder innerhalb der Last aufgehängt ist und Änderungen eines elektrischen Feldes, eines Magnetfeldes, eines radioaktiven Strahlungsfeldes, eines Ultraschallfeldes u. dgl. bewirkt oder in an sich bekannter Weise Schaltkontakte betätig und mittels der hiebei ausgelösten Impulse den Lastantrieb bzw. die Lastantriebe, wie an sich bekannt, steuert oder stillsetzt.