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Die
Erfindung betrifft eine Steueranordnung für Hebezeuge, insbesondere Krane,
mit einem oder mehreren Elektromotoren, mit Schaltschützen, mit
einem mechanischen Stecker mit einpoliger Stromzufuhr am Hebezeug
und mit einem mit dem Stecker in Verbindung stehenden Handschalter.
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Derartige
Steueranordnungen sind beispielsweise aus der
DE 198 22 288 C2 bereits
bekannt geworden. Bei dieser Anordnung ist auf einer, an einer Schiene
laufenden Laufkatze ein Elektromotor angeordnet, welcher eine Seiltrommel
in Drehung versetzt. An dieser Seiltrommel läuft ein Seil ab, das über eine
Seilrolle zurück
zum Rahmen der Laufkatze geführt
ist. Ein Handschalter ist über
ein Kabel mit dem Rahmen der Laufkatze und der dort befindlichen Elektrik
verbunden und dient zur Eingabe der Befehle „heben, „senken" und „schnell".
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Bei
bekannten Steueranordnungen der vorbeschriebenen Art, welche keine
Steuerelektronik an der Laufkatze besitzen, sieht die Motorsteuerung
so aus, dass die Motorschütze über ein
zweiadriges Kabel ihre Energie aus dem Drehstromnetz für den Motor
erhalten. In eines der beiden Kabel ist der Handschalter mit seinen
Schaltern für
die vorgenannten Funktionen eingeschleift, wobei die Stromzufuhr
zu dem Handschalter einpolig erfolgt. Das wegführende Kabel von jedem der
Schalter führt
zu dem entsprechenden Motorschütz,
wobei alle wegführenden
Kabel in dem Verbindungskabel zu dem Motor gebündelt verlaufen. Dieses Verbindungskabel
mündet
am Motor in einen Stecker, der vorzugsweise am Rahmen der Laufkatze
verriegelt ist.
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Nachdem
heute auf vielen technischen Gebieten, und daher auch bei Hebezeugen,
der Wunsch besteht, die Geräte
fernzusteuern, ist es Aufgabe der Erfindung, eine solche Fernsteueranordnung
so auszugestalten, dass sie ohne jede elektrische Umbaumaß nahme einfach
anstelle des bisherigen mechanischen Steckers in die Steckeraufnahme
einsetzbar ist. Der Einsatz eines Handwerkers soll bei diesem Auswechselvorgang
nicht mehr erforderlich sein.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale vor.
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Das
Grundprinzip der Erfindung sieht somit vor, dass der mechanische
Stecker durch einen Steckermodul ersetzt wird, welcher neben seinen
mechanischen Steckerteilen, wie bisher, ein Gehäuse trägt, in dem der Fernsteuerempfänger sowie
die Relais und die Relaisschalter zum Steuern der Schützen einschließlich der
Elektronikbaugruppen zur Stromversorgung von Empfänger und
Relais angeordnet sind. Damit ist sichergestellt, dass bei Ersatz
des mechanischen Steckers durch den Steckermodul sofort eine funktionsfähige Steueranordnung
am Motor angeordnet ist, welche unmittelbar mit einem Fernsteuersender
zusammenarbeiten kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromversorgung
für den
Steckermodul als Schaltnetzteil ausgebildet ist, das seine Stromzufuhr über den
einen Pol und über
die Schütze
erhält,
wobei dieser – gleichgerichtete – Strom
unterhalb des Anzugsstroms der Schütze liegen muß. Dies
hat seinen Grund, aber auch seine Schwierigkeit darin, dass für die Stromversorgung
des Steckermoduls der zweite Pol an den Schützen für den Motor liegt und daher
der Strom für
die Stromversorgung der Elektronikbaugruppen des Steckermoduls voll über die
Wicklung der Schütze
fließen
muß. Damit diese
nicht zum Anziehen gebracht werden, muß der fließende Strom daher unterhalb
des Anzugsstroms der Schütze
liegen.
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Nach
einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Relais im Steckermodul ihre
Energie über
das Schaltnetzteil erhalten, wobei die Ansteuerung mit voller Spannung
(Anzugsspannung), der Weiterbetrieb hingegen mit etwa halber Spannung
(Haltespannung) erfolgt. Mit der Reduzierung der Spannung wird die benötigte Relaisleistung
auf 25% gesenkt, wodurch der Dauerstrom über die Schütze deutlich reduziert werden
kann.
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Der
Fernsteuersender für
den Steckermodul sendet vorzugsweise auf dem Frequenz band für Kurzstrecken-Datenfunk,
nämlich
434 MHz, 868 MHz oder 2,4 GHz. Im Sinne der Erfindung ist es aber
genau so gut möglich,
den Fernsteuersender im Infrarot Bereich zu betreiben. Es ist selbstverständlich,
dass der jeweilige Empfänger
im Steckermodul entsprechende Detektoren zur Verarbeitung der Fernsteuersignale
besitzen muß.
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Während in
der nachfolgenden Beschreibung ein Ausführungsbeispiel mit einem Motor
beschrieben ist, ist es im Sinne der Erfindung genau so gut möglich, 2
oder auch mehrere Motoren zur Trennung der Funktionen „Fahren" und „Kranbetätigung" vorzusehen. Dies
ist vor allem bei großen
Hebezeugen zweckmäßig. An
dem Prinzip der Erfindung ändert
sich dadurch nichts. Es werden lediglich mehr Relais und Relaisschalter
parallel zu den vorhandenen vorgesehen. Bei 2 Motoren sind
es 3 Relais und 3 Relaisschalter mehr. Die Energiebilanz
für das Schaltnetzteil
wird sogar etwas günstiger.
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Im
folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 ein
bekanntes Hebezeug mit mechanischem Stecker
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2 die
Stromversorgung für
ein solches Hebezeug
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3 ein
erfindungsgemäßes Hebezeug
mit Fernsteuerung
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4 einen
Steckermodul gemäß der Erfindung
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5 die
Elektronikbaugruppen im Steckermodul
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6 eine
Schaltung zum Umschalten zwischen zwei Spannungen
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In 1 ist
ein bekanntes Hebezeug dargestellt, bei welchem an einer Laufkatze 1 ein
Elektromotor 2 mit einer Seiltrommel 3 angeordnet
sind, wobei auf die letztere ein Seil 4 mit einem daran
hängenden
Lasthaken 5 aufgewickelt ist. Am Rahmen 6 der
Seiltrommel ist ein mechanischer Stecker 7 angebracht,
der über
ein Kabel 8 mit einem Handschalter 9 in mechanischer
und elektrischer Verbindung steht. Während der Handschalter 9 üblicherweise
in Griffhöhe
herabhängt,
läuft die
Laufkatze 1 in nicht dargestellten Schienen an einem Gerüst, beispielsweise eines
Kranes, oder an der Decke einer Fabrikhalle. Mit dem Handschalter
werden , drahtgebunden, Befehle für den Betrieb des Motors 2 gegeben.
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In 2 ist
die übliche
Stromversorgung für ein
Hebezeug dargestellt. Man erkennt, dass aus der dreiadrigen Stromzufuhr 10 für den Motor 2 ein
zweiadriges Kabel 11 zu dem Übertrager 12 und von
dort über
ein Kabel 13 zu dem Handschalter 9 bzw. über das
Kabel 14 zu den Schützen 15 des
Motors führt. Die
Schalter der Schützen 15 sind
mit 15' bezeichnet. Von
dem Handschalter 9 führt
ein Kabel 16, zu den zweiten Polen der Schütze 15,
in welchem, gebündelt,
die einzelnen Drähte
von den Schaltern im Handschalter 9 verlaufen. Nachdem
im Handschalter keine Elektronik-Bauteile angeordnet sind, benötigt dieser
keine gesonderte Stromversorgung, sondern die dortigen Schalter
dienen nur zur Unterbrechung der Stromzufuhr für die Schütze 15 über die
Kabel 13 und 16.
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In 3 ist
der Stecker 7 durch einen Steckermodul 17 ersetzt.
Dieser trägt
in seinem unteren Teil den Empfänger 24,
der mit einem Fernsteuersender 18 zusammen arbeitet. Dieser
entspricht in seiner äußeren Ausgestaltung
vorzugsweise der des Handschalters 9. Im übrigen sind
gleiche Bauteile wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen
versehen wie dort.
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Das
Steckermodul 17 ist in 4 vergrößert heraus
gezeichnet. Man erkennt die Steckkontakte 19 in einer nach
außen
spritzwassergeschützten Wanne 20.
Der Steckermodul 17 ist mit einem Verriegelungshebel 21 am
Rahmen 6 der Seiltrommel 3 sicherbar. Der Teil 22 des
Steckermoduls entspricht in seinem Aufbau dem des Steckers 7.
An ihn ist ein Gehäuseteil 23 angeflanscht
und intern elektrisch verbunden, das die Elektronik-Baugruppen,
den Empfänger 24 an
der Unterseite des Gehäuseteils sowie
die Relais und deren Schalter enthält.
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In 5 sind
die Elektronikbaugruppen im Gehäuseteil 23 im
einzelnen dargestellt. An das Gehäuseteil 23 sind die
Schütze 25a-25d des
Motors 2 angeschlossen, welche die Funktionen „Not-Halt", „links", „schnell" und „rechts" des Motors steuern.
Die Spannungsübertragung
erfolgt über
einen Steuertrafo 26, ähnlich
dem Übertrager 12,
wobei das Gehäuseteil 23 eine
einpolige Stromzufuhr 27 aufweist. Die Relais K1 und K2
sind im Normalbetrieb angezogen, die Kontakte k1 und k2 geschlossen.
Bei Betätigung des „Not-Halt" Schalters fallen
die Relais ab, die Kontakte k1 und k2 werden ge öffnet und der Stromfluß wird unterbrochen.
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Im
Gehäuseteil 23 sind
der Empfänger 24, seine
Auswerteelektronik 28 – deren
Ausgestaltung im gegebenen Zusammenhang ohne Bedeutung ist, – die Relais
K1-K5, die mit der Auswerteelektronik 28 verbundene Relaisansteuerung 29,
die Stromversorgung 30 für alle Elektronik-Baugruppen,
die Relaisschalter k1-k5 sowie die Gleichrichterdioden 31 für die Stromzufuhr
für die
Stromversorgung 30 angeordnet.
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Über die
Dioden 31 und die Schütze 25b-25d erhält die Stromversorgung 30 bei
offenen Schaltern k3-k5 Strom, der im gegebenen Schaltzustand der
3 Schalter mehr als ausreichend zum Betrieb der Relais K1-K5 ist.
Sobald ein oder zwei dieser drei Schalter geschlossen sind, fließt nur noch
in zwei oder nur noch einer dieser drei Dioden 31 Strom,
der dann nur mehr knapp oder gar nicht mehr ausreichend ist, die Relais
K1-K5 zu versorgen ohne gleichzeitig soviel Strom über einen
oder zwei der Schütze 25b-25d zu ziehen,
dass deren Ruhestrom überschritten
wird und die betreffenden Schütze
schalten.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist in der Stromversorgung 30 eine Schaltung
gemäß 6 enthalten,
die in der Auswerteelektronik 28 angeordnet ist. Diese
schaltet zwischen der vollen Spannung 12V und einer reduzierten
Spannung 6V zeitgesteuert um. Solange kein Ansteuersignal
am Empfänger
erkannt wird, wird von dem Mikroprozessor 32 auch kein
Transistor angesteuert. Sobald der Empfänger 24 jedoch ein
Signal von der Auswerteelektronik 28 erhält, wird
an den Mikroprozessor 32 ein Signal gegeben, der daraufhin
den Transistor 34 durchschaltet. Nunmehr liegt eine Spannung
von 12V an den Relais K1-K5, die ausreicht, eines oder mehrere der von
der Ansteuerelektronik 28 angesteuerten Relais zu schalten,
mit der Folge des An sprechens des entsprechenden Relais. Durch
den Mikroprozessor 32 wird nach kurzer Zeit, die ausgereicht
hat, den Schaltvorgang der Relais zu steuern, von Transistor 34 auf
Transistor 33 umgeschaltet, sodass die reduzierte Spannung
an den Relais anliegt.
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Durch
den Fernsteuersender werden somit bei seiner Betätigung Signale über den
Empfänger 24 an
die Auswerteelektronik 28 gegeben, die über die Relaisansteuerung 29 die
Relais K1-K5 ansteuert. Von denen werden die entsprechenden Schalter k1-k5 betätigt und
damit einer oder mehrere der Schütze 25a-25d angesteuert
und der Motor 2 entsprechend in Betrieb gesetzt.