DE1185354B - Device for securing the load torque of floating cranes - Google Patents
Device for securing the load torque of floating cranesInfo
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Description
Einrichtung zur Lastmomentsicherung von Schwimmkranen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Lastmomentsicherung von Auslegerkranen mit einem elektromechanischen Analogrechner zur Ermittlung des Lastmoments.Device for securing the load moment of floating cranes The invention relates to a device for securing the load torque of jib cranes with an electromechanical Analog computer for determining the load torque.
Es sind Lastmomentsicherungen für Auslegerkrananlagen bekannt, bei welchen in Abhängigkeit von Last und Lastarm veränderbare Widerstände oder Potentiometer betätigt werden, über die elektrische Hilfsgrößen gewonnen werden, die zur Bildung des Produktes Last mal Lastarm in Produktenmeßgeräten miteinander multipliziert werden. Bei einer derartigen bekanntgewordenen Lastmomentsicherung werden die der Last, dem Lastarm und der Krängung proportionalen elektrischen Hilfsgrößen den Strom-und Spannungsspulen von Leistungsrichtungsrelais zugeführt, die bei Überschreitung des maximalen Lastmomentes Schaltfunktionen auslösen.There are load torque safeguards for jib crane systems known at which resistors or potentiometers can be changed depending on the load and load arm are actuated, are obtained via the electrical auxiliary variables that lead to the formation of the product load multiplied by the load arm in product measuring devices will. In such a known load torque protection are the Load, the load arm and the heel proportional electrical auxiliary variables the current and Voltage coils supplied by power direction relays, which when the trigger maximum load torque switching functions.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Einrichtung zu vereinfachen, d. h. unter Einsparung der Produktenmeßgeräte (Leistungsrichtungsrelais) eine genau und sicher arbeitende Lastmomentsicherung zu erhalten. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Einrichtung zur Lastmomentsicherung von Schwimmkranen mit einem elektromechanischen Analogrechner zur Ermittlung des Lastmomentes dadurch möglich, daß der wirksame Hebelarm der Last der durch den senkrechten Abstand der Wirkungslinie der Last vom Kippunkt gegeben ist, als Summe zweier Spannungen dargestellt ist, die die Projektion der Auslegerlänge auf eine zur Kransäule senkrechte Ebene und einen Korrekturwert, der die Projektion der Kranhöhe auf die Horizontale und den Einfluß der Krängung auf die wirksame Auslegerprojektion berücksichtigt, repräsentieren, und daß das Lastmoment durch Multiplikation dieser Summenspannung mit einer lastproportionalen Spannung gebildet ist.The object of the invention is to simplify this device, i. H. while saving the product measuring devices (power direction relay) one exactly and to get safely working load torque protection. According to the invention this is in a device for securing the load torque of floating cranes with an electromechanical one Analog computer for determining the load torque is possible because the effective Lever arm of the load by the vertical distance of the line of action of the load from Tipping point is given, is shown as the sum of two voltages that make up the projection the boom length on a plane perpendicular to the crane column and a correction value, the projection of the crane height on the horizontal and the influence of the heel on the effective cantilever projection taken into account, represent, and that the Load torque by multiplying this total voltage with a load proportional Tension is formed.
Vorteilhaft wird ein die Last abbildendes Potentiometer an die Abgriffe von zwei Potentiometern geschaltet, von denen eines die Projektion der Auslegerlänge (1 - sin x) und das andere den Korrekturwert [(h -f-1 - cos a) - sin ß] abbildet, so daß zwischen dem Abgriff des die Last abbildenden Potentiometers und dem Abgriff eines der den Lastarm ermittelnden Potentiometers eine dem Lastmoment proportionale Spannung abgreifbar ist.A potentiometer representing the load is advantageously connected to the taps of two potentiometers, one of which represents the projection of the boom length (1 - sin x) and the other the correction value [(h -f-1 - cos a) - sin ß] , so that a voltage proportional to the load torque can be tapped between the tap of the potentiometer representing the load and the tap of one of the potentiometers determining the load arm.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß zwischen das die Last abbildende Potentiometer und das den Korrekturwert abbildende Potentiometer ein Abgleichpotentiometer geschaltet ist, welches auf Grund der Maximalwerte der Summanden auf ein Spannungsverhältnis (h -i-1) - sin ßmax/1 an dem die Last abbildenden Potentiometer eingestellt wird.Another feature of the invention provides that between the potentiometer depicting the load and the potentiometer depicting the correction value, an adjustment potentiometer is connected which, based on the maximum values of the summands, is set to a voltage ratio (h -i-1) -sin ßmax / 1 at the the potentiometer representing the load is set.
Zur Abbildung einer Zusatzlast ist es vorteilhaft, mit dem die Last abbildenden Potentiometer einen Einstellwiderstand in Reihe zu schalten.To map an additional load, it is advantageous to use the load mapping potentiometer to connect a setting resistor in series.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Auslenkungswinkel des Auslegerarmes und der Krängungswinkel in der Auslegerrichtung mit getrennten Potentiometern erfaßbar sind.Another feature of the invention is that the deflection angle of the cantilever arm and the angle of heel in the cantilever direction with separate Potentiometers are detectable.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird an Hand der F i g. 1 und 2 am Beispiel eines Schwimmkranes näher erläutert.The use of the device according to the invention is based on the F i g. 1 and 2 explained in more detail using the example of a floating crane.
F i g. 1 a stellt schematisch einen Schwimmkran bei der Krängung O dar, F i g. 1 b einen Schwimmkran, der um den Krängungswinkel in Auslegerichtung ß geneigt ist; F i g. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild eines elektromechanischen Analogrechners, mit dessen Hilfe das Lastmoment ermittelt wird.F i g. 1 a schematically shows a floating crane at heeling O Figure, F i g. 1 b a floating crane, which by the heel angle in the boom direction ß is inclined; F i g. 2 shows a basic circuit diagram of an electromechanical analog computer, with the help of which the load torque is determined.
Das zu überwachende Lastmoment ergibt sich aus der Gleichung M = A(LN -i- Lz). (1) In dieser Gleichung sind außer der wirksamen Auslenkung A noch die Nutzlast LN und die Zusatzlast Lz enthalten. Die Zusatzlast Lz ist die für einen Kran durch seine Konstruktion gegebene spezielle Kenngröße, die das Gesamtgewicht des Auslegers berücksichtigt. In F i g. 1 a ist ein Schwimmkran dargestellt, dessen senkrechter Arm die Höhe h hat und der einen Auslegerarm von der Länge 1 besitzt. Die wirksame Auslenkung A ergibt sich aus dem Auslegerarm und dem Auslenkungswinkel a mit 1 - sin x. The load torque to be monitored results from the equation M = A (LN -i- Lz). (1) In addition to the effective deflection A , this equation also includes the useful load LN and the additional load Lz. The additional load Lz is the special parameter given for a crane by its construction, which takes the total weight of the boom into account. In Fig. 1 a shows a floating crane whose vertical arm has the height h and which has a cantilever arm of length 1. The effective deflection A results from the extension arm and the deflection angle a with 1 - sin x.
In F i g. 1 b ist der gleiche Kran wie in F i g. 1 a dargestellt, er soll jedoch zusätzlich eine Krängung in Auslegerrichtung um den Winkel ß erfahren. Für die wirksame Auslenkung gilt nach F i g. 1 b A = h - sing -f-1 - sin (x -I- ß).In Fig. 1 b is the same crane as in FIG. 1 a, but it should also experience a heel in the boom direction by the angle ß. The following applies to the effective deflection according to FIG. 1 b A = h - sing -f-1 - sin (x -I- ß).
A = h - sing -r 1 - sing - cosx +1 - cosß - sin x. Für kleine zulässige Krängungswinkel ß wird cosß - 1, so daß mit sehr guter Näherung gilt: A = (h -I-1 - cos a) - sing -f-1 - sin a. (2) Aus dieser Gleichung (2) ergibt sich, daß die Ermittlung der Auslenkung A als Funktion der Winkel .x und ß erfolgen kann, da h und 1 konstant sind. Es ist jedoch möglich, auch veränderliches h und l mittels Meßwertumformer zu berücksichtigen. A = h - sing -r 1 - sing - cosx +1 - cosß - sin x. For small permissible heel angles ß, cosß - 1, so that the following applies with a very good approximation: A = (h -I-1 - cos a) - sing -f-1 - sin a. (2) From this equation (2) it follows that the determination of the deflection A can take place as a function of the angles .x and β, since h and 1 are constant. However, it is also possible to take variable h and l into account by means of a transducer.
Erfindungsgemäß erfolgt die Ermittlung der Auslenkung A in einem elektromechanischen Analogrechner beispielsweise nach F i g. 2: Der Krängungswinkel ß wird mit Hilfe eines Pendels festgestellt und über ein Getriebe auf das Potentiomter P2 übertragen. Da positive wie negative Winkel ß auftreten können, der erste Summand in Gleichung (2) also positiv oder negativ sein kann, liegt P2 symmetrisch zu seiner an Nullpotential geschalteten Mittenanzapfung an den den Werten +(h+l - cosa) und -(la+I - cosx) proportionalen Spannungen. Diese Spannungen werden von einer Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen Rl, R1', Pf, P1' abgegriffen.According to the invention, the deflection A is determined in an electromechanical analog computer, for example according to FIG. 2: The heel angle ß is determined with the help of a pendulum and transmitted to the potentiometer P2 via a gear. Since both positive and negative angles ß can occur, i.e. the first summand in equation (2) can be positive or negative, P2 is symmetrical to its center tap connected to zero potential at the values + (h + l - cosa) and - (la + I - cosx) proportional voltages. These voltages are tapped from the resistors Rl, R1 ', Pf, P1' by a voltage divider circuit.
P2 kann ein lineares Potentiometer sein, da es nur Winkel zwischen etwa -5 und +5' abzubilden hat und in diesem Bereich sing. ß gesetzt werden kann. P1 und P1' sind cos-Potentiometer. Sie verwandeln den zwischen dem Auslegerarm und der Mittelachse der Kransäule ermittelten Auslenkungswinkel a in den cosx. Der cosx wird aus dem Auslenkungswinkel a durch entsprechende Potentiometerwicklungen oder geeignete Potentiomterantriebe (Kurvenscheiben) gewonnen. Die Einstellwiderstände R1 und R1' bilden den Wert h ab. Da 1 - cosx an P1 ermittelt wird, müssen am Maximalwert von P1 und P1' abgegriffene Spannungen sich zu den an R1 und Ri abgegriffenen Spannungen wie die Längen h und 1 zueinander verhalten. Zwischen dem Potential 0 und den Abgriffen an P1 und P1' wird somit eine der Länge ± (h+l - cos_x) proportionale Spannung abgebildet.P2 can be a linear potentiometer, as it only has to map angles between about -5 and +5 ' and sing in this range. ß can be set. P1 and P1 'are cos potentiometers. They convert the deflection angle a determined between the boom arm and the central axis of the crane column into cosx. The cosx is obtained from the deflection angle a using appropriate potentiometer windings or suitable potentiometer drives (cam disks). The setting resistors R1 and R1 'represent the value h. Since 1 - cosx is determined at P1, the voltages tapped at the maximum value of P1 and P1 'must relate to the voltages tapped at R1 and Ri like the lengths h and 1 to one another. A voltage proportional to the length ± (h + l - cos_x) is thus mapped between the potential 0 and the taps at P1 and P1 '.
Die von P2 gegen das Bezugspotential O abgreifbare Spannung ist dem ersten Summanden (h+l cosx) - sin ß der Summe nach Gleichung (2) proportional. Diese Spannung wird am Spannungsteiler P3 zur Weiterverarbeitung abgebildet.The voltage that can be tapped off from P2 against the reference potential O is dem first summand (h + l cosx) - sin ß proportional to the sum according to equation (2). These Voltage is mapped to voltage divider P3 for further processing.
Der zweite Summand 1 - sin cx in Gleichung (2) wird durch das Potentiometer P4 gebildet. Dieses muß den Verlauf von sin-x als Funktion von !x im Bereich von 0 bis 90° darstellen und hat daher die Form einer Kurvenscheibe oder eines Funktionspotentiometers.The second summand 1 - sin cx in equation (2) is given by the potentiometer P4 formed. This must be the course of sin-x as a function of! X in the range of Represent 0 to 90 ° and therefore has the shape of a cam or a function potentiometer.
Damit die gesuchte Auslenkung A aus der Summe der an den Potentiometer P3 und P4 abnehmbaren Spannungen ermittelt werden kann, müssen die beiden Spannungen ins richtige Verhältnis zueinander gebracht werden. Aus den Maximalwerten, die die beiden Summanden im Betrieb annehmen können, ergibt sich, daß der erste Summand beim maximalen Krängungswinkel ßma@ und bei cos x = 1 den Wert (h+1) - sinßmax annehmen kann. Der Maximalwert des zweiten Summanden ergibt sich bei sin @x = 1. Damit lautet das gesuchte Verhältnis der zwischen den an P3 und an P4 abgreifbaren Spannungen (h+1) - sinßmax/1. Dieses errechnete Spannungsverhältnis wird durch Abgleich des Spannungsteilers P3 eingestellt. Während des Abgleichvorgangs müssen die Potentiometer Pf, P1', P2 und P4 so eingestellt sein, daß ihre im Betrieb maximal vorkommenden Spannungen abgegeben werden.So that the desired deflection A can be determined from the sum of the voltages that can be taken off at the potentiometers P3 and P4, the two voltages must be brought into the correct ratio to one another. From the maximum values that the two addends can assume during operation, the first addend can assume the value (h + 1) - sinßmax at the maximum heel angle ßma @ and at cos x = 1. The maximum value of the second summand results from sin @x = 1. The ratio of the voltages that can be tapped at P3 and P4 is thus (h + 1) - sinßmax / 1. This calculated voltage ratio is set by adjusting the voltage divider P3. During the adjustment process, the potentiometers Pf, P1 ', P2 and P4 must be set in such a way that their maximum voltages occurring during operation are output.
Zwischen dem Abgriff von P4 und dem Abgriff von P3 liegt nun eine Spannung, die proportional der wirksamen Auslage A des Krans ist.There is now one between the tap of P4 and the tap of P3 Voltage that is proportional to the effective extension A of the crane.
Das gewünschte Produkt A (LN +Lz) kann an dem aus R2 und PS gebildeten Spannungsteiler abgegriffen werden. Er liegt an der für die Auslenkung A gefundenen Spannung. Der Einstellwiderstand R2 bildet die Zusatzlast Lz ab, der Abgriff am Potentiometer PS wird proportional zur Last verstellt.The desired product A (LN + Lz) can be tapped from the voltage divider formed from R2 and PS. It is due to the voltage found for the deflection A. The setting resistor R2 represents the additional load Lz, the tap on the potentiometer PS is adjusted proportionally to the load.
Die zwischen R2 und PS abgegriffene, dem Lastmoment proportionale Spannung wirkt auf ein Schaltelement Z ein, das bei Erreichen des Maximalmomentes anspricht. Nach F i g. 2 ist zu diesem Zweck ein Warnrelais vorgesehen. Es ist möglich, an Stelle des Warnrelais zwei empfindliche Zwischenrelais zu verwenden, von denen das erste zur Warnung anspricht, wenn ein bestimmter, über einen Widerstand einstellbarer Bruchteil des Nennmomentes erreicht ist. Das zweite Relais verhindert mit seinem Ansprechen bei vollem zulässigem Lastmoment den weiteren Anstieg dieses Momentes bis auf einen gefährlichen Betriebszustand für den Kran.The one tapped between R2 and PS, proportional to the load torque Voltage acts on a switching element Z, which when the maximum torque is reached appeals to. According to FIG. 2 a warning relay is provided for this purpose. It is possible, to use two sensitive intermediate relays instead of the warning relay, of which the first one responds as a warning when a certain, adjustable via a resistor Fraction of the nominal torque is reached. The second relay prevents with his Trigger the further increase in this torque at full permissible load torque except for a dangerous operating condition for the crane.
Bei Auslegerkrananlagen mit der Krängung O vereinfacht sich die Anordnung nach F i g. 2 erheblich: Der an P3 geschaltete Abgriff wird an Nullpotential gelegt, so daß eine Schaltung aus den Schaltelementen Z, R2, P4 und P5 entsteht.In the case of jib crane systems with an O heel, the arrangement is simplified according to FIG. 2 significant: The tap connected to P3 is connected to zero potential, so that a circuit is created from the switching elements Z, R2, P4 and P5.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, einzelne Größen auch über Meßgeräte anzuzeigen. Beispielsweise kann eine Anzeige der Auslenkung A durch ein Spannungsmeßgerät, das parallel zu den Abgriffen der Potentiometer P3 und P4 geschaltet ist, erfolgen. Eine Anzeige der wirksamen Nutzlast LN würde über ein zusätzliches Potentiometer, das an konstanter Spannung liegt und dessen Abgriff zusammen mit dem Abgriff für das Potentiometer PS verstellt wird, möglich sein. Die Anzeige der vorliegenden Krängung ß könnte über ein zusätzliches Potentiometer erfolgen, das an konstanter Spannung liegt und dessen Abgriff zusammen mit dem Abgriff' des Potentiometers P2 verstellt wird.With the help of the device according to the invention, it is possible to individual Display sizes also via measuring devices. For example, a display of the deflection A by a voltmeter, which is parallel to the taps on the potentiometer P3 and P4 is switched. An indication of the effective payload LN would be about an additional potentiometer connected to constant voltage and its tap is adjusted together with the tap for the potentiometer PS, be possible. The display of the present heel ß could be an additional potentiometer take place, which is at constant voltage and whose tap together with the tap ' of the potentiometer P2 is adjusted.
Zur Spannungsversorgung des elektromechanischen Analogrechners sind drei stabilisierte Gleichspannungsnetzgeräte vorgesehen, denen beispielsweise die Spannungen U (zur Versorgung des Potentiometers P1), - U (zur Versorgung des Potentiometers P1') und -2 U (zur Versorgung des Potentiometers P4) entnehmbar sind. Bei dieser Wahl der Spannungen entsteht zwischen den Potentiometern P3 und P4 eine Potentialdifferenz, da die am Potentiometer P2 und damit auch am Potentiometer P3 liegende Spannung nur zwischen U und - U schwenken kann.For the voltage supply of the electromechanical analog computer three stabilized DC power supply units are provided, which, for example, the Voltages U (to supply the potentiometer P1), - U (to supply the potentiometer P1 ') and -2 U (to supply the potentiometer P4) can be taken. At this When selecting the voltages, a potential difference arises between the potentiometers P3 and P4, because the voltage on potentiometer P2 and thus also on potentiometer P3 can only pivot between U and - U.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL39343A DE1185354B (en) | 1961-06-24 | 1961-06-24 | Device for securing the load torque of floating cranes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL39343A DE1185354B (en) | 1961-06-24 | 1961-06-24 | Device for securing the load torque of floating cranes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1185354B true DE1185354B (en) | 1965-01-14 |
Family
ID=7268609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEL39343A Pending DE1185354B (en) | 1961-06-24 | 1961-06-24 | Device for securing the load torque of floating cranes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1185354B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2738307A1 (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-08 | Koepp Elektronik Gmbh | Electronic monitoring system for crane - evaluates load moment signal fed to threshold device connected to motor control |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1029547B (en) * | 1954-09-13 | 1958-05-08 | Orenstein & Koppel Ag | Safety device for hoists with variable overhang |
-
1961
- 1961-06-24 DE DEL39343A patent/DE1185354B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1029547B (en) * | 1954-09-13 | 1958-05-08 | Orenstein & Koppel Ag | Safety device for hoists with variable overhang |
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| DE2738307A1 (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-08 | Koepp Elektronik Gmbh | Electronic monitoring system for crane - evaluates load moment signal fed to threshold device connected to motor control |
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