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Hebezeug, insbesondere Kran, mit einer Überlastsicherung Die Erfindung
bezieht sich auf stationäre oder fahrbare Hebezeuge, insbesondere auf Krane, mit
überlastsicherungen, bei denen ein in einem Anzeigegerät bzw. Auswertegerät einer
Wägeeinrichtung mit elektrischem Meßkreis angeordneter Kontakt bei Erreichen der
Höchstbelastung durch einen Zeiger betätigt wird und ein Alarmzeichen zur Anzeige
der Überlastung und weitere Schaltvorgänge, wie z. B. das Stillsetzen des Hubmotors,
auslöst.
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Bei derartigen bekannten Einrichtungen für die Überlastmeldung bei
elektronischen Wägeeinrichtungen wurde im Auswertegerät ein Schaltkontakt so angeordnet,
daß er bei Überschreiten eines durch die Lage des Schaltkontaktes zur Anzeigeskala
festgelegten Gewichtswertes umgeschaltet wurde. In Abhängigkeit von der Umschaltung
dieses Kontaktes wurde dann die überlastmeldung ausgelöst. Diese bekannte Anordnung
ist nur bedingt brauchbar, da der Zeiger praktisch einen großen Teil der Skala durchlaufen
muß, bis der Kontakt umgeschaltet wird. In der dazu benötigten Zeit kann, besonders
bei Kranen mit einer hohen Hubgeschwindigkeit, eine Gefährdung des Kranes bereits
eintreten.
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Diese Nachteile bestehen auch bei einer anderen bekannten Anordnung,
bei der zur Berücksichtigung des unterschiedlichen Gewichtes des Greifers oder Kranhakens
der Nullpunkt des Anzeigegerätes verschoben werden kann, um unmittelbar das tatsächliche
Gewicht der Last anzeigen zu können. Die Verschiebung des Nullpunktes kann auf mechanischem
Wege, beispielsweise durch Gegenfedern erfolgen. Der Zeiger muß auch bei dieser
Anordnung fast die ganze Skala durchlaufen, bevor der am Ende der Skala angeordnete
Kontakt betätigt wird.
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Der erwähnte Nachteil tritt auch dann auf, wenn bei einem Kran mit
schwenkbarem Ausleger oder mit auf dem Ausleger verfahrbarer Krankatze statt der
Last das angreifende Kippmoment dadurch angezeigt wird, daß bei einer elektronischen
Wägeeinrichtung mit Brückenschaltung die Brückenausgangsspannung mit einem in Abhängigkeit
von der Neigung des Auslegers bzw. der Stellung der Krankatze geänderten Kompensationspotential
verglichen wird. Bei überschreiten des zulässigen Kippmomentes wird ebenfalls durch
Umschalten ein Alarmzeichen ausgelöst. Die Umschaltung und damit die Auslösung des
Alarmzeichens erfolgt auch bei dieser Anordnung erst, nachdem der Zeiger praktisch
die ganze Skala durchlaufen hat. Es kann also bei Anheben einer Last, besonders
wenn dies mit einer hohen Hubgeschwindigkeit erfolgt, eine Gefährdung des Kranes
bereits vor Auslösung der Überlastmeldung eingetreten sein. Um diese Ansprechverzögerung
der überlastschutzeinrichtung zu vermeiden, könnte ein zusätzlicher, auf die Überlast
voreingestellter Meßkreis vorgesehen werden, der über einen Nullverstärker mit Ausgangsrelais
die Überlastmeldung auslöst, sobald der Meßwert den vorgegebenen Höchstwert überschreitet.
Diese Anordnung würde, da sie zusätzlich zu dem bereits vorhandenen Auswertegerät
angeordnet werden muß, einen erheblichen Aufwand erfordern, da zusätzlich zu dem
Auswertegerät ein Meßkreis, ein Nullverstärker und Ausgangsrelais vorhanden sein
müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, bei der
mit möglichst geringem Aufwand eine praktisch verzögerungsfreie Überlastmeldung
erfolgt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Meßkreisverstimmung,
die nur während des Aufnehmens der Last in einer der zulässigen Höchstbelastung
entsprechenden Größe eingeschaltet ist, und ein beim Herauslaufen des Zeigers des
Auswertegerätes aus seiner Ruhelage betätigter Kontakt als überlastmeldekontakt
angewendet werden. Hierdurch wird die überlastmeldung, da der Zeiger bei Beginn
des Vorganges in der Ruhelage steht, praktisch ohne Verzögerung beim Umschalten
des in der Ruhelage des Zeigers geschlossenen Kontaktes gegeben. Die Ruhelage des
Zeigers muß dabei nicht identisch mit der Anzeigestellung »Null« sein, sondern sie
ist meist einige Skalenteile unterhalb der Stellung »Null« und durch einen Anschlag,
gegen den der Zeiger infolge der Meßkreisverstimmung anliegt, festgelegt. Bei sehr
geringem Abstand zwischen dieser Ruhelage und der Stellung »Null« kann, insbesondere
bei nachträglichem Einbau der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ein bereits
vorhandener
Nullkontakt als Überlastmeldekontakt verwendet werden.
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Die Meßkreisverstimmung kann durch mechanische Beeinflussung des Anzeigegerätes
wie bei der bekannten Anordnung zur unmittelbaren Anzeige der tatsächlichen Last
erfolgen. Andererseits ist es bereits bekannt, elektrische Kreise rein elektrisch
zu verstimmen. Diesen bekannten elektrischen Einrichtungen zur Verstimmung eines
elektrischen Meßkreises ist jedoch nicht zu entnehmen, daß in Verbindung mit einem
Ruhelagenkontakt eine praktisch verzögerungsfreie Überlastmeldung möglich ist.
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Nach weiteren Merkmalen der Erfindung wird die Meßkreisverstimmung
und der Überlastmeldekontakt mittels zeitabhängiger Schaltelemente eingeschaltet.
Die zeitabhängigen Schaltelemente können mit dem Einschalten des Hubmotors eingeschaltet
werden. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, den Stromkreis für die zeitabhängigen
Schaltelemente beim Einschalten des Hubmotors vorzubereiten, diesen jedoch erst
beim wirklichen Anheben der Last, beispielsweise über einen beim Strafen des Lastseiles
oder infolge höherer Stromaufnahme des Antriebsmotors beim Anheben betätigten Kontakt
zu schließen. Die Vorbereitung des Stromkreises für die zeitabhängigen Schaltelemente
beim Einschalten des Hubmotors und dessen Einschalten beim Anheben der Last in Abhängigkeit
der hierbei auftretenden höheren Stromaufnahme ist bei einer älteren Überlastsicherung
bereits bekannt, bei der der Hubmotor ausgeschaltet wird, wenn dessen Stromaufnahme
während der eingestellten Zeit nicht unter einen bestimmten Überstromwert absinkt.
Durch die Schaltungstechnik gemäß der Erfindung wird im Gegensatz zu der bekannten
Überlastsicherung erreicht, daß der Kranführer die verzögerungsfreie Überlastmeldung
nicht dadurch umgehen kann, daß er eine größere Seillänge als erforderlich abwickeln
läßt, damit die zeitabhängigen Glieder bereits angesprochen haben, bevor die Last
angehoben wird, so daß das verzögerungsfreie Ansprechen der überlastsicherungseinrichtung
umgangen wird und hierdurch die Krananlage gefährdet werden kann.
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Der Meßkreis kann über eine zwischen dem Meßwertgeber und dem Auswertegerät
eingeführte Hilfsspannung oder dadurch, daß im Nullabgleichszweig des Meßkreises
von einem zum Nullabgleich des Meßwertgebers dienenden Potentiometer auf einen auf
die gewünschte Meßkreisverstimmung eingestellten Widerstand umgeschaltet wird, verstimmt
werden.
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Nach Wirksamwerden der zeitabhängigen Schaltelemente wird der in der
Ruhelage des Zeigers geschlossene Kontakt als überlastmeldekontakt abgeschaltet
und ein üblicher auf die zulässige Höchstbelastung eingestellter Kontakt als Überwachungskontakt
in den Überlastmeldestromkreis eingeschaltet. Hierdurch wird verhindert, daß bei
Ändern der Last, beispielsweise beim Füllen von am Kran hängenden Behältern, die
zulässige Höchstbelastung überschritten wird. Bei Kranen mit ausfahrbarem oder absenkbarem
Ausleger oder mit einer auf dem Ausleger verfahrbaren Krankatze kann der auf die
zulässige Höchstlast eingestellte Kontakt in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung
des Auslegers bzw. der Krankatze derart verstellt werden, daß dieser Kontakt bei
Erreichen des zulässigen Lastmomentes betätigt wird. Hierdurch wird dann verhindert,
daß beispielsweise beim Absenken des Aus-Legers das Lastmoment den zulässigen Wert
überschreiten kann.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen schematische Ausführungsbeispiele von überlastsicherungen
gemäß der Erfindung. In beiden Figuren ist jeweils ein Meßwertgeber 1 und ein Auswerte-
bzw. Anzeigegerät AW vorgesehen. Der Meßwertgeber besteht im wesentlichen aus vier
Dehnmeßstreifen D 1 bis D 4, die zu einer Brückenschaltung mit vier
Brückenpunkten 1 bis 4 zusammengefaßt sind, wobei an den Brückenpunkten 1 und 2
eine Speisespannung Usp der Brückenschaltung zugeführt wird. Mittels eines Potentiometers
P 1, das zwischen den beiden Brückenpunkten 1 und 2 angeordnet ist, wird die Brückenschaltung
vor der Belastung auf Null abgeglichen, d. h., der mit dem Brückenpunkt 3 verbundene
Schleifer des Potentiometers P 1 wird so lange verschoben, bis zwischen den Brückenpunkten
3 und 4 der Brückenschaltung die Spannung »Null« herrscht. Die Brückenpunkte 3 und
4 sind über Leitungen 5 und 6 mit dem Auswertegerät AW verbunden. Bei Belastung
des Meßwertgebers G entsteht zwischen den Brückenpunkten 3 und 4 eine der Belastung
proportionale Meßspannung. Ein der Meßspannung und damit auch der Belastung proportionaler
Meßwert wird mittels eines auf einer Welle 7 sitzenden Zeigers 8 des Auswertegerätes
AW angezeigt. Auf der Welle 7 ist außer dem Zeiger 8 ein Nocken 9 zur Betätigung
eines Kontaktes N angeordnet. Dieser Kontakt N wird beim Herauslaufen
des Zeigers 8 aus seiner Ruhelage betätigt.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schaltung
gemäß der Erfindung ist in der Leitung 5 zwischen dem Meßwertgeber G und dem Auswertegerät
AW ein Widerstand 10 vorgesehen. Über diesen Widerstand wird eine Hilfsspannung
Uh
in den Meßkreis eingespeist und damit der Meßkreis um den Betrag dieser
Spannung verstimmt. Ein Widerstand 11 dient zur genauen Einstellung der Verstimmung
des Meßkreises. Die Größe der Meßkreisverstimmung richtet sich nach der zulässigen
Höchstlast. Ein Kontakt Z 1 gehört zu einem zeitabhängigen Schaltelement und schaltet
die Hilfsspannung Uh und damit die Meßkreisverstimmung nach einer gewissen,
einstellbaren Zeit ab.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform einer Schaltung
gemäß der Erfindung wird über einen Kontakt Z 2 der Brückenpunkt 3 der Brückenschaltung
des Meßwertgebers G zeitweilig statt mit dem Schleifer des Potentiometers P1 mit
einem einstellbaren Widerstand 12 verbunden. Hierdurch wird der Nullpunkt der Brückenschaltung
und damit der Meßkreis um einen mit Hilfe des Widerstandes 12 einstellbaren Wert
verstimmt. Dieser einstellbare Wert richtet sich nach der zulässigen Höchslast,
und der Meßkreis wird daher um den Wert verstimmt, der der Meßspannung bei der zulässigen
Höchstlast entspricht. Beim Ansprechen ähnlicher zeitabhängiger Schaltelemente wie
gemäß F i g. 1 wird mittels des Kontaktes Z 2 der Brückenpunkt 3 an den Schleifer
des Potentiometers P 1 geschaltet, so daß nunmehr die Meßkreisverstimmung aufgehoben
ist und der Zeiger 8 des Auswertegerätes AW die tatsächliche Last anzeigt.
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Die Arbeitsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Überlastsicherung
ist dabei folgende: Nach dem Befestigen einer Last an dem Lastseil werden beim Einschalten
des Hubmotors die zeitabhängigen Schaltelemente
ebenfalls eingeschaltet.
Über den Kontakt Z 1 bzw. Z 2 dieser zeitabhängigen Schaltelemente wird der Meßkreis
entsprechend der bei der höchstzulässigen Last auftretenden Meßspannung verstimmt.
Infolge dieser Meßkreisverstimmung legt sich der Zeiger 8 des Auswertegerätes AW
gegen einen Anschlag, durch den die Ruhelage des Zeigers bestimmt ist. Die Ruhelage
des Zeigers 8 muß dabei nicht identisch mit der Anzeigestellung »Null« sein, sondern
sie befindet sich meist einige Skalenteile unterhalb der Stellung »Null«. Um eine
Gefährdung der Krananlage mit Sicherheit zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein,
den Stromkreis für die zeitabhängigen Schaltelemente beim Einschalten des Hubmotors
vorzubereiten, diesen jedoch erst beim wirklichen Anheben der Last, beispielsweise
über einen beim Straffen des Lastseiles oder infolge höherer Stromaufnahme des Antriebsmotors
beim Anheben betätigten Kontakt zu schließen. Durch eine derartige Maßnahme wird
verhindert, daß der Kranführer, um die verzögerungsfreie Überlastmeldung zu umgehen,
eine größere Seillänge als erforderlich abwickeln läßt, damit die zeitabhängigen
Glieder bereits angesprochen haben, bevor die Last angehoben wird.
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Ist die angehobene Last kleiner als die zulässige Höchstlast, so bleibt
der Zeiger 8 in seiner Ruhelage. Nach Wirksamwerden der zeitabhängigen Schaltelemente
wird der Kontakt N in seiner Wirkung als Überlastmeldekontakt abgeschaltet und ein
üblicher auf die zulässige Höchstlast eingestellter Kontakt als Überwachungskontakt
in den überlastmeldestromkreis eingeschaltet. Gleichzeitig wird mittels des Kontaktes
Z 1 bzw. Z 2 die Meßkreisverstimmung aufgehoben. Mittels des Zeigers 8 wird nunmehr
der tatsächliche Wert der Last angezeigt. Durch den auf die zulässige Höchstlast
eingestellten überwachungskontakt wird sichergestellt, daß beispielsweise beim Füllen
von am Kran hängenden Behältern die zulässige Höchstlast nicht überschritten werden
kann. Bei Kranen mit ausfahrbarem oder absenkbarem Ausleger oder mit einer auf dem
Ausleger verfahrbaren Krankatze kann der auf die zulässige Höchstlast eingestellte
Kontakt in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Auslegers bzw. der Krankatze
derart verstellt werden, daß dieser Kontakt bei Erreichen des zulässigen Lastmoments
betätigt wird.
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Ist die Last größer als die zulässige Höchstlast, so wird bereits
beim Anheben, und zwar sobald eine der zulässigen Höchstlast entsprechende Hubkraft
von dem Kranseil übertragen wird, der Kontakt N betätigt. Da an den Brückenpunkten
3 und 4 die der Hubkraft proportionale Meßspannung verzögerungsfrei entsteht und
der Kontakt N sofort beim Verlassen der Ruhelage, d. h. ebenfalls praktisch verzögerungsfrei
betätigt wird, wird der Hubmotor bereits stillgesetzt, bevor die Last von ihrer
Unterlage vollständig abgehoben ist. Eine Gefährdung des Kranes kann daher nicht
eintreten.
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Bei sehr geringem Abstand zwischen der Ruhelage und der Stellung »Null«
des Zeigers 8 des Auswertegerätes A W kann, insbesondere bei nachträglichem Einbau
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, ein bereits vorhandener Nullkontakt
als überlastmeldekontakt verwendet werden. Statt des in den F i g. 1 und 2 gezeigten
mechanisch betätigten Kontaktes können auch andere Kontakte, beispielsweise Lichtkontakte,
magnetisch betätigte Kontakte od. dgl., verwendet werden.