DE1481748A1

DE1481748A1 - Hebezeug

Info

Publication number: DE1481748A1
Application number: DE1967E0033325
Authority: DE
Inventors: Smith Aubrey H; Truemper John P
Original assignee: Eaton Yale and Towne Inc
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1966-06-06
Filing date: 1967-02-03
Publication date: 1969-03-20
Also published as: US3402335A; GB1167189A; DE1613634A1; DE1481748C3; DE1481748B2; FR1516267A

Description

DIPL.-INQ. ME(NKE 4β DORTMUNd»den *2. fei,

WEeTENHEUWEQe* w/ PATENTANWALT telefon 8 se 10

22I/997

' Eaton YaIe & Towne Iac.,, Cleveland, Ohio/USA

"Hebezeug¹¹"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebezeug, insbesondere auf ein in seiner Geschwindigkeit veränderbares Hebezeug mit einem Wechselstrom-Induktionsmotor und einer Steuerung, um die Geschwindigkeit des Hebezeugs bei unterschiedlichen lastbedingungön auf der vorgewählten Höhe zu halten. ·

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Hebezeug dessen Geschwindigkeit leicht und genau eingestellt werden kann, das bei unterschiedlichen Lastbedingungen eine vorgewählte Geschwindigkeit beibehält, das einen reMivpreiswerten Induktionsmotor hat, das kein Gleitkontakt-Potentiometer als Geschwindigkeitsregler hat und das zuverlässig und relativ einfach und preiswert ist.

Kurz gesagt, besitzt das Hebezeug nach der Erfindung' einen umkehrbaren Wecaselstrom-Induktionsmotor als Triebkraft zum Heben und' Benken einer Last. Der Motor wird mit

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Wechselstrom aus einer Schaltung gespeist, die mindestens einen regelbaren Siliziumgleiohrichter enthält zur Änderung der an den Motor angelegten durchschnittlichen Leistung durch Ansprechen auf Änderungen in der Triggerphase dieses Gleichrichters in Abhängigkeit von der angelegten Wechselstromleistung. *

Eine druckknopfbetätigte Steuerung regelt die Motorgeschwindigkeit. Der Druckknopf betätigt Mittel zur Erzeugung eines G-I eiehspannungs-Bezugs signals, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Druckknopfes ändert, um die gewünschte Motorgeschwindigkeit einzustellen. Der Motor treibt einen Tachometer oder andere Mittel zur Erzeugung eines Eückkopplungssignals, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von dar tatsächlichen Motorgeschwindigkeit ändert. Die Iriggerphase des gesteuerten Siliziumgleichriohters ändert sieh in Abhängigkeit von den relativen Amplituden des RÜckkopplungssignals, wodurch die an den Motor angelegte Leistung verändert wird, um bei unterschiedlichen Hebezeug-ladebedingungen die tatsächliche Motorgeschwindigkeit im wesentlichen gleich der gewünschten öesohwindigkeit zu halten.

Die Erfindung wird nunmeiu? anhand eines Auaführungsbeispieles näher erläutert» Die Zeichnungen stellen eine Ausflömmgaform der Erfindung dar.

. 1 ist ein Schaltbild eines elektrischen Hebezeugs' nach det Erfindung!

Pig. 2 ist dae sohetnatisehe Schaltbild einer elektronischen Geschwindigkeitssteuerung nach der Erfindung·

Die In Mg, T gezeigte Schaltung dient zur Steuerung eines elektrischen Hebezeuge, dessen mechanische Teile im wesentlichen herkömmlich ( vergleiche fig, 2) und hier im einzelnen nicht dargestellt sind. Das Hebezeug hat einen herkömmlichen Einphas en~W echs elstrom-Kurzschluss-Induktionsmotor M1 mit einer Betriebswicklung 11 und einer Anläufwicklung 13. Die Ahlaufwicklung 13 ist mit einem herkömmlichen Anlaufkondensator 01 und einem Zentrifugal-Anlaufschalter CSW in Serie geschaltet. Das Hebezeug besitzt eine Bremse, die durch ein Solenoid S1 derart gesteuert wird, daß die Bremse in herkömmlicher Weise gelöst wird, wenn das Solenoid erregt wird.

Wechselstrom für das Hebezeug wird über zwei Leitungen LI und L2 zugeführt. Der Wechselstrom wird selektiv von den Leitungen L1 und L2 dem Bremssolenoid S1 und dem Induktionsmotor über Schaltkreise zugeführt, die mehrere normalerweise offene Kontakte HRi, HR2 und HR3, die durch Erregung einer Im Folgenden näher beschriebenen Hebe-Eelais-

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wicklung IER geschlossen werden, sowie mehrere nomalerweise offene Relaiskontakte IR1, LR2 und LR3 aufweisen, die durch Erregung einer Senk-Relaiswicklung LR, die auch im Folgenden näher beschrieben wird, geschlossen werden^ Der Schaltkreis zu den Motorwicklungen umfasst auch zwei Sicherungen I¹I und P2 und zwei gesteuerte Siliziumgleichrichter Qlirtid Q2, die parallel geschaltet und entgegengesetzt gepolt Bind. Es ist ersichtlich, daß die Gleichrichter Q1 A und Q2 durch geeignetes Triggern dem Motor M1 Wechselstrom zuführen, wobei die zugeführte Leistungsmenge von der Triggerphase relativ zur Phase des angelegten WechselstronB abhängt.

Durch Schliessen der Kontakte HR1, HR2 und HR3 wird Wechselstrom zur Drehung des Motors in einer Richtung zugeführt, während das Schliessen der Kontakte LR1, LR2 und LR3 einen Wechselstrom an die Wicklungen anlegt, um den Motor in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Das Solenoid S1 wird * erregt, um die Motorbremse zu lösen, wenn einer der Kontaktsätze geschlossen ist.

An die Leitungen L1 und L2 ist ebenfalls die Primärwicklung ¥1 des Abwärtstransformators T1 angeschlossen. Der Transformator T1 besitzt eine Sekundärwicklung W2, die zwei Leitungen Io und L4 mit Wechselstrom relativ niedriger Spannung versorgt, die zum Betreiben von Halbleiter- oder

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Transistorschaltungen geeignet ist. Die Relaxswieklung HR ist rait den Leitungen L3 und L4 über einen Sats handbetriebener Kontakte K1 und einen Satz normalerweise geschlossener Kontakte LS1a eines Obergrenz-Schalters 1S1 .verbunden. Die Kontakte Ki werden von einem Paar normalerweise offener Relaiskontakte PR1 überbrückt, die durch Erregung einer Gegenstrombremsungs-Relaiswicklung PR geschlossen werden, die im folgenden näher erläutert wird.

Die Relatswicklung LR ist mit den Leitungen L3 und L4 über einen zweiten Satz handbetriebener Kontakte K2 und einen Satz normalerweise geschlossener Kontakte L82a eines Untergrenz-Schalters LS2 verbunden. Die Kontakte K2 sind von einem Paar normalerweise offener Relaiskontakte PR2 überbrückt, die auch bei Erregung der Gegenstrombremsungs-Relaiswicklung PR geschlossen werden. Die Kontakte K1 und K2 sind bedienbar durch Druckknöpfe Pl und P2, die, wie im Folgenden beschrieben, ebenfalls zur Änderung der Motorgeschwindigkeit dienen. Die G-egenstrOmbremsungs-Relaiswicklung PR ist mit den Leitungen L3 und L4 über zwei Sätze parallel geschalteter, normalerweise offener Kontakte LS1b und LS2b verbunden. Die Kontakte LS1b und LS2b werden vom Obergrenz-Schalter LS1 bzw. Untergrenzschalter LS2 betätigt. Die Wicklung PR betätigt auch ein Paar normalerweise offene Kontakte PR3, iße nachfolgend beschrieben wird.

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Der von äen Leitungen L3 und L4 gelieferte Wechselstrom erregt auch eine (xleichspannungsquelle 21, die Gleichstrom einem Oszillator 23 und einer logischen Schaltung 25 zuführt. Wie im folgenden näher beschrieben, wird der Oszillator 23 zur Erzeugung eines Bezugssignals benutzt, das eine gewünschte Geschwindigkeit des Hebemotors darstellt. Der Oszillator 23 erzeugt ein Hochfrequenz—Wechselstromsignal, das an die Primärwicklungen ¥3 und W4 zweier Diskriminatortransformatoren T3 und T4 angelegt wird. Die . Transformatoren 13 und T4 haben je eine Sekundärwicklung ¥5 bzw. ¥6 mit Hittelanzapfungen CT1 bzw, Ct2, wodurch jede Sekundärwicklung in obere und untere wicklungsteile unterteilt sind. Jeder der Diskriminatortransformatoren T§& und T4 besitzt ferner einen Spulenkern Bl bzw. B2, der in den Λ/icklungen bewegbar ist, um die Kopplung zwischen der entsprechenden Primär— und den beiden Teilen der entsprechenden Sekundärwicklung zu verändern.

der Spulenkerne B1 und B2 ist mechanisch mit einem Druckknopf Pt und P2 verbunden, welche die Eontakte K1 und K2 steuern. Die Druckknopfsteuerungen sind so konstm±ert, daß beim Eindrücken des Knopfes während des ersten Teils der Bewegung, z.B. während der ersten 3 mm, die Kontakte KI geschlossen werden und beim weiteren Eindrücken eine wesentliche Yerschiebung des entsprechenden Spulenkerns innerhalb der Wicklungen bewirkt wird, während die Kontakte

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E1 geschlossen bleiben. Eine bevorzugte Form einer handbetriebenen, für diesen Zweck geeigneten Steuerung ist in der deutschen Patentanmeldung E 32 856 Xl/35b beschrieben.

Die in den Sekundärwicklungen W5 und W6 erzeugten Signale werden in einer Schaltung 27 gleichgerichtet und gefiltert, um der logischen Schaltung 25 ein Gleichstrom-Bezugssignal zu geben, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Betätigung der Druckknöpfe P1 bzw. P2 ändert.

Ein Wechselstrom-Tachometer TAG ist an der Welle des Motors M1 angebracht, um ein Wechselstromsignal zu erzeugen, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit Ton der tatsächlichen Motorgeschwindigkeit ändert. Dieses Wechselstromsignal wird in einer Schaltung 29 gleichgerichtet und gefiltert, um der logischen Schaltung 25 ein Gleichstrom^ Rückkopplungssignal zu geben. Im folgenden wird beschrieben, wie die logische Schaltung 25 arbeitet, um die Phase der an dj» Gleichrichter Q1 und Q2 angelegten Triggersignale in Abhängigkeit von den ebenfalls angelegten Gleichstrom-Bezugs- und Rückkoppelungssignalen zu ändern, so daß die Geschwindigkeit des Motors M1 im wesentlichen der vorgewählten, vom Bezugssignal dargestellten Höhe gehalten wird.

Pig. 2 zeigt einige elektronische Bauteile des Systems von Fig. 1. Die Gleichspannungsquelle 21 hat einen Zweiweg-Graetz-Gleichrichter, der von den Dioden D1-D4 gebildet wird. Der Graetz-Gleichrichter wird über die Leitungen

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13 und L4 mit Wechselstrom gespeist, der von dem Gleichrichter gelieferte pulsierende Gleichstrom wird durch ein Filter mit Kondensatoren G1 und C2 und einem Widerstand R1 geglättet, um zwei Leitungen 15 und 16 mit gleichmässigem Gleichstrom zu versorgen. Der von dem Graetz-Gleichrichter gelieferte pulsierende Gleichstrom wird von dem gefilterten Gleichstrom durch eine Diode D5 getrennt, um eine Quelle pulsierender Spannung der doppelten Ifetzfrequenz für weiter unten näher beschriebene Zwecke zu schaffen. -

Gleichstrom von .den Leitungen L5 und 16, zusätnlich gefiltert von einem Widerstand R2 und einem Kondensator C3, speist den Oszillator 23. Der (teillator 23 besteht aus einem astabilen Multivibrator mit zwei PHP-Transistoren Q3 und Q4o Die Transistoren Q3 und Q4 haben entsprechende Kollektor-Belastungswiderstände R3 und R4· Die Emitter dieser Transistoren sind miteinander verbunden und haben einen gemeinsamen Belastungswiderstand R5, der eine Verkopplung zwischen den Transistoren bewirkt. Der Transistor 0.3 erhält eine Vorv/ärtsspannung über Widerstände R6 und_ R7, der Transistor Q4 erhält eine Vorwärts spannung über Widerstände R8 und R9. Eine Wechselstromkopplung zwischen den Transistoren wird geschaffen durch einen Kondensator C4, der den Kollektor des Transistors Q3 mit der Basis des Transistors Q4 verbindet, und einen Kondensator 05, der den Kollektor des Transistors Q4 mit der Basis des Transistors Q3 verbindet.

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Es ist ersichtlich, daß diese Multivibratorschaltung mit den abwechselnd leitend werdenden Transistoren 03 und

04 frei schwingt, so daß am Kollektor jedes Transistors .ein im wesentlichen Reehteckwellen-Ausgangsignal erzeugt wird. Die Schaltungsparameter des Oszillators 23 sind so gewählt, daß er bei einer relativ hohen Frequenz im Vergleich zur Uetzfrequenz schwingt, z.B. kann der Oszillator ein Signal von 70 KHz erzeugen.

Ein Ausgangssignal wird vom Kollektor des Transistors Q3 durch einen Strombegrenzungswiderstand R 10 gesandt und über einen als Emitter-Nachfolger geschalteten ΡΪΓΡ-Transistor

05 an je ein Ende der Transformator-Primärwicklungen ¥3und ¥4 angelegt. Das entgegengesetzte Ende jeder Transformator-Primärwicklung W3 und ¥4 ist mit der Leitung L5 über einen Strombegrenzungswiderstand R11 verbunden*

Das an jede der Primärwicklungen ¥3 und ¥4 angelegte Hochfrequenzsignal ist an die oberen und unteren Teile der entsprechenden Sekundärwicklungen ¥5* und ¥6 in Abhängigkeit von der Stellung des entsprechenden beweglichen Spulenkerns B1 bzw. B2 veränderlich angekoppelt. Die verschiedenen Teile der beiden Wicklungen V/5 und ¥6 sind durch die Kondensatoren C6 bis C9 im wesentlichen auf die Oszillatorfrequenz abgestimmt. Der von jedem Sekundär-¥ieklungsteil

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mit Bezug auf die entsprechende Mittelanzapfung CT1 und CT2 erzeugte Wechselstrom wird von Dioden D6 biä D9 gleiehgerichtet, der resultierende Gleichstrom dient zur Ladung ven Kondensatoren Cf1 bis 014» Jeder der Kondensatoren C11 bis 014 wird von einem Widerstand R12 bis R15 überbrücfct^fiEE den Kondensator zu entladen, wenn die Amplitude des entsprechenden Wechselstromsignals abfällt.

W&aii jeder Spulenkern in der Mitte der entsprechenden Transformator/Wicklung sitzt, liefern beide Teile der Sekundärwicklung Wechselspannungen gleicher Grosse und die zugeordneten Kondensatoren werden auf gleiche Gleichspannungen aufgeladen. Die Differenzspannung zwischen den Enden der beiden Kondensatoren gegenüber ihrem gemeinsamen Verbindungsptinkt mit der entsprechenden Mittelanzapfung ist dann gleich Mull. Wird der Transformatorkern aus seiner Mittelstellung herausbewegt, sind die Ausgangsspannungen der "beiden Teile der Sekundärwicklung verschieden und eine Differenzspannung tritt zwischen den Kondensatoren mit einer Polarität auf, die von der Richtung der Verschiebung des Transformatcaterns abhängt. Jeder der Transformatoren T3 wad T4 zusammen mit ihren Gleichrichtern und Hlterbestandteilen stellt daher einen Diskriminator dar, der auf die Stellung des Spulenkerns durch Erzeugen einer Gleichspannung anspricht, die sich von Null aus verändert, wenn

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der Spulenkern aus seiner neutralen Stellung heraus bewegt wird. Die Diskriminatorspannung wird von den entgegengesetzten Enden der entsprechenden 3?ilterkondensatoren C11 und C12, C13 und 014 abgenommen, wobei die gemeinsame Verbindung zwischen den Kondensatoren und der entsprechenden Sekundärwicklungsmittelanzapfung ein Spannungspotential aufweist.

Wie vorher erwähnt, können die Stellungen der Spulenkerne BI und B2 innerhalb ihrer Wicklungen von Hand ■ . ™ durch die Druckknöpfe P1 und P2 geregelt werden. Die lusgangsgleichspannung jeder der Diskriminatoren kann daher handgesteuert werden, wie später im einzelnen beschrieben, wird diese handwählbare .Gleichspannung als Bezugssignal verwendet, dessen Amplitude eine gewünschte Geschwindigkeit des Hebemotors darstellt. Es sei hervorgehoben, daß diese Bezugs-Gleichspannung lediglich durch Bewegen des entsprechenden Transformator-Spulenkerns einstellbar ist ohne Verstellen eines Potentiometers oder Regelwiderstandes. a

Auf diese Weise werden die mit der Verwendung von Gleit— Potentiometern verbundenen Probleme vermieden, z.B. Abnutzung, elektrisches Geräusch, etc.

Die durch den Druckknopf P1 geregelte Ausgangsspannung des Diskriminator stellt die Geschwindigkeit in Aufwärts- oder Heberichtung und die durch den Druckknopf P2 geregelte

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Spannung die Geschwindigkeit in Abwärts- oder Senkrichtung dar. Es sei aber noch ausgeführt, daß die beiden Diskriminatoren keine Signale entgegengesetzter Spannung für die entgegengesetzten Eichtungen liefern, sondern vieleher
Signale gleicher Spannung, um die an den Motor angelegte leistung zu erhöhen; die Umkehrung des Motors wird bewirkt durch die Kontakte HR2, HR3, LE2 und ER3.

Eine Seite jedes der Diskriminatoren-Ausgangs-Signale ist mit der Leitung L6 verbunden. Die anderen Seiten sind an einen Verbindungspunkt JTi über.entsprechende Trennwiderstände El7 und E18 angelegt.

Der. Motor M1 treibt den Tachometer-Generator TAC, der ein Wechselstromsignal erzeugt^ dessen Amplitude eich in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit ändert und ihr
vorzugsweise proportional ist. Das* Weehselstrom-Tachometersignal wird durch einen Zweiweg-Graetz-Gleichrichter gleichgerichtet, der aus den Dioden D11 bis D14 besteht, und
durch einen Kondensator 015 und einen Widerstand E20 gefiltert, um eine Signal-Gleichspannung zu erzeugen, die sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Motors M1 ändert. Ein vorgewählter Teil der Gleichspannung wird einein Potentiometer R21 abgenommen und über einen Trennwiderstand E22 an den Verbindungspunkt JT1 angelegt. Das

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■vom Tachometer !PAC ausgehende cieichstromsignal wird als

von den Transformatoren T3 und T4 und den zugehörigen Gleichrichterschaltungen erzeugten Bezugssignale entgegen, d.h. die Dioden DI1 bis D14 sind so angeordnet, daß die Polarität des Rückkopplungssignals der Polarität der Bezugasignale gegenüber der an der Leitung L6 liegenden Spannung entgegengesetzt ist. Die resultierende, am Punkt JT1 anliegende Spannung .ist somit eine Mischung der an diesen Punkt durch die verschiedenen Trennwiderstände angelegten Spannungen« Tatsächlich ist diese zusammengesetzte Spannung ein Fehlersignal, das den Unterschied zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit des Motors MI und der gewünschten Geschwindigkeit darstellt, die von dem durch Betätigen eines der Druckknöpfe P1 oder P2 ausgelösten Bezugssignal dargestellt wird.

Die logische Schaltung 25 triggert die Gleichrichter Q1 und Q2 im Zeitverhältnis zur Frequenz der angelegten Wechsel- ( otromleistung, wobei die Triggerphase sich in Abhängigkeit vom Fehlersignal ändert. Das Fehlersignal vom Punkt JT1 wird an die Basis eines HPN—Transistors Q5 angelegt, ebenso

eine Spannung, die νφι einem zwischen den Leitungen L5 ,und L6 liegenden, aus einem Widerstand R25 und einem Potentiometer R26 bestehenden Spannungsteiler kommt, dessen Spannung an einen Strombegrenzungs-Widerstand R27 angelegt wird. Eine

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weltere Spannung kann über die leitung 15 durch einen Widerstand R28 durch Schliessen eines Relaiskontaktes PR3 angelegt werden, der von der Relaiswicklung PR in Fig. 1 betätigt wird. Der Smitter des Transistors Q5 ist so geschaltet, daß die Leitung L6 über einen Widerstand R29 gespeist wird.

Bei jeder gegebenen fehlersignalhöhe arbeitet der Transistor 05 als hohe Impedanz oder als im wesentlichen konstante Stromquelle zum Aufladen eines Kodensators C17· Dieser ladt sieh deshalb 'im wesentlichen zeitlich linear auf. Der Kondensator G17 wird auch periodisch synchron mit der angelegten Wechselstromleistung durch eine Schmitt-Triggerschaltung entladen, die zwei PHP-Transistoren Q6 und Q7 aufweist. Der Transistor Q6 hat einen Kollektßr-Belastungswiderstand R30 und der Kollektor des Transistors Q7 ist zwischen den Kollektor des Transistors Q5 und äen Kondensator CI7 geschaltet. Der Kollektor des Transistors'Q6 ist mit der Basis des Transistors Q7 durch einen Widerstand R31 verbunden, um eine Kopplung zwischen den beiden Transistoren herzustellen. Die Emitter der beiden Transistoren sind miteinander und mit dem Leiter L5 durch .einen gemeinsamen Widerstand R32 verbunden, der die Regenerierung erzeugt, die der Schmitt-Triggerschaltung ihre typische Zwei-Zustands-Charakteristik gibt.

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Die Schmitt-Schaltung wird synchron zur angelegten Wechselstromleistung·durch ein Signal getriggert, das von der Spannungsquelle 21 über einen aus Widerständen R35 und R36 "bestehenden Spannungsteiler stammt. Ba die Dioden DI bis D4 einen Zweiweg-Graetz-Gleiehriehter darstellen und der gefilterte Gleichstrom von der Diode D5 blockiert wird, pulsiert die an die Widerstände E35 und R36 angelegte Spannung mit der doppelten !Frequenz, d.h., es erfolgt ein Pulsieren für jede Halbperiode des angelegten Wechselstroms. Die über die Widerstände R35 und S36 an die Schmitt-Schaltung angelegte Triggerspannung triggert diese also während jeder Wechselstrom-Halbperiode, um den Kondensator 017 zu entladen. Da der Kondensator 017 inu wesentlichen linear aufgeladen und periodisch entladen wird, verändert sich die Spannung am Kondensator C17 im wesentlichen sägezahnförmig.

Die Spannung am Kondensator C17 wird über einen Strombegrenzungswiderstand R38 an eine zweite Schmitt-Triggerschaltung angelegt, die zwei PBP-Sransistoren Q8 und Q9 umfasst. Jeder der Transistoren Q8 und Q9 hat einen entsprechenden Belastungswiderstand R40 und R41· Eine Kopplung zwischen den Transistoren wird durch einen Widerstand R42 geschaffen, der den Kollektor des Transistors Q8 mit der Basis des Transistors Q9 verbindet. Regenerierung für den Zwei-Zustands-Schaltvorgang wird von einem Widerstand R43 geliefert, der die Emitter beider Transistoren Q8 und Q9 mit der Leitung L5 verbindet. Es ist bekannt,

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daß diese Schmitt-Triggerschaltung abrupt von einem Zustand, wo Q9 leitet, in den Zustand, wo Transistor Q8 leitet, umschaltet, wenn die Spannung am Kondensator C17 eina vorbestimmte Höhe erreicht.

Wenn diese Schmitt-Triggerschaltung umschaltet, wird ein scharfer Impuls über einen Kondensator C18 einem monostabilen Multivibrator ( one-shot Multivibrator) zuge- | führt, der zwei PNP-Traneistoren Q10 und Q11 umfasst. Jeder Transistor Q10 und Q11 hat einen entsprechenden BeTastungswideretand R45 und R46 und ihre Emitter sind über einen Widerstand R44 mit der Leitung L5 verbunden. Eine regenerative Kopplung für Gleichstrom wird von einem Netzwerk mit zwei Widerständen R47 und R48 erzeugt, die den Kollektor des Transistors Q11 mit der Basis des Transistors. QIO verbinden. Eine Verkopplung für Wechselstrom wird durch einen Kondensator C20 erhalten, der den Kollektor des Transistors Q10 mit der Basis des Transistors QI1 verbindet. Der

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" Transistor Q11 ist normalerweise leitend vorgespannt durch I

einen Widerstand R49» eier seine Bais mit der Leitung L6 f verbindet. Hieraus ergibt eich, daß diese Multivibmtorsohaltung normalerweise in einem stabilen Zustand bleibt, in dem QI1 leitet und Transistor Q10 abgeschaltet ist. Wenn aber die Schaltung getriggert wird, schaltet der vom |

Kollektor des Transistors Q10 an die BeBLa des Transistors · ·^ν/^:

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Q11 über den Kondensator 20 angelegte Impuls den Transistor Q11 ab, so daji' die Schaltung in einen Zustand kommt, in dem der Transistor Q10 leitet und Transistor Q11 abgeschaltet ist. Dieser Zustand dauert eine vorbestimmte Zeit, bis der Kondensator 020 über den V/iderstand R49 entladen ist.

Wenn der monostabile Multivibrator von einem von der Sohmitt-Triggerschaltung über den Kondensator 018 erhaltenen Impuls getriggert wird, erzeugt er einen starken Impuls vorbestimmter Dauer am Kollektor des Transistors Q10. Dieser Impuls wird über einen als Emitter-Nachfolger geschalteten Transistor Q12 an die Primärwioklung W7 eines Impuls-Transformators T5 angelegt. Ein Strombegrenzungswiderstand R50 ist in der Kollektorleitung des Transistors Q12 vorgesehen und ein Widerstand R51 ist mit der Wicklung W7 in Serie gesohaltet. Die Wioklung W7 zusammen mit dem Widerstand R51 ist von einer Diode D15 überbrückt, die so gepolt ist» daß der Induktionsstoss der Wioklung W7 unterdrüokt WlYd, wenn der vom Multivibrator erzeugte Impuls vorbei und die StromaufuJ» fur Wioklung unterbrochen ist.

Der Impule-Trenefc-ymator 55 beeitet zwei Sekundärwicklungen W8 und W9| die beide an die gesteuerten Kathoden der gesteuerten BiliiiuBgleiohrlohter Q1 und Qa angeeohloeeen

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sind. Di· bein Tri|gern de· Rultivibratore tn die Tore der Oleiohjrlph^er angelegten Impulse trigger^ den Ölefteh* ,riohtef in dtn Je*tenden 2uetand, ind«* der Oleiohylohtey

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durch die angelegte Wechselspannung entsprechend vorgespannt wird. Wie oben erwähnt, sind die Gleichrichter

parallel geschaltet und entgegengesetzt gepolt, so daß •t

sie bei aufeinanderfolgenden Halbperioden des angelegten Weohselßtromc abwechselnd Vorwärtsspannung erhalten.

Der Betrieb des Gerätes ist wie folgt: Es sei angenommen, die Ladung soll gehoben werden. Damit sioh die Ladung hebt, wird der Druckknopf P1 gedrüokt. Der erste Teil der Bewegung des Druokknopfes P1 bewirkt, dass die Kontakte K1 geschlossen werden, wie oben beschrieben. Duroh Schliessen der Kontakte K1 wird die Hebe-Relaiswicklung HR erregt und damit die Kontakte HRI, HR2 und HR3 geschlossen. Der Motor M1 1st an die Leitungen L1 und L2 angeschlossen und die Anlaufwioklung 13 ist so angeschlossen, daß eine Vorwärtadrehung des Motors erfolgt, d.h. die Drehriohtung, die ein Heben der Ladung verursaoht. Der Motor Mivird i'n einem von de^r Triggerphase des Oleiohriohters Q1 bestimmten Ausmaes erregt. Dae Solenoid 31 wird gleichseitig erregt, um die Motorbremse au lösen.

Dl· Triggerphase der Gleiohriohter Q1 und, QS wird von der Sohaitunfl ^naoh ^ylß* ^{8 wle} *^clet gesteuert! Wenn der Knopf PI gidrüokt wird, wird der j»*»p|ormator-.0pulenkern Bi au a seiner mu.tr al en Stellung h*raue,b«w«g-&_t so daß unaus- gegUohene Signal· Voft ff» oberfJi. und unteren Teilen der

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Sekundärwicklung W5 in Bezug auf die Mittelanzapfung CT1 erzeugt werden. Diese an die Gleiohrichterschaltung angelegten Weohselstromsignale bewirken, daß eine Gleichspannung an den Punkt JT1 über den Widerstand R17 angelegt wird. Wenn der Motor M1 sich noch nicht dreht, kommt kein Rückkopplungssignal vom Tachometer TAG und die Spannung am Punkt JT1 gibt nur die gewünschte Geschwindigkeit wieder. Die Spannung am Punkt JT1 erzeugt deshalb eine Vorwärtsßpa.nnung am Transistor Q5, wodurch sich der Kondensator ™ C17 in dem vom Bezugssignal bestimmten Mass auflädt.

Innerhalb jeder Halbperiode lädt Bioh der Kondensator C17 bis zum Auslösepunkt des aus den Transistoren Q8 und Q9 bestehenden Sohmitt-Triggers auf; dieser Auslösepunkt wird zu einem Zeüpunkt oder einer Phase erreicht, die vom an die Basis des Transistors Q5 angelegten Signals bestimmt wird.

Wie oben beschrieben, löst, wenn der Auslösepunkt erreicht ist, der Schmitt-Trigger aus und triggert die monostabile , Multivibatorsohaltung, die aus den Transistoren Q10 und 011 besteht, so daß diese einen Triggerirapuls an die Gleichrichter Q1 und Q2 abgibt. Da die durchschnittliche Wechselstromleistung, welche die Gleichrichter Q1 und Q2 an den Motor M1 anlegen, von der Trigger-Zeit oder -Phase abhängt, ändert sich die an den Motor angelegte Leistung ebenfalls in Abhängigkeit von dem an die Baoic des Transistors Q5 angelegten Signal.

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Die von den Gleichrichtern Ol und Q2 abgegebene Leistung betätigt den Motor MI und mit wachsender Geschwindigkeit v/ird vom Tachometer TAC und der zugehörigen Schaltung ein Rückkopplungssignal erzeugt. Dieses Rückkopplungssignal arbeitet dem Bezugssignal entgegen, wodurch das an die Basis des Transistors Q5 angelegte Antriebssignal verringert wird. Auf diese Ueise wird eine Rückkopplungs- oder Servosteuerung der Geschwindigkeit erreicht, wodurch die an den Motor M1 abgegebene Leistung verändert wird, um trotz Ver-' änderungen der Belastung die Geschwindigkeit des Hebezeugs im wesentlichen gleich der gewünschten Geschwindigkeit zu halten. Der Motor"M1 kann geschwindigkeitsgesteuert werden durch Betätigen des Druckknopfes P1 und damit durch Verschieben des Spulenkerns B1 innerhalb der Wicklungen W3 und V/5, wodurch das Bezugssignal verändert wird. Wenn die Geschwindigkeit des Motors M1 den Punkt erreicht hat, wo der Zentrifugalschalter CSW anspricht,. wird die Anlaufwicklung 13 in herkömmlicher Weise abgetrennt. Da zur Geschwindigkeitsregelung eine Rückkopplung benutzt wird, um trotz Veränderungen der Belastung eine gleichmässige vorgewählte Geschwindigkeit zu erhalten, müssen der Motor M1 und der Zentrifugalschalter CSW so ausgebildet sein, daß das Drehmoment nicht wächst, wenn der Zentrifugalaohalter sich öffnet. Sonst könnte bei dieser Geschwindigkeit eine Instabilität im Betrieb auftreten wegen der negativen Belastung, die sich aus dem Abschalten ergeben könnte.

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Der Betrieb des Hebezeuges beim Senken einer Ladung ist dem Vorstehenden ähnlich, ausgenommen, daß die Druckknopfkontakte K2 geschlossen werden anstatt der Kontakte K1. So wird das Senk-Relais LR erregt, um die Kontakte LR1 bis LR3 zu schliessen, wodurch der Motor MI sich in umgekehrter Richtung dreht und das Hebezeug abwärts bewegt wird. Der Betrieb der Geschwindigkeitsregelschaltung von Fig. 2 ist im wesentlichen gleich, ausgenommen, daß das Bezugssignal dann vom Transformator T4 herkommt und nicht vom Transformator T3.

Das dargestellte System besitzt auch Schutz-Verriegelungen, die durch Begrenzen der Bewegung der Ladung Beschädigungen am Hebezeug verhindern. Der Grenzschalter LS1 ist so angeordnet, daß er betätigt wird, wenn die Ladung des obere Ende des gewünschten Bewegungsbereiches erreicht. Der Schalter LS1 ist so konstruiert, daß sich die Kontakte LS1a offenen, bevor sich die Kontakte LS1b schliessen. j

Bei Betätigung ücs Schalters wird durch öffnen der Kontakte _: LSIa der Strom zum Heberelais HR unterbrochen und durch Schliessen der Kontakte L31b wird Strom an das Gegenstrombrercbungs-Relair, PR gelegt. Die Erregung des GegenstrombretiiMingB-IielaiD wiederum erregt die Senkrelais-Wicklungen LH über die Kontakte Pk2, obwohl die Druckknop rkontalctc K2 offen :;ind, wodurch Dich dan Hebezeug in umgekehrter

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Richtung bewegt. Uurch gleichzeitiges Cchliessen der Kontakte PR3 ( Pig. 2) wird an den Transistor Q5 eine starke •τ Vorspannung angelegt, wodurch dieser leitend v/ird, so daß sich der Kondensator C17 schnell auflädt und die Gleichrichter Q1 und Q2 so bald als möglich in jeder Halbperiode getriggert werden; die Umkehrung kann also bei voller Leistung stattfinden. Der Grenzschalter L52 arbeitet im wesentlichen ähnlich, um zu verhindern, daß das ' Hebezeug sich über die untere Grenze des gewünschten Bewegungsbereiches hinausbewegt.

Patentansprüche ;

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Claims

Patentansprüche :

1./Hebezeug zum Heben und Senken einer Last und einem wahlweise umkehrbaren Wechselstrom-Induktionsmotor, gekennzeichnet durch eine Wechselstromspeiseschaltung mit mindestens einem gesteuerten Siliziumgleichrichter (Ql und Q2), um den durchschnittlichen an den Motor (Ml) angelegten Wechselstrom zu verändern durch Ansprechen auf Änderungen in der Triggerphase des Gleichrichters relativ zur angelegten Wechselstromleistung; einen Hand- ™ regler (Pl, P2; Bl, B2; W3 bis W6) zur Erzeugung eines Gleichspannungs-Bezugssignals, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Handreglers ändert und eine gewünschte Geschwind^eit des Motors darstellt; Mittel (TAC, DIl bis Dl4, C15) zur Erzeugung eines Gleichspannungs-Rückkopplungs-Signals, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Motors ändert; Mittel (25) die auf die relativen Amplituden des Bezugssignals und des Rückkopplungssignals zum Ändern der , Triggerphase des gesteuerten Gleichrichters ansprechen, wodurch sich die an den Motor angelegte Spanning ändert, um auch unter veränderlichen Lastbedingungen die tatsächliche Geschwindigkeit des Motors im wesentlichen gleich der gewünschten Geschwindigkeit zu halten.

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2. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Handregler einen Druckknopf ( Pl bzw. P2) und mindestens einen Transformator (T3 und T¹I) aufweist mit einer Primärwicklung (W3 bzw. W4), einer Sekundärwicklung (V/5 bzw. W6) und einem bewegbaren Kern (Bl bzw. B2), der mit dem Druckknopf (Pl bzw. P2) verbuüden ist, um die Kopplung zwischen der Primär- und Sekundärwicklung zu verändern, wobei die Amplitude " des Qleichsirom-Bezugssignals sich in Abhängigkeit von

der Bewegung des Druckknopfes ändert, und Haß der Regler auch Mittel (.23) umfasst, um Wechselstrom an die Primärwicklung anzulegen, und Mittel (D6 bis D9) zum Gleichrichten der veränderlichen Ausgangswechselspannung der Sekundärwicklung, um das Qleichstrom-Bezugssignal zu erzeugen.

3. Hebezeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (T3 bzw. T¹O zwei Sekundärwicklungsteile aufweist und die Bewegung des Spulenkerns (Bl bzw. B2) die relative Kopplung zwischen Jedem der Sekundärwicklungsteile und der Primärwicklung ändert.

Ί. Hebezeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anlegen von Wechselstrom an die Primärwicklung einen Oszillator (23) zur Erzeugung einer Wechselspannung mit einer Frequenz umfassen, die wesentlich höher ist, als die Frequenz der Motorspeisespannung.

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A?

5. Hebezeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verändern der Triggerphase der gesteuerten Gleichrichter (Ql,Q2) folgendes umfassen:

a) einen Kondensator (C17);

b) Mittel (Q5) zum Laden des Kondensators auf einen Wert, der sich in Abhängigkeit von den relativen Amplituden des Gleichstrom-Bezugsignals und des Gleichstrom-Rückkopplungssignals ändert;

c) Mittel (Q6, Q7) zum Entladen des Kondensators (C17) * synchron zur Phase der an den Motor (Ml) angelegten Wechselspannung;

d) Mittel(Q8 bis QIl) zum Triggern der gesteuerten Gleichrichter, wenn die Ladung des Kondeniators eine vorbestimmte Höhe erreicht.

6. Hebezeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entladen des Kondensators (C17) eine

Schmitt-Triggerschaltung (Q6, Q7) aufweisen.

7. Hebezeug nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Mittel (ITl, R17, R18, R22) um das öleich»trom-Bezugesignal und das Gleichetrom-Rückkopplungssignal zu kombinieren, um ein Fehlersignal zum Aufladen des Kondensators (C17) zu erhalten.

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8. Hebezeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Triggern der gesteuerten Gleichrichter (Ql, Q2), wenn die Ladung des Kondensators (C17) eine vorbestimmte Höhe erreicht, eine Schmitt-Triggerschaltung (Q8,Q9) aufweisen.

9. Hebezeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Triggern der gesteuerten Gleichrichter (Ql, Q2) ferner einen monostabilen Multivibrator (QlO, QIl) aufweisen.

10. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (Ml) ein Einphasen-Kurzschluss-Induktionsmotor ist.

11. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Gleichspannungs-Rückkopplungssignals einen Wechselstrom-Tachometer (TAC), der vom Motor (Ml) betrieben wird, aufweisen sowie Mittel (DIl bis Dl4) zum Gleichrichten des vom Tachometer erzeugten Wechselstromsignals, um das Gleich· strom-Rückkopplungssignal herzustellen.

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12. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Versorgung des Motors (Ml) mit Wechselstrom zwei gesteuerte Silizium-Gleichrichter (Ql₁ Q2) enthält, die parallel geschaltet und entgegengesetzt gepolt sind zum abwechselnden Leiten bei aufeinanderfolgenden Wechselstrom-Halbperioden.

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