DE2209396B2 - Ueberlastsicherung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung mit mindestens einem Geber zum Erfassen einer sich verändernden Lastgröße und mit einer Einrichtung, welche 2 j den von dem Geber erfaßten Istwert mit einem Sollwert vergleicht und bei Gleichheit beider Werte ein Abschaltsignal auslöst, nach Patent 21 18 896.

Das Patent ist dabei auf eine Überlastsicherung für Auslegerkrane mit Gebern zum Erfassen einer der jeweiligen Kranbelastung entsprechenden Lastgröße sowie der jeweiligen Ausladung und mit einer Einrichtung, die aus der Lastgröße und der Ausladung ein dem jeweiligen Istzustand des Krans entsprechendes Signal bildet und dieses Signal mit dem jeweils für die Ausladung und den Ausrüstungszustand entsprechenden maximal zulässigen Grenzwert für die Lastgröße vergleicht und bei Gleichheit von Istwert und Grenzwert ein Abschaltsignal für den Kran auslöst, beschränkt, bei welcher eine Beleuchtungsvorrichtung ein zu beleuchtendes Objekt in Form mindestens einer Kurvenabbildung, welche die zulässigen Grenzwerte für die Lastgroße in Abhängigkeit von der Ausladung darstellt, und eine im von dem beleuchtenden Objekt ausgehenden Strahlengang angeordnete photoelektrische Abtastvorrichtung umfaßt, die relativ zum Strahlengang in Abhängigkeit von den Istwerten der Lastgröße und der Ausladung bewegbar ist und bei Überfahren der Kurve der Kurvenabbildung das Abschaltsignal auslöst.

Es ist zur Überwachung von gefährlichen und ungefährlichen Zuständen von Einrichtungen und Prozessen mit zwei meßbaren Parametern bekannt, einen Licht- »trahl in Abhängigkeit von zwei Parametern in zwei Koordinatenrichtungen abzulenken und den Schirm, auf welchen der Lichtstrahl fällt, in gefährliche und ungefährliche Flächen einzuteilen (DT-OS 15 48 678).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der automatisch ein Abschaltsignal im Gefahrenzustand auslösenden Überlastsicherung nach dem Hauptpatent, die nur für Auslegerkrane bestimmt ist, weitere Anwendungsgebiete zu erschließen. In Verallgemeinerung der Erfindung nach dem Hauptpatent ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Überlastsicherung als Grenzwertgeber bei Prozessen eingesetzt wird, bei denen sich die von dem Geber erfaßte Betriebsgröße in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe verändert.

Dies ist von besonderem Vorteil bei Prozessen, bei denen sich die Betriebsgröße nach einem nicht linearen Zusammenhang mit der physikalischen Größe verändert und ferner bei solchen Prozessen, bei denen sich die Betriebsgröße und/oder die physikalische Größe in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern verändert oder die Betriebsgröße eine Funktion darstellt die von mehr als einer unabhängig veranderlichen'physikalischen Größe abhängt.

Bei einer speziellen Anwendung wird die Überlastsicherung für Hebezeuge eingesetzt, wobei der »Prozeß« das Heben der Last, die »Betriebsgröße« eine- Belastungsgröße und die »physikalische Größe« eine geometrische Stellungsgröße am Hebezeug darstellen.

Die Überlastsicherung kann als Grenzwertgeber jedoch auf den verschiedensten anderen Gebieten eingesetzt werden. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind z. B.
bei Bremsanlagen von Fahrzeugen die Überwachung des Bremsdruckes in der Bremsflüssigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei durch das Grenzwertsignal bei Erreichen eines Grenzwertes für den Bremsdruck beispielsweise ein Druckbegrenzer betätigt wird;
bei Schienen-Triebfahrzeugen die Überwachung der Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrstrecke, wobei bei Überschreiten einer für eine bestimmte Fahrstrecke vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit durch das Grenzwertsignal eine Bremsung ausgelöst wird;

bei Kraftmaschinen die Überwachung des Belastungsmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Schema des Grenzwertgebers als in der Kranfahrerkabine installierten Teil einer Überlastsicherung;

F i g. 2 und 3 zeigen in Seitenansicht und Draufsicht eine andere Ausführung des Grenzwertgebers als in der Kranfahrerkabine installierten Teil einer Überlastsicherung;

F i g. 4 ist eine Kurvenabbildung wie sie bei der Ausführung nach F i g. 2 und 3 auf einer Mattscheibe erscheint.

Der in F i g. 1 gezeigte Teil der Überlastsicherung umfaßt im wesentlichen eine Beleuchtungsvorrichtung 1, eine als Träger für die Sollwert-Kurvenabbildung dienende drehbare Scheibe 2, eine Drehspiegelanordnung 3, einen photcelektrischen Sensor in Form einer Photodiode 4 und eine Mattscheibe 5, die im Sichtfeld des Kranführers liegt.

Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfaßt eine Lampe 10 und ein Linsensystem aus einer vor der Scheibe 2 angeordneten Beleuchtungslinsenanordnung 11 und einem hinter der Scheibe angeordneten Objektiv 12 mit Abbildungslinüen. Der von der Lampe 10 ausgehende und von der Beleuchtungslinsenanordnung 11 gesammelte Strahlengang durchdringt die Scheibe nur, wenn in den Strahlengang eine von mehreren gleichmäßig über den Umfang der Scheibe verteilt angeordneten, transparenten Kurvenabbildungen 13 eingeblendet ist. Jede Kurvenabbildung enthält mindestens eine Kurve, die die maximal zulässigen Last-Grenzwerte über der Ausladung für je einen Ausrüstungszustand des mit der Überlastsicherung versehenen Krans darstellt. Die Kurve trennt einen unter ihr gelegenen lichtdurchlässigen Bildteil von einem lichtundurchlässigen Bildteil.

Die Scheibe 2 ist über ein an ihrem Umfang anliegendes Reibrad 14 antreibbar, das von einem elektri-

sehen Getriebemotor 15 getrieben wird. Die Scheibe kann auch auf andere Weise antreibbar sein, z. B. durch einen Riementrieb. Jeder Kurvenabbildung 13 ist ein Reed-Relais 16 auf der Scheibe 2 zugeordnet. Die Reed-Relais sind ebenso wie die Kurvenabbildungen 13 ringförmig, d.h. mit gleichem radialen Abstand vom Scheibenmittelpunkt auf der Scheibe 2 angeordnet. Die Reed-Relais sind in den elektrischen Steuerkreis für den Antriebsmotor 15 des die Scheibe antreibenden Reibrades eingeschaltet. Bei Wahl eines bestimmten Ausrüstungszustandes wird das entsprechende Reed-Relais 16 selbsttätig unter Spannung gesetzt, während die übrigen Reed-Relais stromlos bleiben.

Benachbart der Scheibe 2 ist ortsfest mit deren Lagerung 17 ein Magnet 18 so angeordnet, daß er jeweils mit dem Reed-Relais 16' zusammenarbeiten kann, welches der in den Strahlengang eingeblendeten Kurvenabbildung 13' entspricht. Der Magnet 18 schaltet das Reed-Relais 16' bei Erreichen der eingeblendeten Stellung ab, so daß auch der Antrieb 15 des Reibrades 14 abgeschaltet wird.

Wenn eine Kurvenabbildung 13' in den Strahlengang eingeblendet ist, wirft das Objektiv ein Bild auf den Drehspiegel 20 der Drehspiegelanordnung 3, der seinerseits ein Bild 21 auf die Mattscheibe 5 wirft. Der Drehspiegel 20 ist von der Drehspule eines elektrischen Meßwerks 22 antreibbar, die proportional zu einer Änderung der von dem Lastgeber gemessenen Lastgröße, beispielsweise dem am Kran angreifenden Gesamtmoment, unter Strom gesetzt und gedreht wird. Dadurch verschiebt der Drehspiegel das Bild in Richtung des Pfeiles L Die hinter der durchsichtigen Mattscheibe 5 angeordnete Photodiode 4 ist mittels eines nicht gezeigten Antriebes translatorisch in Richtung des Pfeiles A, also normal zur Pfeilrichtung L antreibbar, und zwar in Abhängigkeit von einer Veränderung der Ausladung des Krans. Der dem Kranführer von der Photodiode 4 signalisierte Licht- oder Schattenpunkt zeigt also stets den Ist-Zustand des Krans gegenüber dem durch die Kurve G dargestellten Grenzzustand an. Bei Überfahren der Kurve G schaltet die Photodiode den Kran ab.

Bei der Ausführung nach den F i g. 2 und 3 ist an Stelle einer drehbaren ScheiLe als Datenträger ein Filmstreifen 50 vorgesehen. Der Filmstreifen 50 wird in üblicher Weise von Spulen 51, 52 auf- und abgewickelt und über die Filmtransportrolle 53 an einer Zweifaden-Lampe 54 vorbeitransportiert. Die Filmtransportrolle 53 ist von einem Schneckentrieb 55 getrieben, der von einem E-Motor 56 angetrieben ist. Ein zweiter, von einem E-Motor 57 getriebener Schneckentrieb 58 treibt eine Gewindespindel 59 an, die mit einer Mutter 60 zusammenwirkt, welche an der die Filmspulen 51, 52 tragenden und um die Drehachse X-X schwenkbaren Grundplatte 61 befestigt ist. Der E-Motor 57 wird proportional zur Änderung der Belastung des Krans angetrieben. Auf diese Weise ist das beleuchtete Objekt in Form des vor der Zweifaden-Lampe 54 befindlichen Filmbildes um die horizontale Achse X-X in Abhängigkeit von einer Belastungsänderung schwenkbar.

Der von der Zweifaden-Lampe 54 ausgehende, durch das Filmbild des Filmes 50 geworfene Strahlengang trifft nach Passieren eines Objektivs 63 auf einen an der Grundplatte 61 befestigten festen Spiegel 64, der links und rechts von zwei zur Bildmarkierung dienenden Photodioden 65 flankiert ist, und außerdem auf einen dahinter angeordneten, größeren Drehspiegel 66, der um eine vertikale Achse A schwenkbar ist und das Bild auf eine Mattscheibe 67 wirft. Das Filmbild ist mit einem Fadenkreuz 68 (Fig.4) versehen, und in der Mitte der Mattscheibe 67 ist eine Photodiode 69 angeordnet.

Der Drehspiegel 66 ist um die vertikale Achse A mittels eines über einen Bowdenzug 70 betätigbaren Hebels 71 schwenkbar. Der Bowdenzug wird unmittelbar proportional zur Ausladung ausgelenkt, so daß die Schwenkung des Drehspiegels 66 um die vertikale Achse A zu einer horizontalen Bildverschiebung des auf die Mattscheibe 67 geworfenen Bildes führt, während die Schwenkung der Grundplatte 61 und die Achse X-X eine vertikale Schwenkung des Bildes verursacht.

In F i g. 4 ist als Beispiel ein Filmbild dargestellt, wie es auf der Mattscheibe 67 in Erscheinung tritt. Das Bild zeigt insgesamt drei Kurven: nämlich die Momentenkurve 73 für das zulässige Belastungsmoment des Krans in dessen Frontstellung, die Momentkurve 74 für das zulässige Belastungsmoment des Krans in dessen Seitenstellung und die sogenannte Leerauslegerkurve 75 bei unbelastetem Kran. Die schraffierte Fläche oberhalb der Kurve 73 ist lichtundurchlässig, die punktierte Fläche zwischen den Kurven 73 und 74 schwach lichtdurchlässig und die Fläche unter der Kurve 74 voll transparent. Mithilfe des Fadenkreuzes auf dem Filmbild kann die richtige Einstellung der Überlastsicherung überprüft werden, bei der die hinter der Mattscheibe angeordnete Photodiode 69 in Deckung mit der Fadenkreuzmitte oder der Markierung auf dem Filmbild stehen muß. Die Lage der Photodiode relativ zum Filmbild zeigt den jeweiligen Belastungszustand an. In unbelastetem Zustand des Krans muß die Photodiode also mit einem Punkt auf der Leerauslegerkurve 75 zusammenfallen. Wird der Kran dann belastet, so wandert das Bild bezüglich der Photodiode bei Belastungsänderung in vertikaler Richtung χ und bei Ausladungsänderung in horizontaler Richtung a auf der Mattscheibe. Bei Überfahren der Kurve 73 bzw. 74 je nach der gewählten Beleuchtungsintensität wird ein Überlastsignal ausgelöst.

Am unteren Rand des Bildes befindet sich ein Feld für die Abszissenbeschriftung (Werte für die Ausladung R in m) und darunter ein Feld 76 für Beschriftung, beispielsweise Numerierung, die dem Kranführer ein schnelleres Aufsuchen des gewünschten Filmbildes ermöglicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Überlastsicherung mit mindestens einem Geber zum Erfassen einer sich verändernden Lastgröße und mit einer Einrichtung, welche den von dem Geber erfaßten Istwert mit einem Sollwert vergleicht und bei Gleichheit beider Werte ein Abschaltsignal auslöst, nach Patent 21 18 896, gekennzeichnet durch die Verwendung als Grenzwertgeber ίο bei Prozessen, bei denen sich die von dem Geber erfaßte Betriebsgröße in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe verändert

2. Grenzwertgeber für Hebezeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße eine Belastungsgröße und die physikalische Größe eine geometrische Stellungsgröße eines Hebezeuges ist.