DE2301623A1

DE2301623A1 - Regeleinrichtung fuer seilwinden

Info

Publication number: DE2301623A1
Application number: DE19732301623
Authority: DE
Inventors: Richard Friedrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-01-13
Filing date: 1973-01-13
Publication date: 1974-07-18

Description

Anlage zur Patent- und Gebrnuchsmusterhilfsanmeldung Regeleinrichtung für Seilwinden Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Seilwinden zum Einhalten einer Vorgegebenen Seil zugkraft, mit einem Regler, dem der Ist- und Sollwert der Seilzugkraft aingespeist wird und der das Stellglied des Antriebsmotors für die Seilwinde steuert.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird das Seil über eine Umlenkrolle geführt-, in deren Lagerung sich eine Kraftmeßdose befindet. Ihr Ausgangssignal ist ein Maß für die Gröbeides Seilzugs, das als Istwert einem Regler zugeführt wird, dem auch ein Sollwertsignal eingegeben wird. Der Regler vergleicht beide Signal und betätigt bei einer Differenz derselben das Stellglied der Antriebsmaschinet um den Fehler zu korrigieren.
Eine'solche Anlage hat den Nachteil, daß bei großen Seiltrommeln das Massenträgheitsmoment so groß und damit das Reaktionsvermögen der Winde auf Seilzugstörungen so träge wird, daß große Schwankungen im Seilzug auftreten. Ferner muß der Windenantrieb nach dynamischen Gesichtspunkten dimensioniert sein, d. h.
es werden um vielfaches größere Antriebsmotoren benötigt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Regeleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der auch kurzzeitige Störungen im Seilzug sehr schnell ausgeregelt werden und - unabhängig von der Größe und Trägheit der Winde selbst - Seilzugschwankungen extrem klein gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelung des Seilzugs von einem in der Seilbahn angeordneten, längenveränderbaren Element erfolgt, dessen Masse wesentlich geringer ist als die der Seilwinde und das mit einer Kraftmeßeinrichtung zusammenwirkt, die bei einer Abweichung vom Sollwert über den Regler ein Signal für die Stellgeschwindigkeit des Elements abgibt, daß-der Wickeldurchmesser der Seilwinde gemessen und dieser Meßwert zusammen mit einem.der Seilgeschwindigkeit proportionalen, von einem Geschwindigkeitsgeber ermittelten Signal einem Rechenglied eingespeist wird, das die Grunddrehzahl für den Antriebsmotor der Seilwinde vorgibt, und daß die Mittelstellung des längenveränderbaren Elements erfaßt und zur Korrektur der Windendrehzahl herangezogen wird.
Das hat den Vorteil, daß die Seilzugregelung von der Winde getrennt ist und von einem als Seilspannvorrichtung ausgebildeten massearmen Element übernommen wird. Dieses Element ist in der Lage, eine gewisse Seillänge zu speichern und freizugeben, wie es zur Aufrechterhaltung des Seilzuges erforderlich ist.
Um zu große einseitige Tendenzen zu vermeiden, werden Seilgeschwindigkeit und Wickeldurchmesser der Winde gemessen, und durch ein aus diesen Großen errechnet es Signal wird die Drehzahl der Winde so gesteuert, daß sich eine der Seilgeschwindigkeit annähernd gleiche Umfangsgeschwindigkeit ergibt.-Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in schematischer Darstellung eine Seilzugregelung für eine Winde.
Die Anlage besteht aus einer Speicherwinde, einer Friktionswinde und einem Seilzug-Regelelement. Auf der Speicherwinde 1 wird das Seil 2 aufgewickelt. Sie ist von einem drehzahlregelbaren Motor 3 angetrieben, dessen Stellglied mit 4 bezeichnet ist. Der Motor 3 kann von beliebiger Bauart sein, z. B. ein hydrostatischer Motor, der zwecks Drehrichtungsumkehr für die Winde 1 auf einfache Weise reversierbar auszubilden ist. Das Stellglied 4 wäre in diesem Fall z. B. eine in ihrer Fördermenge regelbare Axialkolbenpumpe.
Der Speicherwinde 1 ist eine Friktionswinde 5 nachgeschaltet, die aus zwei vom Seil umschlungenen Seilscheiben 6, 7 besteht.
Die Seilscheibe 6 ist von einem Motor 8, die Seilscheibe 7 von einem Motor 9 angetrieben. Diese Motoren können. ebenfalls Hydromotoren nicht verstellbarer Bauart sein. Die Friktionswinde hat den Zweck, den größten Teil des Seilzuges aufzunehmen, so daß dieser nur teilweise an der Speicherwinde-1 und an einem Seilzug-Regelelement 10 wirksam ist. Dieses ist zwischen der Speicherwinde 1 und der Friktionswinde 5 angeordnet.
Das Regelelement 10 besitzt zwei vom Seil umschlungene Seilrollen 11, 12, von denen die Seilrolle 11 unverschiebbar, die Seilrolle 12 verschiebbar angeordnet ist. Damit läßt sich der Abstand zwischen den Seilrollen variieren. Dies geschieht mit Hilfe eines doppeltwirkenden Hydrozylinders 13, der gestellfest angeordnet ist und dessen Kolben 14 die Seilrolle 12 verschiebt. Die Lage des Kolbens 14 wird von einem Servoventil 15 gesteuert, von dem zwei Leitungen 16, 17 zu den beiden entgegengesetzten Druckräumen des Hydrozylinders führen. Gespeist wird diese Einrichtung von einer Pumpe 18.
Der-Wickeldurchmesser der Speicherwinde 1 wird mittels einer von einer Feder 19 gegen die Speicherwinde gedrückten Tastrolle 20 gemessen und von einem Signalgeber 21 in ein elektrisches Signal umgewandelt, das über eine Leitung 22 einem eletonischen Rechner 23 eingegeben wird. Diesem wird noch ein zweites elektrisches Signal über eine Leitung 24 eingespeist, das von einem z. B. als Tachogenerator ausgebildeten Geschwindigkeitsgeber 25 stammt. Dieser ist mit der Friktionswinde 5 gekoppelt und liefert ein Maß für die Geschwindigkeit des Seils 2. Aus dem so erhaltenen Wickeldurchmesser und der so ermittelten Geschwindigkeit des Seils wird im Rechner 2: der Quotient Drehzahl = Seilgeschwindigkeit : Wickeldurchmesser gebildet und einem Verstärker 26 zugeleitet. Dieser betätigt das Stellglied 4 derart, daß der Motor 3 die Speicherwinde 1 mit einer Drehzahl antreibt, die unter Berücksichtigung des Wickeldurchmessers der Seilgeschwindigkeit entspricht.
Die Lage der Seilrolle 12 wird mit Hilfe eines Weggebers 27 - z. B. einem-Potentiometer oder induktivem Weggeber - erfaßt und als Fehlersignal über eine Leitung 28 einem Positionsregler 29 eingegeben. Dessen Ausgangswert empfängt der Verstärker 26. Dadurch wird der Antriebsmotor 3 zusätzlich zu seiner Grunddrehzahl so beeinflußt, daß der Lagefehler langsam wieder ausgeglichen wird. Zu dieser relativ langsamen Regelung ist die Speicherwinde mit ihrer großen bewegten Hasse durchaus in der Lage.
In der Regeleinrichtung ist ferner noch eine von der Seilrolle 11 beeinflußte Kraftmeßeinrichtung 30 vorgesehen, die den Seilzug erfaßt. Deren-Ausgangssignal - der Seilzug-Istwert = wird über eine Leitung 31 einem Seilzugregler 32 zugeführt, dem noch ein Seilzug-Soliwert eingespeist wird. Das Ausgangssignal des Seilzugreglers wird dem Servoventil 15 zugeleitet.
Daraus ist zu erkennen, daß die Seilzugregelung nicht mehr der Speicherwinde mit ihrer großen Massenträgheit, sondern dem massearmen Seilzug-Regelelement 10 zugeordnet ist. Besteht eine Differenz zwischen Ist- und Sollwert im Seilzug, so steuert der Seilzugregler 32 das Servoventil 15 so lange auf, bis der Hydrozylinder durch Verschieben der Seilrolle 12 die Differenz ausgeglichen hat.
Abweichungen zwischen Seil-und Umfangsgeschwindigkeit an der Speicherwinde, wie sie z. B. beim Anfahren und Stillsetzen der Anlage oder durch unregelmäßige Seillagen auf der Winde entstehen, äußern sich im Seilzug und werden durch das Seilzug Regelelement 10 ausgeregelt. Um dessen Speichervermögen nicht durch einseitige Tendenzen zu erschöpfen, wird jedes Unter-oder Sberschreiten des Mittelwertes erfaßt und zur Korrektur der Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Speicherwinde herangezogen.
Anstelle des Hydrozylinders in Seilzug-Regelelement kann natürlich jede andere Art von Linearmotor treten, z. B. eine elektrisch betätigte Gewindespindel.
Ferner kann die Seilzugmessung auch an anderer Stelle als an der Seilrolle 11, z. B. an einer Umlenkrolle, vorgenommen der den, und die Erfassung des ickeldurchmessers mit anderen Meßmitteln, z. B. Fotozellen, erfolgen.
Die Seilspannvorrichtung kann auch aus nur einer verschiebbaren Rolle bestehen, çie quer zur Laufrichtung des Seiles bewegt wird, z. B. zwischen zwei Umlenkrollen, so daß sich eine Speicherwirkung ergibt, oder auch aus zwei Seilrollen, die beide beweglich angeordnet sind.
Die Kraftmeßeinrichtung 30 kann z. B. eine Kraftmeßdose mit Dehnungsmeßstreifen sein, der Signalgeber 21 z. B. ein über einen Hebel betätigter Potentiometer und der Positionaregler beispielsweise ein elektronischer Froportionalregler. Diese Geräte sind, da sie allgemein bekannt sind, nicht im einzelnen beschrieben.

Claims

Ansprüche

Regeleinrichtung für Seilwinden zum Einhalten einer vorgegebenen Seilzugkraft, mit einem Regler, dem der Ist- und Sollwert der Seilzugkraft eingespeist wird und der das Stellglied des Antriebsmotors für die Seilwinde steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Seilzugs von einem in der Seilbahn (2) angeordneten, längenveränderbaren Element (10) erfolgt, dessen Masse wesentlich geringer ist als die der Seilwinde (1) und das mit einer Kraftmeßeinrichtung (30) zusammemfirkt, die bei einer Abweichung vom Sollwert über den Regler (32) ein Signal für die Stellgeschwindigkeit des Elements abgibt, daß der Wickeldurchmesser der Seilwinde gemessen und dieser Meßwert zusammen mit einem der Seilgeschwindigkeit proportionalen, von einem Geschwindigkeitsgeber -(25) ermittelten Signal einem Rechenglied (23) eingespeist wird, das die Grunddrehzahl für den Antriebsmotor (3) der Seilwinde vorgibt-, und daß die Nittelstellung des längenveränderbaren Elements (10) erfaßt und zur Korrektur der Wi,ndendrehzahl heragezogen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längenveränderbare Element (10) aus zwei vom Seil (2) umschlungenen Seilrollen (11, 12) besteht, deren Abstand von einem von einem Servoventil (15) gesteuerten Hydrozylinder (13) bestimmt wird, der von der Kraftmeßeinrichtung (30) bei einer Abweichung vom Sollwert über den Regler (32) beeinflußt ist, und daß eine der Seilrollen unverschiebbar angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich-.net, daß der Abstand der Seilrollen (11, 12) des längenveränderbaren Elements (10) von einem Weggeber (27) erfaßt wird und einem Positionsregler (29) eingespeist wird dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des Rechenglieds (23) das Stellglied (4) des Antriebsmotors (3) beeinflußt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem längenveränderbaren Element (10) eine Friktionswinde (5) nachgeschaltet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ickeldurchmesser der Speicherwinde (1) mittels einer federbelasteten Tastwalze (20) gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das dem Rechenglied (23) eingespeist wird.
6.,Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber (27) als Potentiometer ausgebildet ist und ein elektrisches Signal an den Positionsregler (29) gibt.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenglied (23) als elektronischer Rechner ausgebildet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsgeber (25) ein Tachogenerator ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (3) für die Speicherwinde (1) ein verstellbarer, insbesondere- reversierbarer, Hydromotor ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (8, -9) für die Seilscheiben (6, 7) der Friktionswinde (5) Eydromotoren sind. ,, L e e r s e i t e