DE2342227C2

DE2342227C2 - Device for automatic weight compensation

Info

Publication number: DE2342227C2
Application number: DE19732342227
Authority: DE
Inventors: Kensuke Yokohama Hasegawa; Kenro Tokyo Motoda
Original assignee: MOTODA ELECTRONICS CO Ltd TOKYO JP
Current assignee: MOTODA ELECTRONICS CO Ltd TOKYO JP
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-08-21
Publication date: 1982-07-01
Also published as: CA990387A; DE2342227A1; JPS4938094A; CH613432A5; FR2197482A5; GB1438378A; SE394652B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Gewichtsausgleich nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for automatic weight compensation according to the preamble of Claim 1.

Bei einer derartigen bekannten Einrichtung (Chang S. »Synthesis of Optimum Control Systems«, New York, 1961, ivk.Graw HiIi Book Co„ Seiten 74 bis 78) wird ebenfalls mittels einer Rückführung der zu regelnden Größe und eines Tachometer-Generators ein automatischer Gewichtsausgleich durchgeführt; Erläuterungen über den konkreten Aufbau einer derartigen Einrichtung und über die Verbindung mit der Motorwelle werden aber nicht gegeben.In such a known device (Chang S. "Synthesis of Optimum Control Systems", New York, 1961, ivk.Graw HiIi Book Co "Pages 74 to 78) also an automatic one by means of a feedback of the variable to be controlled and a tachometer generator Weight compensation carried out; Explanations of the specific structure of such a facility and about the connection with the motor shaft are not given.

Auch gibt es für Drehstrom Nebenschlußmotoren bereits einen Dreipunktregler (Siemens Zeitschrift, 42 (1968), Heft 4, Seiten 305 bis 307), bei dem in der Regelstrecke der Schleifer eines Potentiometers liegt, der so lange verstellt wird, bis die Brückenausgangsspannung wieder innerhalb der Ansprechlücke liegt. Ein ähnlicher bekannter Dreipunktregler (US-PS 32 27 935) verwendet ein /?C-Glied, um so P-I-Glieder zu realisieren. Schließlich ist es auch noch bekannt, bei einem Motor-Servosystem ein Getriebe durch ein Potentiometer anzusteuern (Ryder J.D. »Engineering Electronics, 2nd Edition, New Yori., 1967. Mc.Graw Hill Book Co., Seite 665).There is also a three-point controller for three-phase shunt motors (Siemens Zeitschrift, 42 (1968), No. 4, pages 305 to 307), in which the wiper of a potentiometer is located in the controlled system, which is adjusted until the bridge output voltage is within the response gap again. A similar known three-point controller (US-PS 32 27 935) uses a /? C-element so as to P-I-elements realize. Finally, it is also known to use a gear unit in a motor servo system To control potentiometer (Ryder J.D. »Engineering Electronics, 2nd Edition, New Yori., 1967. Mc.Graw Hill Book Co., page 665).

Bei Einrichtungen zur Auf- und Abbewegung von Lasten durch Steuerung des Antnebsdrehmoments eines Servomotors, beispielsweise eines Elektromotors oder eines hydraulischen Motors usw., unter Verwendung eines in Abhängigkeit von dem Betriebswinkel eines Betätigungshebels erzeugten Steuersignals wird im allgemeinen dieser Betätigungshebel zur Bewegung der Last in eine gewünschte Stellung manuell gebracht und springt nach dem Loslassen üblicherweise unter der Wirkung einer Feder in eine neutrale Stellung zurück. Das Gleichgewicht zwischen dem Gewicht einer Last und der Antriebskraft ist damit unterbrochen, und es wird praktisch unmöglich, die Last in einer gewünschten Stellung anzuhalten. Es sei angenommen, daß der Betätigungshebel nach dem Loslassen in irgendeiner gewünschten Position gehalten wird. Selbst wenn dabei ein Abgleich zwischen dem Gewicht der Last und dem Antriebsmoment erreicht wird, so wird dieses Gleichgewicht doch durch die Veränderung in den charakteristischen Betriebskennlinien der zugeordneten Teile oder aufgrund von Gewichtsveränderungen der Last unterbrochen und die Last beginnt sich aus der Stopp-Stel* lung zu bewegen. Solche Einrichtungen sind daher kompliziert und schwierig zu handhaben. Aus praktischen Gesichtspunkten ist daher eine Einrichtung zur automatischen Einstellung des Gleichgewichts zwischen dem Gewicht der Last und der Antriebskraft erwünscht,With devices for moving loads up and down by controlling the drive torque a servo motor such as an electric motor or a hydraulic motor, etc. using a control signal generated depending on the operating angle of an operating lever in general, this operating lever is manually brought into a desired position to move the load and after releasing it springs back into a neutral position, usually under the action of a spring. The balance between the weight of a load and the driving force is broken with it, and it becomes practically impossible to stop the load in a desired position. It is assumed that the Operating lever is held in any desired position after being released. Even if there a balance is achieved between the weight of the load and the drive torque, this equilibrium becomes but by the change in the characteristic operating characteristics of the assigned parts or interrupted due to changes in the weight of the load and the load begins to move out of the stop position * to move. Such devices are therefore complicated and difficult to use. For practical Points of view is therefore a device for automatically adjusting the balance between the weight of the load and the driving force desired,

nicht zuletzt aus Sicherheitsgründen und aus Gründen der sicheren Bedienbarkeit. Diese Einrichtungen zum automatischen Gewichtsausgleich werden insbesondere in Produktionsanlagen, beispielsweise beim Zusammensetzen und Verbinden von Bruchstellen schwerer Teile oder auch beim Verbinden von Gegenständen oder Einzelteilen mit hoher Maßhaltigkeit benötigt Nach dem Bewegen der Last tritt häufig der Fall ein, daß eine Bedienungsperson den Betätigungshebel losläßt, um eine mit der Jsweiligen Operation verbundene Arbeit auszuführen oder ein Werkzeug zu handhaben. Dann treten leicht kleine unerwünschte und schwer korrigierbare Verschiebungen ein.not least for security reasons and for reasons of safe usability. These facilities for automatic weight compensation are used in particular in production systems, for example when assembling and joining of breaking points of heavy parts or also when joining objects or Individual parts with high dimensional accuracy required After moving the load, the case often occurs that a Operator releases the operating lever to perform work related to the temporary operation perform or handle a tool. Then it is easy to get small unwanted and difficult to correct Shifts a.

Oftmals ist es auch erwünscht, eine bestimmte Last einer aufwärts oder abwärts gerichteten manuell einwirkenden Kraft auszusetzen, ohne den Betätigungshebel betätigen zu müssen, um dabei das Gleichgewicht zwischen dem Gewicht der Last und der Antriebskraft zu unterbrechen, so daß die Last leicht angehoben oder abgesenkt werden kann.Often times it is also desirable to manually control a certain load of an upward or downward direction to expose the acting force without having to operate the operating lever in order to achieve equilibrium interrupt between the weight of the load and the driving force, so that the load is easily lifted or can be lowered.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum automatischen Gewichtsausgleich zu schaffen, mit der es möglich ist, eine Last in einer einmal eingestellten Position automatisch lagerichtig zu halten, unabhängig von Änderungen, die auf die Last selbst einwirken oder unabhängig von Änderungen in den Eigenschaften der Antriebseinheit; gleichzeitig soll die Möglichkeit gegeben sein, die Last manuell mit auf- oder abwärts gerichteten Kräften zu beaufschlagen, so daß ohne zunächst eintretende Lageverschit-bung ein leichtes Anheben oder Absenken der Last möglich ist.The invention is thus based on the object to provide a device for automatic weight compensation, with which it is possible to hold a load in a position once set automatically in the correct position, regardless of changes that affect the load itself, or independent of changes in the Properties of the drive unit; At the same time, it should be possible to apply upward or downward forces to the load manually, so that the load can be easily raised or lowered without first shifting in position.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei einer Einrichtung zum automatischen Gewichtsausgleich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale, deren vorteilhafte Weiterbildungen in den Unteransprüchen enthalten sind.The solution to this problem arises with a device for automatic weight compensation according to the preamble of claim 1 according to the invention by the characterizing part thereof specified features, the advantageous developments of which are contained in the subclaims.

Der technische Fortschritt ergibt sich durch die vollständige Lösung der oben angegebenen Aufgabe.The technical progress results from the complete solution of the above mentioned problem.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beispielsweise erläutert Es zeigtAdvantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing for example it explains it shows

F i g. 1 in einem schematischen Schaltbild die erfindungsgemäße Einrichtung,F i g. 1 shows the device according to the invention in a schematic circuit diagram,

Fig.2 eine in den erforderlichen Einzelheiten dargestellte Grundausführung einer automatischen Steuerung zur Anhebung oder Absenkung einer Last bei der Einrichtung nach Fig. 1,2 shows a basic version of an automatic, shown in the required details Control for raising or lowering a load in the device according to FIG. 1,

F i g. 3 in Blockdarstellung eine Generatoreinheit zur Erzeugung des automatischen Abgleichsignals bei der Einrichtung nach Fig. 1.F i g. 3 in a block diagram of a generator unit for Generation of the automatic adjustment signal in the device according to FIG. 1.

F i g. 4 die Teiischnittansicht einer möglichen Ausführungsform der in Verbindung mit der Generatoreinheit nach F ι g. 3 verwendbaren Kupplung,F i g. 4 the partial sectional view of a possible embodiment which in connection with the generator unit according to FIG. 3 usable coupling,

Fig. 5 die schematische Darstellung eines Dreistellungsdetektors der sich vorteilhaft in Verbindung mit der Kupplung nach 4 verwenden läßt,5 shows the schematic representation of a three-position detector which can be used advantageously in connection with the coupling according to 4,

F i g. 6 eine andere Ausführungsform einer Kupplung eines Dreistellungsdetektors,F i g. 6 shows another embodiment of a coupling of a three-position detector,

F i g. 7 einen Schaltungsteil zur Erzeugung eines automatischen Abgleichsignals mit einem Dreistellungs= Signalgenerator und zugeordneten Proportional- und integralgliedern undF i g. 7 shows a circuit part for generating an automatic adjustment signal with a three-position = Signal generator and associated proportional and integral members and

Fig,8 die schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Generatoreinheit zur automatik sehen Erzeugung e'nes Abgleichsignals einschließlich einer Kupplung und eines Potentiometers.Fig. 8 is a schematic representation of another Embodiment of a generator unit to see automatic generation of an adjustment signal including a clutch and a potentiometer.

In F i g. 1 weist ein Steuersignaigenerator 1 zur Erzeugung eines Steuersignals einen Betätigungshebel 2 auf. Wird der Betätigungshebel 2 durch eine Bedienungsperson betätigt, so daß irgendein Betriebswinkel Θ vorgegeben wird, so wird ein Steuersignal Vrerzeugt. Dieses Steuersignal Vr wird in eint;n Verstärker 3 eingespeist Das verstärkte Ausgangssignal beaufschlagt eine Antriebseinheit zur Erzeugung eines Drehmoments, die beispielsweise einen Elektromotor, einen Hydraulikmotor usw. aufweist, und bewirkt, daß ίο ein Servomotor in Drehung versetzt wird. Eine Motorwelle 5 des Servomotors ist mit einem Tachometer-Generator 6 zur Erzeugung eines der Drehzahl des Servomotors proportionalen Geschwindigkeitssignals Vc ausgestattet Dieses Geschwindigkeitssignal Vc wird mit negativer Phase auf den Eingang des Verstärkers 3 rückgeführt Das Antriebsdrehmoiiient der Antriebseinheit 4 wird über eine Dreh.'.:hluntersetzung 7 auf eine Bewegungsumsetzereinheit 8 gegeben. Diese die Drehbewegung umsetzende Bewegungsumsetzereinheit 8 weist beispielsweise eine Seilscheibe 9 auf, die von einem Drahtseil 10 umschlungen .ird. Am Ende des Drehsciis 10 isi -icr Sieuersignaigenera''jr ί angeordnet, der unterseitig mit einer Greif- oder Halteeinrichtung 11 zur herabhängenden Halterung der Last 12 versehen ist.In Fig. 1, a control signal generator 1 has an actuating lever 2 for generating a control signal. When the operating lever 2 is operated by an operator so that any operating angle Θ is set, a control signal Vr is generated. This control signal Vr is fed into an amplifier 3. The amplified output signal is applied to a drive unit for generating a torque, which has, for example, an electric motor, a hydraulic motor, etc., and causes a servomotor to rotate. A motor shaft 5 of the servomotor is equipped with a tachometer generator 6 for generating a speed signal Vc proportional to the speed of the servomotor. This speed signal Vc is fed back to the input of the amplifier 3 with a negative phase. Transfer 7 given to a motion converter unit 8. This movement converter unit 8 converting the rotary movement has, for example, a pulley 9 around which a wire rope 10 is looped. At the end of the rotating sciis 10 is arranged, which is provided on the underside with a gripping or holding device 11 for holding the load 12 down.

Bt .. sreichendem Verstärkungsgrad des Verstärkers 3 ist das rückgekoppelte Steuersystem, also der Regelkreis, so ausgelegt, daß die Größe Vc im wesentlichen gleich der Größe Vr wird. Im Ergebnis läßt sich damit die Last mit einer im wesentlichen dem Betriebswinkel Θ des Betätigungshebels 2 proportionalen Geschwindigkeit anheben oder absenken.If the gain of the amplifier 3 is sufficient, the feedback control system, that is to say the control loop, is designed in such a way that the variable Vc is essentially equal to the variable Vr . As a result, the load can be raised or lowered at a speed essentially proportional to the operating angle Θ of the operating lever 2.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten des soweit beschriebenen rückgekoppelten Systems. Der Steuersignalgenerator 1 zur Erzeugung des Steuersignals weist eine Gleichspannungsquelle 21 auf, und ein Potentiometer 22 ist so angeordnet, daß ein dem Betriebswinkel des Betätigungshebels 2 proportionales Steuersignal Vr an dem mit dem Betätigungshebel 2 verbundenen Schäfer 23 des Potentiometers 22 abgreifbar ist. Der Betätigungshebel 2 ist so ausgelegt und angeordnet daß er im ur.ijetätigten Zustand mittels einer Feder 26 in eine neutrale Stellung gebracht wird. Eine Abweichung Ve zwischen dem Steuersignal Vr und dem der Geschwindigkeit entsprechenden Signal Vc vom Tachometer-Generator 6 wird beispielsweise einer üblichen Phasensteuerschaltung 24 eingegeben, die Unijunction-Transistoren bzw. steuerbare Gleichrichter- oder Doppelbasisdioden aufweist. Die Zündwinkel steuerbarer Siliziumgleichrichter SCR 1 und SCR 2 werden durch die Ausgangssignale der Phasensteuerschaltung 24 verändert, ind die Anhebe- und Absenkgeschwindigkeiten der Last 12 werden durch Veränderung der einem .Ser-'jnotor oder einem induktionsmotor 25 zugeführten Effektivspannung gesteuert.Fig. 2 shows details of the feedback system described so far. The control signal generator 1 for generating the control signal has a direct voltage source 21, and a potentiometer 22 is arranged so that a control signal Vr proportional to the operating angle of the operating lever 2 can be tapped on the sheer 23 of the potentiometer 22 connected to the operating lever 2. The actuating lever 2 is designed and arranged in such a way that it is brought into a neutral position by means of a spring 26 in the originally actuated state. A deviation Ve between the control signal Vr and the signal Vc corresponding to the speed from the tachometer generator 6 is input, for example, to a conventional phase control circuit 24 which has unijunction transistors or controllable rectifier or double base diodes. The ignition angles of controllable silicon rectifiers SCR 1 and SCR 2 are changed by the output signals of the phase control circuit 24, and the raising and lowering speeds of the load 12 are controlled by changing the effective voltage supplied to a .Ser-'jnotor or an induction motor 25.

Eine Generate reinheit 13 zur Erzeugung eines automatischen Abgleichsignals ist direkt oder indirekt mit einer Motorwelle 5 verbunden. Das automatische Abgieichsignal Δ Vr der Generatoreinheit 13 wird negativ, d. h. m umgekehrter Phasenlage, dem Eingang des Verstärkers 3 zugeführt. Wie F i g. 3 erkennen läßt, weist die zur Erzeugung des automatischen Al/gleichsignals bestimmte Generatoreinheit 13 eine Kupplung 3i, einen Dreistellungs-Signalgenerator 32 sowie eine Einheit 33 mit einem als Proportionalglied 34 und einem als Integralglied 35 auf. Zusätzlich kann, falls erforderlich, ein Relais 36 vorgesehen sein, dem ein Erregersignal von außen zuführbar ist und das einen RuhekontaktA generating unit 13 for generating an automatic adjustment signal is connected directly or indirectly to a motor shaft 5. The automatic adjustment signal Δ Vr of the generator unit 13 is fed to the input of the amplifier 3 in a negative manner, that is to say in a reversed phase position. As in F i g. 3 shows, the generator unit 13 intended to generate the automatic Al / equal signal has a clutch 3i, a three-position signal generator 32 and a unit 33 with one as a proportional element 34 and one as an integral element 35. In addition, if necessary, a relay 36 can be provided to which an excitation signal can be fed from the outside and which has a normally closed contact

37 aufweist.37 has.

Die mit statischer Friktion arbeitende Kupplung 31 ist so angeordnet, daß bei Beaufschlagung einer Welle mit einem Drehmoment die Kontaktflächen der Kupplung aneinander vorbeigleiten, so daß eine Antriebswelle leer durchdreht. Ein Beispiel dafür zeigt Fig.4: Eine scheibenartige Platte 42 ist mit einer Welle 41 fest verbunden, die mit dem Dreistellungs-Signälgenerator 32 gekoppelt ist. Angrenzend an die scheibenförmige Platte ist ein frei um die Welle 41 drehendes Getriebe 43 angeordnet. Eine scheibenförmige Platte 44 wird mittels einer Feder 45 gegen das Getriebe 43 gedrückt. Das Getriebe 43 steht mit einem mit der Motorwelle 5 fest verbundenen Getriebe 46 in Wirkverbindung. Eine statische Friktion wird zwischen den Kontaktflächen der Scheibe 42 und dem Getriebe 43 bzw. zwischen den Kontaktflächen der Scheibe 44 und dem Getriebe 43 erzeugt. Die Welle 41 wird damit normalerweise aufgrund der bestehenden Friktionskraft entsprechend Hpr Orphiina Her Mnfnrwpllf* ¹S crprlrphf __. — -..-_- -_σ _ .. -... ..... _σ- ........ The clutch 31, which operates with static friction, is arranged in such a way that when a torque is applied to a shaft, the contact surfaces of the clutch slide past one another, so that a drive shaft spins idle. An example of this is shown in FIG. 4: A disk-like plate 42 is firmly connected to a shaft 41 which is coupled to the three-position signal generator 32. A gear 43 rotating freely around the shaft 41 is arranged adjacent to the disk-shaped plate. A disk-shaped plate 44 is pressed against the gear 43 by means of a spring 45. The gear 43 is in operative connection with a gear 46 fixedly connected to the motor shaft 5. Static friction is generated between the contact surfaces of the disk 42 and the gear 43 or between the contact surfaces of the disk 44 and the gear 43. The shaft 41 is thus normally due to the existing friction force in accordance with Hpr Orphiina Her Mnfnrwpllf * ¹ S crprlrphf __. - -..-_- - _σ _ .. -... ..... _σ - ........

F i g. 5 zeigt ein Beispiel eines Dreistellungsdetektors, der ein Teil des Dreistellungs-Signalgenerators 32 bildet Wie die Figur erkennen läßt, ist die Welle 41 mit Arbeitskontakten 51 bzw. 52 versehen, die mit Ruhekontakten 53 bzw. 54 in Berührung treten können, wenn die Welle 41 im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn gedreht wird. Gelangt der Arbeitskontakt 51 (oder 52) mit dem zugeordneten Ruhekontakt 53 (oder 54) in Berührung, so wird jede weitere Drehung der Welle 41 auf einen durch das Teil 55 (oder 56) begrenzten Drehwinkel begrenzt. In diesem Zustand dreht dann die Motorwelle 5 leer weiter aufgrund der Gleit- oder Rutschbewegung zwischen den Kontaktflächen der Kupplung.F i g. 5 shows an example of a three-position detector, which forms part of the three-position signal generator 32. As the figure shows, the shaft 41 is with Make contacts 51 and 52, which can come into contact with break contacts 53 and 54, respectively, when the shaft 41 is rotated counterclockwise or clockwise. The working contact arrives 51 (or 52) is in contact with the associated break contact 53 (or 54), every further rotation the shaft 41 is limited to a rotation angle limited by the part 55 (or 56). In this condition then rotates the motor shaft 5 idle further due to the sliding or sliding movement between the contact surfaces the clutch.

F i g. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Kupplung 31. Bei dieser Kupplung wird ein erstes und ein zweites Teil 61 bzw. 62 beispielsweise mittels eines Klaviersaitendrahts 63 in Reibschlußkontakt mit der Motorwelle 5 gehalten. Wenn der mit dem ersten Teil 61 verbundene Arbeitskontakt 51 oder 52 in Kontaktschluß mit dem Ruhekontakt 53 oder 54 gebracht wird, so tritt eine Gleitbewegung zwischen den Kontaktflächen des ersten und zweiten Teils 61 bzw. 62 und der Motorwelle 5 auf, so daß die ersten und zweiten Teile 6t bzw. 62 nicht weiterdrehen. Stifte 64 und 65 verhindern, daß die Teile 64 und 65 in Längsrichtung der Motorwelle 5 verschoben werden. Die genannten ersten und zweiten Teile können beispielsweise aus Nylon, Teflon usw. hergestellt sein.F i g. 6 shows another exemplary embodiment for the coupling 31. In this coupling, a first and a second part 61 or 62, for example by means of a piano wire 63 in frictional contact with the Motor shaft 5 held. When the normally open contact 51 or 52 connected to the first part 61 is in contact is brought to the normally closed contact 53 or 54, a sliding movement occurs between the contact surfaces of the first and second parts 61 and 62 and the motor shaft 5, so that the first and second parts 6t or do not turn 62 any further. Pins 64 and 65 prevent parts 64 and 65 from being in the longitudinal direction of the motor shaft 5 can be moved. Said first and second parts can be made of nylon, Teflon, for example etc. be made.

Der Dreistellungs-Signälgenerator 32 tastet beispielsweise in Fig.5 eine Position (1) ab, in der der Arbeitskontakt 51 in Berührung mit dem Ruhekontakt 53 steht In einer zweiten Position (2) — die im folgenden als Totzone bezeichnet ist — steht keiner der Arbeitskontakte 52 oder 52 in Kontaktgabe mit einem der Ruhekontakte 53 oder 54. In einer Position (3) schließlich berührt der Arbeitskontakt 52 den Ruhekontakt 54. Als Ausgangssignal werden damit von der Gleichspannungsquelle über die erwähnten Kontakte in der Position (1) die Spannung Fl, in Position (2) die Spannung 0 und in Position (3) die Spannung E2 erzeugt (Ei >0> E2\ The three-position signal generator 32 scans a position (1), for example in FIG. 5, in which the normally open contact 51 is in contact with the normally closed contact 53. In a second position (2) - which is hereinafter referred to as the dead zone - none of the normally open contacts is located 52 or 52 in contact with one of the normally closed contacts 53 or 54. In a position (3), the normally open contact 52 touches the normally closed contact 54. As an output signal, the voltage Fl, in Position (2) generates voltage 0 and in position (3) generates voltage E2 (Ei >0> E2 \

Das Ausgangssignal des Dreistellungs-Signalgenerators 32 wird über einen Ruhekontakt 37 der Einheit 33 eingeprägt- Wenn die Welle 41 des Dreistellungs-Signalgenerators 32 in Position (2), d. h. in der Totzone steht, so wird die Eingangsspannong zur Einheit 33 Null und das über das Proportionalglied 34 ausgangsseitig erhaltene Signal wird ebenfalls Null. Andererseits erreicht das Ausgangssignal des Integralglieds 35 der Einheit 33 einen vorbestimmten Wert. Damit erreicht das von der Einheit 33 erhaltene Signal, beispielsweise ein automatisches Abgleichsignal Δ Vr, einen vorbestimmten Wert. Beginnt sich aus irgendeinem Grund die Last 10 abzusenken, so wird die Welle 41 des DreistellungS'Signalgenerators 32 im Gegenuhrzeigersinn in Verkopplüng mit der Abwartsbewegürig der LastThe output signal of the three-position signal generator 32 is impressed via a break contact 37 of the unit 33 Proportional element 34 signal received on the output side also becomes zero. On the other hand, the output of the integral term 35 of the unit 33 reaches a predetermined value. The signal received by the unit 33, for example an automatic adjustment signal Δ Vr, thus reaches a predetermined value. If for any reason the load 10 begins to lower, the shaft 41 of the three-position signal generator 32 becomes counterclockwise in connection with the downward movement of the load

ίο bewegt, so daß der Arbeitskontakt 51 in Berührung mit dem Ruhekontakt 53 gelangt, so daß die Spannung E\ erzeugt wird. Dieses Signal wird dem Verstärker 3 über die Einheit 33 als automatisches Abgleichsignal AVr zugeführt. Damit wird irgendeine nicht ausreichende Antriebsleistung kompensiert. Erreicht die Antriebskraft das Gewicht der Last, so wird die weitere Abwärtsbewegung der Last 10 gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Kontakte 51 und 53 noch immer geschlossen und das Rückkopplungssignal wird wieder erhöht mit der Folge, daß die Last 10 jetzt geringfügig nach oben bewegt wird. Bei dieser Aufwärtsbewegung der Last 10 gelangt der Arbeitskontakt 51 außer Berührung mit dem Ruhekontakt 53, und das über den Dreistellungs-Signälgenerator 32 erzeugte Signal wird zu Null. Es wird also das automatische Abgleichsignal momentan um einen Betrag erhöht, der einem Signal vom Proportionalglied 34 entspricht, während das Integralglied 35 ein Konslantsignal liefert. Wird das Konsi&ntsignal so eingestellt, daß die über die Antriebseinheit 4 erzeugte Antriebskraft genau dem Gewicht der Last 10 entspricht, so wird die Welle 41 des Dreistellungs-Signalgenerators .12 in der Totzonenstellung angehalten, und die Last IP wird ebenfalls gestoppt. Weist das Kontrastsignal eine solche Größe auf, daß die Antriebskraft kleiner ist als das Gewicht der Last 10, so wird die Welle 41 wiederum im Gegenuhrzeigersinn in Fig.5 gedreht, so daß der Arbeitskontakt 51 in Berührung mit dem Ruhekontakt 53 gelangt. In diesem Augenblick wird über das Proportionalglied 34 ein Signal erzeugt und dem automatischen Abgleichsignal hinzuaddiert, so daß die Antriebseinheit 4 sofort so gesteuert wird, daß die Last 10 angehoben wird. Während dieses Teils wird ersichtlicherweise die über das Integralglied 35 erzeugte Signalkomponente erhöht.ίο moves, so that the normally open contact 51 comes into contact with the normally closed contact 53, so that the voltage E \ is generated. This signal is fed to the amplifier 3 via the unit 33 as an automatic adjustment signal AVr. This compensates for any insufficient drive power. If the driving force reaches the weight of the load, the further downward movement of the load 10 is stopped. At this point in time the contacts 51 and 53 are still closed and the feedback signal is increased again with the result that the load 10 is now moved slightly upwards. During this upward movement of the load 10, the normally open contact 51 moves out of contact with the normally closed contact 53, and the signal generated by the three-position signal generator 32 becomes zero. The automatic adjustment signal is thus momentarily increased by an amount which corresponds to a signal from the proportional element 34, while the integral element 35 supplies a consistency signal. If the consistency signal is set so that the drive force generated by the drive unit 4 corresponds exactly to the weight of the load 10, the shaft 41 of the three-position signal generator 12 is stopped in the dead zone position and the load IP is also stopped. If the contrast signal is of such a size that the driving force is less than the weight of the load 10, the shaft 41 is again rotated counterclockwise in FIG. At this moment, a signal is generated via the proportional element 34 and added to the automatic balancing signal, so that the drive unit 4 is immediately controlled so that the load 10 is raised. During this part, it can be seen that the signal component generated via the integral term 35 is increased.

Gelangt die Welle 41 dann wiederum in die Totzonenstellung, so liegt eine Integral-Signalkomponente vor, die ein Gleichgewicht für die Last oder zumindest ein annäherndes Gleichgewicht herstellt Der Signalwert selbst braucht nicht immer dem exakten Wert zu entsprechen, da, wie erwähnt, eine statische Reibung bzw. eine Coulomb-Reibung vorliegt Der Dreh-Spielraum für die Welle 41 kann leicht so eingestellt ~>erden, daß ein kurzes ein- oder zweimaliges Anhalten erfolgt Die bisherigen Erläuterungen bezogen sich auf den Fall, daß die Last 10 abgesenkt wird. Beim Anheben der Last 10 laufen im wesentlichen entsprechende Ausgleichsvorgänge ab. Es ist jeweils lediglich die Richtung umgekehrt
Beim Anheben oder Absenken der Last durch Betätigung des Betätigungshebels 2) steht die Welle 41 des Dreistellungs-Signalgenerators 32 in der Position (1) oder (3). Damit wird ein Voreinstellsignal zum Verstärker 3 rückgeführt. Die Maximalspannung des Potentiometers 22 des Steuersignalgenerators 1 ist ausreichend hoch, so daß sich beim Anheben oder Absenken der Last keine Schwierigkeiten ergeben.If the shaft 41 then again reaches the dead zone position, there is an integral signal component which creates an equilibrium for the load or at least an approximate equilibrium.The signal value itself does not always have to correspond to the exact value, since, as mentioned, static friction or a Coulomb friction is present. The range of rotation for the shaft 41 can easily be set so that it is briefly stopped once or twice. When the load 10 is lifted, corresponding compensation processes essentially take place. The direction is just reversed in each case
When the load is raised or lowered by operating the operating lever 2), the shaft 41 of the three-position signal generator 32 is in position (1) or (3). A preset signal is thus fed back to the amplifier 3. The maximum voltage of the potentiometer 22 of the control signal generator 1 is sufficiently high that no difficulties arise when lifting or lowering the load.

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' ttITu «2Γ uutauguugoii^uvt a uagvgv.ii luoguiaojvu, au gelangt die Welle 41 augenblicklich in die Totzonenstel-'ttITu «2Γ uutauguugoii ^ uvt a uagvgv.ii luoguiaojvu, au the shaft 41 immediately reaches the dead zone

lung, so daß der erwähnte Vorgang abläuft und die Lasl 10 im Gleichgewicht steht.ment, so that the process mentioned takes place and the Lasl 10 is in equilibrium.

F i g. 7 zeigt ein Beispiel einer Schaltungsanordnung für den Dreistelluhgs-Signalgenerator 32 sowie die Einheit 33. Dabei entspricht ein Kondensator 71 dem > Integralglied 35 der Fig.3, wobei die Ladung über einen Widerstand 73 von einer Gleichstromquelle 72 aus erfolgt, wenn der Arbeitskontakt 51 in Berührung mit «em Ruhekontakt 53 gebracht wird. Als Folge davon steigt die Kondensiitorspannung. Wird andererseits der Arbeitskontakt 52 in Berührung mit dem Ruhekontakt 54 gebracht, so wird der Kondensator 71 über einen Widerstand 75 Von einer Gleichspannungsquelle 74 aus in umgekehrter Richtung geladen, so daß zunächst die Kondensatorspannung abfällt. Ist keiner der Kontakte geschlossen, so bleibt die Kondensatorspannung auf einem voreingestellten Wert. Ein Widerstand 76 entspricht dem Proportionalglied 34 und erzeugt eine dem durchfließenden Strom proportionale Spannung sobald einer der Kontakte in Berührung mit einem feststehenden Kontakt gebracht wird. Damit entspricht die Spannung an eimern Punkt 57 im wesentlichen dem Ausgangssignal der Einheit 33.F i g. 7 shows an example of a circuit arrangement for the three-position signal generator 32 and FIG Unit 33. A capacitor 71 corresponds to the> Integral term 35 of FIG. 3, the charge coming from a direct current source 72 via a resistor 73 takes place when the normally open contact 51 is brought into contact with the normally closed contact 53. As a consequence of this the capacitor voltage increases. On the other hand, the Normally open contact 52 brought into contact with the normally closed contact 54, the capacitor 71 is via a Resistor 75 Charged from a DC voltage source 74 in the opposite direction, so that initially the Capacitor voltage drops. If none of the contacts is closed, the capacitor voltage remains on a preset value. A resistor 76 corresponds to the proportional element 34 and generates one Voltage proportional to the flowing current as soon as one of the contacts comes into contact with a fixed contact is brought. The voltage at bucket point 57 thus essentially corresponds to that Output signal of unit 33.

Es sei angenommen, daß der Eingangswiderstand des Verstärkers 3 kleiin ist. Steht die Welle 41 in der Totzonenstellung, so wird der Kondensator 71 über den Eingangswiderstand des Verstärkers 3 entladen, so daß es damit nicht möglich ist, eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten. Es ist also erforderlich, daß der Eingangswiderstancl des Verstärkers 3 ausreichend großIt is assumed that the input resistance of the amplifier 3 is small. Is the shaft 41 in the Dead zone position, the capacitor 71 is discharged through the input resistance of the amplifier 3, so that it is therefore not possible to maintain a constant tension. It is therefore necessary that the The input resistance of the amplifier 3 is sufficiently large

Nach dem automatischen Gewichtsausgleich und Anhalten der Last 10 gibt es einige praktische Fälle, in denen es erwünscht ist, die Last 10 manuell auf- oder abwärts zu bewegen! ohne dabei den Betätigungshebel 2 zu betätigen. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, dem Relais 36 gemäß den Fig.3 und 7 ein externes Signal 38 zuzuführen, um dadurch das öffnen des Kontaktes 37 zu oewirken. Im Gleichgewichtszustand speichert das Integralglied 35 oder der Kondensator 71 einen einer Antriebskraft entsprechenden Wert, um damit das Gewicht der Last 10 auszugleichen. Wird nun versucht, den gespeicherten Wert durch Öffnen des Kontakts 37 zu verändern, so kann die Bedienungsperson, selbst wenn als Folge eine Drehung der Welle 41 der Arbeilskontakt 51 (oder 52) in Berührung mit dem zugeordneten Ruhekontakt 53 (oder 54) gebracht wird, die Last 10 manuell leicht dadurch auf- oder abwärts verschieben, daß sie an der Last 10 mit einer Kraft angreift, die größer ist als die statische Friktion über die Antriebseinheit 4 und die Coulomb-Friktion über die Bewegungsumsetzereinheit 8, so daß das Gleichgewicht zwischen der Antriebskraft und dem Gewicht der Last 10 unterbrochen wird.After automatically counterbalancing and stopping the load 10, there are some practical cases in who want to manually move the load 10 up or down! without the operating lever 2 to operate. In this case it is only necessary to give the relay 36 according to FIGS. 3 and 7 an external Signal 38 to be supplied in order to thereby oewirken the opening of the contact 37. In a state of equilibrium the integral term 35 or the capacitor 71 stores a value corresponding to a driving force so that the weight of the load 10 can be balanced. An attempt is now made to open the saved value by opening the To change the contact 37, the operator can, even if a rotation of the shaft 41 as a result the working contact 51 (or 52) is brought into contact with the associated break contact 53 (or 54), manually shift the load 10 up or down slightly by being on the load 10 with a force attacks, which is greater than the static friction on the drive unit 4 and the Coulomb friction on the Motion converter unit 8 so that the balance between the driving force and the weight of the load 10 is interrupted.

Zur Erzeugung des Gleichgewichtsignals kann ein Potentiometer verwendet werden. In diesem Fall ist eine Welle 81 mit einer der Kupplung 31 ähnlichen Kupplung 82 verbunden, die die Verbindung zu einem Schleifer 84 eines Potentiometers 83 herstellt, wie Fig.8 zeigt. Um die Drehung der Welle 81 zu begrenzen, ist diese mit einem Stift 85 und einem Anschlagteil 86 versehen, gegen den der Stift 85 anschlägt, so daß der Drehwinkel der Welle 81 ersichtlicherweise begrenzt ist. Der Schleifer 84 des Potentiometers 83 wird während der Auf- und Abwärlssteuefung der Last 10 Während der automatischen Gleichgewichtskontroile abschnittweise verschoben. Dabei muß dafür Sorge getragen werden, daß keine ernstliche Beschädigung des Widerstandsdrahts des Potentiometers 83 auftreten kann, d. h. es muß ein Widerstandsdraht verwendet werden, der eine lange Betriebslebensdauer garantiert. Beispielsweise kann auch vorteilhafterweise ein sogenanntes kontinuierliches Potentiometer, also eines ohne Wicklung unter Verwendung eines elektrisch-leitfähigen organischen Materials als »Widerstandsdraht«, eingesetzt werden.A potentiometer can be used to generate the equilibrium signal. In this case it is a shaft 81 connected to one of the coupling 31 similar coupling 82, the connection to a Manufactures wiper 84 of a potentiometer 83, as shown in FIG. To the rotation of the shaft 81 to limit, this is provided with a pin 85 and a stop part 86 against which the pin 85 strikes, so that the angle of rotation of the shaft 81 is obviously limited. The grinder 84 of the Potentiometer 83 is used during the up and down control of the load 10 during the automatic Balance control shifted in sections. Care must be taken that none serious damage to the resistance wire of potentiometer 83 can occur; H. it has to be Resistance wire can be used, which guarantees a long service life. For example, can also advantageously a so-called continuous potentiometer, i.e. one without a winding underneath Use of an electrically conductive organic material as a "resistance wire".

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for automatic weight compensation, with

- a drive unit,

—A motor shaft that is connected to the drive unit and dependent on the one driven by the Drive unit generated torque a load

moves up and down,
- a tachometer generator to record the speed of the load and to generate a speed sensor dependent thereon

Iersignals,
—A control signal generator that generates a control signal

dispenses for automatic weight compensation,
—A control signal generator which generates a control signal

releases so that the load moves,
- an amplifier in which the control signal, the regulation signal and the speed filter signal can be read in order to control the drive unit,

characterized,

—That a slip clutch (static friction clutch 31) directly or indirectly with the Motor shaft (5) is connected,

- that one device (51,52,53,54) one rotation the relative to the motor shaft (5) rotatable part of the slip clutch (31) over a predetermined Angle between a first and a second division allowed and the rotation of this Part of the slip clutch '3I) prevented beyond the first and second position, and

- that the Regelsignalgeueratnr a three-position signal generator (32) which is connected to the part of the slip clutch (31) that can rotate with respect to the motor shaft (5), and in each case

■ Signals corresponding to the first and the second position and one between the first and the second position of this part of the slip clutch (31) generated lying position.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the three-position signal generator (32) contains a proportional integral element (34,35).

3. Device according to claim 2, characterized in that that the proportional integral element (34, 35) from the combination of a capacitor (71) and a resistor (73).

4. Device according to claim 1, characterized in that the three-position signal generator (32) having:

a normally open contact (51) connected to the part of the slip clutch (31) that is rotatable with respect to the motor shaft (5),
a first normally closed contact (53) which touches the normally open contact (51) when the slip clutch (31) rotates into the second position,
a series circuit of a capacitor (71) and a resistor (76) connected to the normally open contact (51),

a first voltage source (72) unit connected to the first normally closed contact (53), and
a second voltage source (74) connected to a second normally closed contact (54).

5. Device according to claim 4, characterized by an interrupting device (37) for interrupting the connection between the normally open contact (51) and the series connection of the capacitor (71) and the resistor (76),

6. Device according to claim 5, characterized in that the interruption device (37) has a relay (36)

7. Device according to claim 1, characterized in that the three-position signal generator (32) has a potentiometer (83) which has a part of the which can be rotated with respect to the motor shaft (5) Slipping clutch (3ΐ) connected wiper (84) and a resistance body.