DE2504455C3 - Vorrichtung zur Steuerung eines Kranauslegerantriebes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kranauslegerantriebes, bestehend aus einem mit einem Stellglied des Kranauslegerantriebes — insbesondere mit einem elektrisch betätigbaren Drosselventil des hydraulisch betriebenen Kranauslegerantriebes — jo verbundenen handbetätigten Sollwerteinsteller, wobei dem Kranauslegerantrieb eine das momentane Lastmoment des Kranauslegers messende Überwachungseinrichtung zugeordnet ist, welche bei einem unterhalb eines vorgebbaren Maximallastmomentes liegenden Lastmoment die Geschwindigkeit der entsprechenden Kranauslegerbewegung vermindert und bei Erreichen des Maximallastmomentes die Kranauslegerbewegung über das Stellglied unterbindet.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Gattung (DT-OS 23 13 686) ist die Überwachungseinrichtung zur Verminderung der Geschwindigkeit der Kranauslegerbewegung bei Erreichen des vorgebbaren, unterhalb des Maximallastmomentes liegenden Lastmomentes unmittelbar an ein weiteres Stellglied des Kranauslegerantriebes und zur Unterbindung der Kranauslegerbewegung bei Erreichen des Maximallastmomentes unmittelbar an das mit dem Sollwerteinsteller verbundene ,Stellglied angeschossen und dementspnefcliend für cHe^Abgabe zweier unterschiedlicher Alfsgangssignale^ausgelegt^Will man/ hierbei die Überschreitung 'des hochstzulässigen Castmomentes, d h ein'Kippen d'es Kranes absolut sicher unterbinden, muß main hinsichtlich der Vorgabe des Maximallastmomentes Mn >der Überwachungseinrichtung auf den Kranauslegerzustand oberhalb des vorgegebenen, unterhalb" des "Maximallastmomentes liegenden Lastmomentes abstellen, bei dem die höchsten Lastmomentvergroßerüngen auftreten, Dieser Zustand ist dann gegeben, i'wenn der im Ruhezustand befindliche Krana^rusiegerantrieb vom Kranführer mit der reduzierten maximalen Leistung in Richtung einer Lastmomentver'größerung eingeschaltet wird und unmittelbar anschließend die Überwachungseinrichtung anspricht und den Kranauslegerantrieb abschaltet, weil hierbei die Lastbeschleunigung am größten ist Die entsprechende Einstellung der Überwachungseinrichtung fuhrt zu einer Beschränkung der Leistungsfähigkeit des Kranes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kranauslegerantriebes der eingangs genannten Gattung so weiterzuentwikkeln, daß auch dann, wenn das vorgegebene Maximallastmoment nahe am höchstzulässigen Lastmoment liegt, eine Überlastung des Kranauslegers nicht auftreten kann.

Die Erfindung besteht darin, daß die für die Abgabe eines sich kontinuierlich monoton mit dem Quotienten aus dem momentanen Lastmoment und dem Maximal- !acimoment ändernden Ausgangssignals ausgelegte Überwachungseinrichtung und der Sollwerteinsteller über ein Verknüpfungsglied an das Stellglied des Kranauslegerantriebes angeschlossen sind. —- Erfindungsgemäß ist also die überwachungseinrichtung vermittels des Verknüpfungsgliedes in die den Sollwerteinsteller aufweisende Steuerkette des Kranauslegerantriebes derart einbezogen, daß die vom Sollwerteinsteller vorgegebene Leistung des Kranauslegerantriebes in Abhängigkeit vom momentanen Lastmoment so beeinflußt wird, daß die Kranauslegerbewegung selbsttätig bei Vergrößerung des Lastmomentes verlangsamt bzw. bei Verkleinerung des Lastmomentes beschleunigt und bei Annäherung an das Maximallastmoment kontinuierlich gegen Null geführt wird.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß in der Überwachungseinrichtung als Maximallastmoment praktisch das jeweils höchstzulässige Lastmoment vorgegeben werden kann, so daß eine optimale Leistungsausnutzung des Kranes ermöglicht wird. Darüber hinaus werden infolge der vom Lastmoment abhängigen Steuerung des Kranauslegerantriebes ruckhafte Bewegungen des Kranauslegers praktisch vollständig unterdrückt, was zu einer schonenderen und die Lebensdauer verlängernden Betriebsweise führt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen der Sollwerteinsteller aus einem Potentiometer, dessen Schleifkontakt mit einem verschwenkbaren Handbetätigungshebel versehen ist, und das Verknüpfungsglied ebenfalls aus einem Potentiometer, dessen Schleifkontakt jedoch mit einem vom Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung betätigten Servomotor versehen ist. Dabei ergeben sich besonders einfache Verhältnisse, wenn das Verknüpfungsglied in einer Spannungsteilerschaltung mit dem Stellglied des Kranauslegerantriebes verbunden ist.

All das wird nachfolgend anhand einer ein Ausfüh-

rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ntther erläutert; es zeigen:

F i g. 1 schematisch einen Kranauslegerantrieb mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und

F i g, 2 ein Qetailschaltbild der Steuervorrichtung gemäß F ig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Steuerung eines hydraulischen Kranaus'.egerantriebes, welcher im Ausführungsbeispiel einen nicht dargestellten Kranausleger verschwenken möge. DerKranauslegerantrieb weist zu diesem'Zweck einen doppeltwirkenden Auslegerstützzylinder 1 auf, dessen beide Hydraulikleitungen an die Ausgänge eines elektrisch betätigten 4/3-Wegeventils 4 angeschlossen sind. Die Eingänge des 4/3-Wegeventils 4 sind jeweils über eine Hydrauliklei-15 tung 5 bzw. 6 mit einem Hydraulikmittelreservoir 7 verbunden, wobei in einer der beiden Hydraulikleituhgen, nämlich der Hydraulikleitung 5, eine Hydraulikpumpe 8 vorgesehen ist. An die die Hydraulikpumpe 8 aufweisende Hydraulikleitung 5 ist zwischen der Hydraulikpumpe 8 und dem 4/3-Wegeventil 4 eine Hydraulikbypaßleitung 9 angeschlossen, welche über ein als Stellglied 10 des Kranauslegerantriebes wirkendes, kontinuierlich verstellbares, elektrisch betätigtes Drosselventil in das Hydraulikmittelreservoir 7 zurückgeführt ist. Außerdem ist die die Hydraulikpumpe 8 aufweisende Hydraulikleitung 5 zwischen der Hydraulikpumpe 8 und dem 4/3-Wegeventil 4 über ein Überdruckventil 11 mit der anderen, zum Hydraulikmittelreservoir 7 führenden Hydraulikleitung 6 verbunden.

Befindet sich das 4/3-Wegeventil 4 in der mittigen Ausgangs- und Nullstellung, bei der alle vier Hydraulikleitungen 2, 3, 5, 6 voneinander getrennt sind, wird das von der Hydraulikpumpe 8 aus dem Hydraulikmittelreservoir 7 geförderte Hydraulikmittel über das Überdruckventil 11 und die Hydraulikleitung 6 in das Hydraulikmittelreservoir 7 zurückbefördert. Befindet sich das 4/3-Wegeventil 4 in einer der beiden anderen Schaltstellungen, bei welchen die die Hydraulikpumpe 8 aufweisende Hydraulikleitung 5 mit einer der beiden zum Auslegerstützzylinder führenden Hydraulikleitungen 2 bzw. 3 und die Hydraulikleitung 3 bzw. 2 mit der Hydraulikleitung 6 verbunden ist, dann wird das von der Hydraulikpumpe 8 geförderte Hydraulikmittel in eine der beiden Zylinderkammern des Auslegerstützzylinders 1 und das in der anderen Zylinderkammer befindliche Hydraulikmittel in das Hydraulikmittelreservoir 7 gedrückt, wobei die dadurch hervorgerufene Bewegung des Auslegerstützzylinders 1 den Kranausleger in der einen bzw. in der anderen Richtung verschwenkt. Wird hierbei das kontinuierlich verstellbare Stellglied 10 (Drosselventil) in der Hydraulikbypaßleitung 9 in Öffnungsrichtung verstellt, so fließt ein größer werdender Teil des von der Hydraulikpumpe 8 geförderten Hydraulikmittels über die Hydraulikbypaßleitung 9 in das Hydraulikmittelreservoir 7 zurück, wodurch die Verstellung des Auslegerstützzylinders 1 und damit die Verschwenkbewegung des Kranauslegers verlangsamt wird. Umgekehrt wird bei einer Verstellung des Stellgliedes 10 (Drosselventil) in Schließstellung die Verschwenkbewegung des Kranauslegers beschleunigt.

Die Vorrichtung zur Steuerung des Kranauslegerantriebes besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau, wie F i g. 1 zeigt, zunächst aus einem mit dem Stellglied 10 des Kranauslegerantriebs, d. h. dem Drosselventil in der Hydraulikbypaßleitung 9 verbundenen handbetätigten Sollwerteinsteller 12. Außerdem ist dem Kranausiegerantrieb eine Überwachungseinrichtung 13 zugeordnet, dit das^ momentane Lastmoinent des^r:Kranauslegers mißt und bei Erreichen eines vorgegebenen Maximallastmomerites die entsprechende Kranauslegerbewe- gungunterbindet, * ί , _;- -■■■-:,■, '■·■·; κ; ^

Erf'indungsgemäß ist nun die ■Überwachungseinrichtung 13 f(lr die Abgabe eines sich kontinuierlich monoton mit -dem Quotienten aus dem momentanen Lastmoment und dem Maximallastmoment ändernden Ausgangssignals -ausgelegt und zusammen mit dem Sollwerteinsteller 12 über ein Verknüpfungsglied 14 an das Stellglied 10 des Kranauslegerantriebes angeschlossen. ■·■■■■■ ■'■ ! ■:■(■■ ;·'■■ ■ ■■' ■■■■; ■·■ < ·.,''·■·■'■■ · ■·'·■ ^>: ·'

Die¹ Überwachungseinrichtung; mißt das momentane Lastmomeritdes Kranauslegers'; wie es beispielsweise in F ig; I; angedeutet ist, durch Erfassen der Druckverhältnisse im Adslegerstiitzzylinder 1 und Umsetzen in ein vom momentanen Lastmoment abhängiges elektrisches Signal, welches anschließend in einer Quotientenstufe in ein Ausgangssignal umgewandelt wird, welches sich kontinuierlich monoton mit dem Quotienten aus dem momentanen Lastmoment und dem Maximallastmoment ändert, vorzugsweise dem genannten Quotienten proportional ist. Eine derartige Überwachungseinrichtung 13 kann von einem Fachmann le^;cht erstellt werden und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.

Der Sollwerteinsteller 12 besteht im Ausführungsbeispiel, wie F i g. 2 zeigt, aus einem als Schiebewiderstand ausgeführten Potentiometer 15, dessen Schleifkontakt

16 mit einem verschwenkbaren Handbetätigungshebel

17 versehen ist. Da mit diesem Handbetätigungshebel 17 zugleich das 4/3-Wegeventil 4, d. h. sowohl die Verschwenkung des Kranauslegers nach oben als auch nach unten gesteuert werden soll, ist einerseits der Schiebewiderstand mittig durch eine Isolierung 18 geteilt und andererseits der Handbetätigungshebel 17 mit einer Betätigungsnase 19 versehen (vgl. F i g. 1). Bei Verschwenken des Handbetätigungshebels 17 aus seiner dargestellten Ruhelage, in welcher sich der Schleifkontakt 16 des Schiebewiderstandes auf der Isolierung 18 befindet, schaltet die Betätigungsnase 19 das in Null-Stellung befindliche 4/3-Wegeventil 4 über Kontakte 20 in die eine oder andere seiner zuvor beschriebenen Schaltstellungen, in denen eine Bewegung des Auslegerscützzylinders 1 erfolgt.

Wie in Fig.2 im Detail dargestellt, ist der mittig durch die Isolierung 18 geteilte Schiebewiderstand des Sollwerteinstellers 12 an seinen freien Enden A und B mit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden. Das Verknüpfungsglied 14 besteht im Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einem als Schiebewiderstand dargestellten Potentiometer 21, dessen Schleifkontakt 22 mit einem vom Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung 13 betätigteti Servomotor 23 versehen ist. Dieses Verknüpfungsglied 14 ist in einer Spannungsteilerschaltung mit dem Stellglied 10 des Kranauslegerantnebes (Drosselventil) verbunden. Dazu ist das eine freie Ende 6 des konstanten Gesamtwiderstandes dieses Potentiometers 21 mit dem Schleifkontakt 16 des Sollwerteinstellers 12 und das andere freie Ende D des Gesamtwiderstandes mit dem anderen Pol der Spannungsquelle sowie über das Stellglied 10 (Drosselventil) mit dem vom Servomotor 23 betätigten Schleifkontakt 22 des Verknüpfungsgliedes 14 verbunden.

Die Funktionsweise der beschriebenen Steuervorrichtung ergibt sich unschwer aus den Figuren. Dazu sei zunächst angenommen, daß der Schleifkontakt 22 des Verknüpfungsgliedes 14 vom zugeordneten Servomotor

23 und der Überwachungseinrichtung 13 nicht beeinflußt wird. Verschwenkt man den Handbetätigungshebel 17 aus seiner Ruhelage in die durch den Pfeil 24 angedeutete Richtung, so wird vermittels der Betätigungsnase 19 das 4/3-Wegeventil 4 aus seiner mittigen Ausgangslage in die Schaustellung gebracht, in welcher beispielsweise das Heben des Kranauslegers erfolgt. Gleichzeitig wird der Schleifkontakt 16 des Sollwerteinstellers 12 von der Isolierung 18 auf den in Richtung B gelegenen Teil des Schiebewiderstandes bewegt, wodurch die Spannungsquelle eingeschaltet wird, das Drosselventil aus seiner Offenstellung in Richtung Schließstellung bewegt wird und das Heben des Kranauslegers beginnt. Wird nun der Handbetätigungshebel 17 weiter in Richtung des Pfeiles 24 bewegt, so wird der mit dem Gesamtwiderstand des Verknüpfungsgliedes 14 in Reihe liegende Widerstand des Sollwerteinstellers 12 verkleinert und damit die am Drosselventil anliegende Spannung vergrößert. Hierdurch wird das Drosselventil weiter in Richtung Schließstellung bewegt _J0

und damit die" Hubbewegung des Kranauslegers beschleunigt. Der von der Überwachungseinrichtung 13 gesteuerte Servomotor 23 steuert seinerseits den Schleifkontakt 22 des Verknüpfungsgliedes 14 derart, daß sich dieser bei ansteigendem Lastmoment in Richtung auf das freie Ende D verschiebt und dadurch die durch den Sollwerteinsteller 12 vorgegebene Spannung verringert, so daß das Drosselventil geöffnet wird und die Hubbewegung des Kranauslegers vermindert wird. Ist das Maximallastmoment erreicht, befindet sich der Schleifkontakt 22 des Verknüpfungsgliedes 14 in der Nähe des freien Endes D; am Drosselventil liegi dann praktisch keine Spannung mehr an, d. h. da« Drosselventil befindet sich dann mehr oder weniger ir Offenstellung. Entsprechend arbeitet die Steuervorteil tung, wenn zum Senken des Kranauslegerantriebcs dei Handbetätigungshebel 24 aus seiner Ruhelage in die dem Pfeil 24 entgegengesetzte Richtung verschwenk wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 2,W

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Kranauslegerantriebes, bestehend aus einem mit einem Stellglied des Kranauslegerantriebes — insbesondere mit einem 'elektrisch betätigbaren Drosselventil des r hydraulisch betriebenen Kranauslegerantriebes — verbundenen handbetätigten Sollwerteinsteller, wobei dem Kranauslegerantrieb eine das momentane Lastmoment des Kranauslegers messende ÜberwachiingseinricHtung zugeordnet ist, welche|bf;i ejnem unterhalb'eines vofgebBaren^Maximairastrnomenltes liegenden Lastnioment ,die Geschwindigkeit eier entsprecnenden Kranausjegerbewegung vermindert ,und 1 bei Erreichen des'Maximallastmomentes'¹ die Kranauslegerbewegung über das Stellglied unterbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die fur die Abgabe eines sich kontinuierlich monoton mit dem Quotienten aus dem momentanen Lastmoment und dein Maximallastmoment ändernden Ausgangssignals ausgelegte Überwachungseinrichtung (13) und der Sollwerteinsteller (12) über ein Verknüpfungsglied (24) an das Stellglied (10) des Kranauslegerantriebes angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwerteinsteller (12) aus einem Potentiometer (15) besteht, dessen Schleifkontakt (16) mit einem verschweriikbaren Handbetätigungshebel (17) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied (14) aus einem Potentiometer (21) besteht, dessen Schleifkontakt (22) mit einem vom Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung (13) betätigten Servomotor (23) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied (14) in einer Spannungsteilerschaltung mit dem Stellglied (10) des Kranauslegerantriebes verbunden ist.