DE2551103A1

DE2551103A1 - Kalibrierung einer kranlastanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2551103A1
Application number: DE19752551103
Authority: DE
Inventors: Timothy John Archer Davis; Robert William Hubbard
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1974-11-22
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-05-26
Also published as: JPS5932397B2; US4063649A; SE419851B; FR2292225B1; CA1066083A; SE7512976L; JPS5174347A; FR2292225A1; GB1526047A

Description

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Va/RJ

"Kalibrierung einer Kraiilastanzeigevorrichtung" ,

Die Erfindung bezieht sich auf* ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last zur Anwendung in Kränen, Hebeböcken und anderen Hebeeinrichtungen von dem Typ mit einem gelenkigen ausschiebbaren Ausleger, der von einem hydraulischen Stössel oder anderen Auslegerabstützmitteln geschwenkt werden kann. Die Erfindung kann insbesondere, aber nicht ausschliesslich bei der Kalibrierung einer Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last zur Anwendung bei mobilen Kränen mit einem ausschieb-

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baren Ausleger verwendet werden, der über einen ganzen Kreis oder einen Teil desselben geschwenkt werden kann.

Eine erste Ausführungsforra einer Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last ist in der von Anmelderin eingereichten britischen Patentschrift Nr. 1.360.128 beschrieben und enthält Mittel zum Erzeugen eines ersten Signals, das das Gesamtdrehmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt beim Abstützen einer Last darstellt; Mittel zum Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals, das das Drehmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt infolge des Gewichts des Auslegers allein darstellt; Mittel zum Erzeugen eines dritten Ausgangssignals, das den algebraischen Unterschied zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Ausgangssignal und somit das Drehmoment infolge der Last darstellt; Mittel zum Erzeugen eines vierten Ausgangssignals, das den waagerechten Abstand zwischen der Last und dem Auslegergelenkpunkt darstellt, sowie Mittel, mit deren Hilfe das genannte dritte Ausgangssignal durch das vierte Ausgangssignal geteilt wird, um ein fünftes Ausgangssignal zu erzeugen, das das Gewicht der Last darstellt.

Die Einrichtung enthält weiter in bezug auf jeden Betriebsmodus des Kranes eine Funktions-

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generatoreinheit, wobei jede Einheit ein sechstes Ausgangssignal erzeugen kann, das die höchstzulässige Last des Kranes in dem betreffenden Betriebs'-raodus für den laufend erhaltenen Lastradius (für auf den Radius bezogene Moden) oder für den laufend erhaltenen Schwenkwinkel (für auf den Winkel bezogene Moden) darstellt, sowie Mittel zum Vergleichen des genannten fünften und des genannten sechsten Ausgangssignals, um ein siebentes Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Anzeige über die verfügbare Hebekapazität gibt.

Eine zweite Ausführungsform einer Einrichtung dieses Typs ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2.422.391 beschrieben und enthält Mittel zum Erzeugen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Ausgangssignals der obenbeschriebenen Art. Die Einrichtung enthält weiter für jeden Betriebsmodus des Kranes eine Funktionsgeneratoreinheit, wobei jede Einheit ein Ausgangssignal erzeugen kann, das das Moment der höchstzulässigen Last in dem zugehörigen Betriebsmodus für den laufend erhaltenen Lastradius

darstellt, sowie Mittel zum Vergleichen des genannten dritten Ausgangssignals und des genannten Ausgangssignals des Funktionsgenerators, um eine Anzeige ! über die verfügbare Hebekapazität zu erhalten.

Eine dritte Ausführungsform der Einrichtung

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ist auch in der genannten Offenlegungsschrift beschrieben. Die¹ dz'itte Ausführungsforin enthält Mittel zum Erzeugen eines ersten Ausgangssignals der obenbeschriebenen Art; Mittel zum Erzeugen eines Ausgangs signals, das den Lastradius darstellt, sowie Mittel, mit deren Hilfe das erste Ausgangssignal durch das Las tx"adius aus gangs signal geteilt wird, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das die Gesamtnutzlast darstellt, wobei unter "Gesamtnutzlast" zu verstehen ist die ?Summe der wirklichen an dem Haken gehängten Last und einer äquivalenten Last, die, wenn sie an dem Haken gehängt werden würde, dasselbe Drehmoment um den Auslegergelenkpunkt wie das über den Schwerpunkt des Auslegers wirkende Gewicht des Auslegers erzeugen würde.

Die dritte Ausführungsform enthält weiter Mittel zum Erzeugen eines weiteren Ausgangssignals, das die Änderung der Lage des Auslegerschwerpunktes bei Änderung der Auslegerlänge und somit die genannte äquivalente Last darstellt; Mittel zum Zusammenfügen des genannten weiteren Ausgangssignals und des genannten Gesamtnutzlastsignals, um ein korrigiertes Nutzlastausgangssignal zu erhalten; eine Funktionsgeneratoreinheit für jeden Betriebsmodus des Kranes, wobei jede Einheit ein Ausgangssignal erzeugen kann, das die hochstzulässige Last in dem

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zugehörigen Modus für den laufend erhaltenen Lastradius oder Schweiilav'inkel darstellt, sowie Mittel zum Vergleichen dos korrigierten Nutzlastausgangssignals und des Ausgangssignals des Funktionsgenerators, um eine Anzeige über die verfügbare Hebekapazität zu erhalten.

Ähnliche Funktionsgeneratoreinheiten werden in allen drei Ausführungsformen der Einrichtung verwendet. Für Betriebsinoden, in denen die höchstzulässige Last auf den Radius von dem Kranschwenkmittelpunkt her bezogen ist, sprechen die respektiven Funktionsgeneratoreinheiten auf ein Eingangssignal an, das von dem obengenannten Ausgangssignal abgeleitet ist, das den waagerechten Abstand zwischen dem Auslegergelenkpunkt und der Last darstellt, der zur Berücksichtigung jedes waagerechten Offsets zwischen dem Auslegergelenkpunkt und dem Schwenkmittelpunkt geändert wird. Tut auf den Winkel bezogene Moden sprechen die respektiven Funktionsgeneratoreinheiten auf ein Eingangssignal an, das von einem SchwenkwinkeIsensor abgeleitet wird. Jede Fuiiktionsgeneratoreinheit wird vorzugsweise selektiv durch Modensensoren in Betrieb gesetzt, die derart eingerichtet sind, dass sie selektiv aktiviert werden, wenn der Kran für verschiedene Betriebsmoden aufgestellt wird.

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Fenn die Einrichtung auf einem Kran angeordnet wird, wird ein einleitendes Kalibrierverfahren durchgeführt, wodurch die unterschiedlichen Sensoren für Schwenkwinkel, Auslegerverlängerung usw. und ihre zugehörigen Schaltungen derart eingestellt werden, dass die Ausgangssignale, die den Schwenkwinkel-, den Lastradius usw. darstellen, den gemessenen Werten entsprechen. Der Kran wird dann für Betrieb in einem besonderen Modus aufgestellt, wobei sich sein Ausleger in einem einschränkenden Zustand, z.B. maximale Verlängerung und maximaler Schwenkwinkei befindet, wie in der Datentabelle des Herstellers spezifiziert ist; die spezifizierte höchstzulässige Last für diesen Zustand wird dann gehoben.

Die Verstärkung eines Verstärkers, der mit den Wandlermitteln zum Messen der von den Auslegerabstützmitteln aufrechterhaltenen Reaktion zusammenwirkt, wird geändert, bis die Grosse des ersten Ausgangssignals (das das Gesamtdrehmoment darstellt) derart wird, dass die Einrichtung angibt,· dass der Kran die maximale Last für den spezifizierten Zustand hebt.

Venn der Kran dann in irgendeinen anderen Zustand entsprechend einer Kombination von Auslegerverlängerung und Schwenkwinkei, in der Datentabelle angegebenen, versetzt und die maximale Last für 609822/0307

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diese Kombination gehoben werden würde, müsste die Einrichtung theoretisch eine Anzeige der höchstzulässigen Last geben. In der Praxis kann es vorkommen, dass eine falsche Anzeige gegeben wird, entweder dass der Kran überlastet ist oder dass er noch Hebekapazität übrig hat. Dieser etwa vorhandene Fehler ist auf eine Abweichung zwischen der Istlage und der berechneten Lage des Schwerpunktes des Auslegers zurückzuführen. Eine derartige Abweichung kann durch Herstellungstöleranzen herbeigeführt werden, wodurch die Gewichte der unterschiedlichen Teile des Auslegers und/oder die Lagen ihrer einzelnen Schwerpunkte von ihren theoretischen Werten verschieden sind.

■ Da in der ersten und der zweiten Ausführungsform der Einrichtung zum Messen der höchstzulässigen Last das zweite Ausgangssignal, das das Drehmoment infolge des Gewichts des Auslegers allein darstellt, und in der dritten Ausführungsform das Signal, das die äquivalente Last darstellt, von Schaltungen erzeugt werden, die die berechnete Lage des Schwerpunktes des Auslegers berücksichtigen, ergibt sich die Tatsache, dass, wenn irgendeine Abweichung zwischen der Istlage und der berechneten Lage besteht, diese Signale eine Fehlerkomponente enthalten, die die vorgenannte falsche Anzeige her-609822/0307

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beifuhren wird. Es ist bekannt, eine derartige Fehlerkomponente durch einen weiteren oder zweiten Kalibrierungsschritt zu korrigieren, wodurch, ein kompensierender Offset in das Ausgangssignal der Funktionsgeneratoreinheit eingeführt wird.

Das einleitende Kalibrierverfahren der obenbeschriebenen Art wird durchgeführt, was zur Folge hat, dass die Einrichtung eine richtige Anzeige gibt, wenn der Kran die höchstzulässige Last für eine einschränkende Kombination von Auslegerverlängerung und/oder Schwenkwinkel nach der Datentabelle hebt. Der zweite Kalibrierungsschritt, der bisher verwendet wird, ist folgender.

Der Ausleger wird nacheinander auf jede der anderen Kombinationen von Verlängerung und/oder Schwenkwinkel nach der Datentabelle versetzt und bei jeder Kombination wird die spezifizierte hochstzulässige Last gehoben. Es le-uchtet ein, dass die unterschiedlichen Kombinationen Biegepunkt en in der Eingangs/Ausgangskennlinie der Funktionsgenerator einheit für den Modus, in dem der Kran betrieben wird, entsprechen. Bei jeder Kombination wird die Heiguüg des betreffenden Teiles der Kennlinie des Funktionsgenerators derart eingestellt, dass ein Offset in dem Ausgangssignal des Funktionsgenerators xait einem derartigen Vorzeichen und einer

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derartigen Grosse erzeugt wird, dass irgendein Fehler in dem das Auslegerdrehmoment darstellenden Signal ausgeglichen und so bewirkt wird, dass die Einrichtung angibt, dass die höchstzulässige Last für diese Kombination gehoben wird.

Dieser zweite Kalibrierungsschritt muss für alle anderen möglichen Betriebsmoden des Kraus wiederholt werden, weil jeder Modus seinen eigenen Funktionsgenerator hat. Dies bringt daher mit sich, dass eine erhebliche Anzahl von Testlasten mit je einem genau bekannten Gewicht neben den für das einleitende Kalibrierungsverfahren notwendigen Testlasten vorgesehen werden müssen, was sehr aufwendig ist.

Die Erfindung bezweckt, ein einfacheres und schnelleres Verfahren zum Durchführen des zweiten Kalibrierungsschrittes der Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last zu schaffen. Die Tatsachen werden ausgenutzt, dass erstens, wenn der Ausleger in bestimmte Zustände von Verlängerung und Schwenkwinkel versetzt wird, damit ein bestimmter Lastradius erhalten wird, aber keine. Last daran gehängt wird, das vorgenannte erste Signal das Istdrehmoment infolge des Gewichts des Auslegers allein darstellt; dass zweitens das Drehmoment, das durch das Gewicht einer Last allein, der bei einem bestimmten Lastradius aufgehängt werden würde, erhalten werden würde, 609822/0307

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genau berechnet werden kann, und dass di*ittens die Grosse eines Signals, das das Moment infolge des Gewichts allein darstellt, auch berechnet werden kann. :

Nach der Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen eines zweiten Kalibrierungsschrittes einer Einrichtung der obenbeschriebenen Art zur Anzeige der höchstzulässigen Last dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: (i) das Aufstellen des Kranes für Betrieb in einem bestimmten Modiis;

(ii) das Einstellen des Auslegers auf eine Konfiguration, die in der Datentabelle für den betreffenden Modus angegeben ist, wobei jedoch ■keine Last daran gehängt ist;

(iii) das Injizieren eines Kalibriersignals in die Einrichtung zur Ajizeige der höchstÄÜlä&ise Last, derart, dass es zu dem ersten darin erzeugten Signal addiert werden kann, welches Kalibriersignal das berechnete Drehmoment um den Auslegergelenkpunkt darstellt, das von der in der Datentabelle für die bestehende Auslegerkonfiguration angegebenen höchstzulässigen Last erzeugt werden würde;

(iv) das Einstellen der Neigung des betreffenden Teiles der Eingangs/Ausgangskennlinie der

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Funktionsgeneratoreinheit für den betreffenden Modus, derart, dass von der Einrichtung zur Anzeige der hochstzulässigen Last eine Anzeige geliefert wird, dass der Kran die höchstzulässige Last für die bestehende Auslegerkonfiguratfiguration hebt.

Der Ausleger wird dann nacheinander auf die andere Konfigurationen, die in der. Datentabelle für diesen Modus angegeben sind, eingestellt, und bei jeder Konfiguration werden die Schritte (iii) und (iv) des obengenannten Verfahrens durchgeführt.

Das Verfahren wird für jeden der möglichen Betriebsmoden des Kranes wiederholt.

Eine Einrichtung nach der Erfindung enthält eine Kalibriersignalquelle, deren Ausgang vorher auf jeden einer Anzahl von Spannungspegeln einstellbar ist, wobei jeder Pegel das Drehmoment infolge der höchstrzulässigen Last für eine bestimmte Auslegerkonfiguration darsteilt, sowie Mittel zum Addieren des Kalibriersignals zu dem ersten Ausgangssignal der Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last. Die Kalibriersignalquelle kann ein Potentiometer enthalten, das über einer stabilisierten Bezugsspeisespannungsquelle angeordnet ist, die vorteilhafterweise eine Speisequelle sein kann, die bereits in der Einrichtung sr*ur Anzeige der höchstzulässigen Last 609822/0307

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vorhanden ist. Eine Spannungsmessvorrichtung kann mit dem Schieber des Potentiometers zur Einstellung des Pegels des Kalibriersignals verbunden werden. Der Schieber des Potentiometers kann mit einem Eingang eines nichtinvertierenden Verstärkers mit einer Verstärkung gleich 1 verbunden werden, "welchem Eingang das obengenannte erste Ausgangssignal auch zugeführt wird, wobei dann das Ausgangssignal des Verstärkers die Summe des. ersten Ausgangssignals und des Kalibriersignals ist.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 scliematisch einen mobilen Kran,

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last,

Fig. 3 schematisch ein Schaltbild einer· Funktionsgeneratoreinheit zur Anwendung in dieser Einrichtung,

Fig. k ein vereinfachtes Schaltbild der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer zweiten Ausführungsform einer Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last, und Fig. 5 ein vereinfachtes Schaltbild der 609822/0307

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Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer dx-itten Ausführungsform einer Einrichtung der hochstzulässigen Last.

Der mobile Kran nach Fig. 1 enthält einen Ausleger 1 mit einem unteren Teil 2, einem Zwischenteil 3 j der teleskopisch innerhalb des oberen Endes des Teiles 2 verschiebbar ist, und einem oberen Teil kfder teleskopisch innerhalb des oberen Endes des Teiles 3 verschiebbar ist. Verlängerungsmittel (in Fig. 1 nicht dargestellt), wie hydraulische Stössel, sind vorgesehen, um den Teil 3 in bezug auf den Teil 2 und den Teil k in bezug auf den Teil 3 derart anzuordnen, dass die Gesamtlänge L des Auslegers 1 auf jeden gewünschten Wert zwischen einer oberen und einer unteren Grenze eingestellt werden kann.

Das untere Ende des Auslegerteiles 2 ist gelenkig mit einer waagerechten Sockeleinheit 5 am Punkt 6 verbunden, derart, dass der Ausleger 1 eine Schwenkbewegung vollführen kann. Ein hydraulischer Schwonkstössel 7 ist mit einem Ende seines Zylinders gelenkig an dem Sockel 5 am Punkt 9 und mit seiner durch das andere Ende des Zylinders 8 geführten Kolbenstange 10 gelenkig an dem Auslegerteil 2 an einem Punkt 11 befestigt. Die Achse des Auslegers schliesst einen Winkel θ (den Schwenkwinkel) mit der Waagerechten ein, wobei θ durch

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Änderung der Länge des Schwenkstösseis 7 geändert werden kann.

Bei? Sockel 5 ist auf einem Fahrzeuggestell

12 montiert und kann sich in bezug auf das Gestell um eine senkrechte Achse in einem Schwenkmittelpunkt

13 drehen.

Für Betrieb des Kranes im Ausgangsmodus wird eine Last an einem Hebeseil 14 gehängt, das über eine (nicht dargestellte) Leitrolle am äusseren Ende des Auslegerteiles 4 zu einer (ebenfalls nicht dargestellten) Wicke!trommel geführt wird. Es ist ersichtlich, dass durch Änderung der Lange des Auslegers und/oder des Schwenkwinkels der waagerechte Abstand RI zwischen dem Schwenkmittelpunkt 13 und dem Hebeseil 14 derart geändert werden kann, dass Lasten innerhalb eines bestimmten Radiusbereiches von dem Schwenkmittelpunkt her. gehoben werden können.

Für Betrieb des Kranes mit einem Schwungarm ist ein in Fig. !.gestrichelt dargestellter Schwungarm 15 an dem äusseren Ende des Ausleger— teiles 4 befestigt und das Hebeseil 14« wird über eine (nicht dargestellte) Leitrolle an seinem äusseren Ende geführt. Für jede Kombination von Auslegerverlängerung und Schwenkwinkel ist der waagerechte Abstand R2 zwischen dem Schwenkmittelpunkt 13 und 609822/0307

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dem Hebeseil ]h^x grosser als der entsprechende Wert von RI.

Eine am Hebeseil 14 (14·) gehängte Last übt ein Drehmoment um den Auslegergelenkpunkt 6 aus. Zu diesem Drehmoment wird das durch das Gewicht des Auslegers ausgeübte und über seinen Schwerpunkt 16 wirkende Drehmoment addiert. Dem Gesamtdrehmoment wirkt die zu der Auslegerachse senkrechte Komponente der Reaktion des Schwenkstössels 7 entgegen.

Eine erste Art Einrichtung zur Anzeige der hochstzulässigen Last zur Anwendung bei Kränen der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Art ist in Fig.' 2 dargestellt. Die Einrichtung dieser Art ist im Detail in der britischen Patentschrift I.360.I28 der Anmelderin beschrieben und wird hier nur beschrieben, insoweit es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist.

In Fig. 2 liefert ein Bezugssignalgenerator 201 ein stabiles Signal V an einen Wandler 202, der mit dem Scb-wenkstössel des Kranes verbunden ist und ein Ausgangssignal P erzeugen kann, das dem Druck hydraulischen Fluids in dem Stössel und damit der gesamten Reaktion proportional ist, die von dem Stossei beim Abstützen des Auslegers und jeder daran gehängten Last aufrechterhalten wird. Das Signal P wird-über einen Pufferverstärker 203 einem

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Eingang eines Stbsselwinkoldetektors 204 zugeführt. Die Einheit 204 enthält ein Potentiometer, das der¹-art mechanisch mit dem Ausleger und dem Stössel gekuppelt ist, dass, wenn sich der ¥inkel iff zwischen der Stösselachse und der Auslegerachse bei Änderung der Verlängerung des Stössels ändert, der Schieber·

205 des Potentiometers über seine ¥id er Standsbahn bewegt wird. Die Bahn ist derart abgestuft, dass das am Schieber 205 auftretende Signal gleich P sin (J) , d.h. gleich der Komponente von P ist, die zu der Auslegerachse senkrecht ist. Der Schieber 205 ist mit dem Eingang eines Verstärkern 2O6 verbunden, der ein Ausgangssignal M (das obengenannte erste Ausgangssignal) erzeugt, das zu P sin (0 und daher dem Gesamtdrehmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt proportional ist. Der Ausgang des Verstärkers

206 ist über eine Klemme 20?, ein Zwischenglied 208 und eine weitere Klemme 209 mit einem Summierknoten— punkt 210 verbunden,

3D±n Auslegerverlängerungsd.etektor 211 enthält ein Potentiometer, das über einer stabilisierten Beziagsgleichspannungsspeisequelle angeordnet und mechanisch mit dem Ausleger gekuppelt ist, derart, dass wenn letzterer von seiner völlig eingeschobenen zu seiner völlig ausgeschobenen Lage verlängert wird, der Schieber 212 vom einen smm andern

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Ende der Poteiitiometerbaliii getrieben wiz-d. Der Schie_T ber 212 ist mit dem Eingang eines Summierterstärkers 214 verbunden. Ein die Länge des Auslegers in völlig eingeschobener Lage darstellendes Signal wird -von einem voreingestellten Potentiometer 215 geliefert, das über den Bezugsspannungsspeisequelle angeordnet und auch mit dem Eingang des Verstärkers 214 verbunden ist, dessen Ausgangssignal daher ein Signal L ist, das die Gesamtlänge des Auslegers darstellt. Das Signal L wird einem ersten Eingang eines Analogvervielfacher s 2i6 zugeführt.

Ein Schwenkwinkeldetektor 217 enthält ein Potentiometer, das derart montiert ist, dass es der Bewegung des Auslegers folgen kann, und das über einer Bezugsgleichspannungsspeisequelle angeordnet ist. Ein Schieber 218 wird durch die Schwerkraft, z.B. mittels eines Pendels, derart betrieben, dass er sich über die Bahn des Potentiometers bei sich änderndem Schwenkwink-9l des Auslegers bewegt. Der Schieber 218 ist mit dem Eingang eines Pufferverstärkers 219 verbunden, dessen Ausgangssignal ein dem Schwenkwinkel des Auslegers proportionales Signal ist. Der Ausgang des Verstärkers 219 ist"mit einem Eingang eines Kosinusfunktionsgenerators 220 verbunden, dessen Ausgangssignal, das dem Kosinus des Schwenkwinkels θ proportional ist, einem zweiten

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Eingang des Aiialogvervielfachers 216 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Einheit 216 ist daher ein zu L cos θ = R, dem Lastradius, (dem genannten vierten Ausgangssignal) proportionales Signal.

Es lässt sich nachweisen, dass bei Änderung der Verlängerung des Auslegers der Abstand zwischen seinem Schwerpunkt und dem Auslegerpunkt durch einen Ausdruck der Form ■ ■ ■ ■ gegeben wird, wobei F und K

ü 4-iv.Li

Konstanten für jeden Betriebsmodus darstellen. Das Drehmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt infolge des Gewichts des Auslegers allein ist daher

LcosQ _i_-·,
proportxonal.

Eine Potentiometerkette 221, die über einer stabilisierten Bezugsgleichspannungsspeisequelle angeordnet ist, wird derart voreingestellt, dass sie an ihrem Ausgang ein zu F proportionales Signal liefert, das einem Summierknotenpunkt 222 zugeführt wird. Über einer weiteren Potentiometerkette 223» die zwischen dem Ausgang des Verstärkers 214 und Erde angeordnet ist, wird ein Signal angelegt, das zu L proportional ist, welche Potentiometerkette derart voreingestellt ist, dass sie an ihrem Ausgang ein zu EL proportionales Signal liefert, das auch dem Summierknotenpunkt 222 zugeführt wird. Das Gesamtsignal am Knotenpunkt 222 ist daher zu F+KL proportional und wird einem Divisoreingang 609822/0307

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eines Analogteilers 224 zugeführt. Das zu L cos θ proportionale am Ausgang der Einheit 216 auftretende Signal wird einem Dividendeingang der Einheit 22h zugeführt, deren Ausgangssignal ein Signal B ist, das zu —— proportional, d.h. dem Drehmoment

J? +JvJLy

infolge des Gewichts des Auslegers allein proportional ist (das vorgenannte zweite Ausgangssignal). Der Ausgang der Einheit 224 ist mit dem Summierknotenpunkt 210 verbunden. Das Signal B weist eine der des Signals M entgegengesetzte Polarität auf, so dass das insgesamt am Knotenpunkt 210 auftretende Signal (M-B) ist (d.h. das vorgenannte dritte Ausgangssignal). Dieses Signal wird einem 'Dividendeingang eines Analogteilers 225 zugeführt'. Das Signal R (?L cos θ), das am Ausgang des Analogvervielfachers 216 auftritt, wird einem Divisoreingang der Einheit 225 zugeführt, die daher ein Ausgangssignal ¥ liefert, das die von dem Kran abgestützte Last darstellt (das vorgenannte fünfte Signal).'

Das Ausgangssignal der Einheit 225 wird einem Eingang eines Summierverstärkers 226 zugeführt. Ein Funktionsgenerator 227 liefert ein Signal S (das vorgenannte sechste Ausgangssignal) mit einer der des Signals ¥ entgegengesetzten Polarität, das auch dem Eingang des Verstärkers 226 zugeführt wird, an dessen Ausgang daher das siebente vor-

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genannte Ausgangssignal auftritt, und das weiter einer Einheit 228 zugeführt wird, die als Alarm- und Anzeigevorrichtung dienen kann.

Mittel, mit deren Hilfe die zu dem betreffenden Betriebsmodus des Kranes gehörige Funktionsgeneratoreinheit selektiv wirksam gemacht wird, sind in Fig. 1 durch einen Schalter 229 dargestellt, der den Eingang der Einheit'227 entweder mit dem Ausgang der" Einheit 216 (d.h. dem Lastradiussignal) oder mit dem Ausgang des Verstärkers 219 (d.h. dem Schwenkwinkel θ) verbinden kann.

In Fig. 3 befindet sich eine Funktionsgeneratoreinheit 227 auf einer gedruckten Verdrahtungsplatte, Le mit dem durch gestrichelte Linien gebildeten Rechteck angegeben ist. Die Schaltung dieser Einheit ist im Detail in der britischen Patentschrift der Anmelderin Nr. 1.360.128 beschrieben.

In einer Fuiaktionsgeneratoreinheit für einen bestimmten Betriebsraodus werden die "Knickpotentiometer" 305, 311, 312, 313 der Reihe nach derart eingestellt,

dass nacheinander Knickpunkte in der Kennlinie bei Werten von V..,. erhalten werden, die den reihenmässigen Werten des Lastradius oder des Schwenkwinkels entsprechen, die gegebenenfalls in der Datentabelle des Kranherstellers für diesen Modus angegeben sind. Die "Neigungspotentiometer" 325, 308, 317 und 319

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worden dann dei' Reihe nach derart eingestellt, dass an den reihenmässigen Knickpunkten das Ausgangssignal des Verstärkers 328 die entsprechende hochstzulässige Last darstellt, die in der Datentabelle angegeben ist. Die Gesamt—kennlinie entspricht dann der Datenkurve des Kranes in starker Annäherung, In Fig. 2 ist eine Vorrichtung nach der Erf.indung zur Anwendung bei der Kalibrierung der Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last, um Fehler zu beseitigen, die durch Abweichungen zwischen der Soll- und dei* Istlage des Schwerpunktes des Auslegers herbeigeführt werden, innerhalb des durch einen punktierten Linienzug gebildeten Rechtecks dargestellt. Die Widerstandsbahn eines Potentiometers 231 ist über einer stabilisierten Bezugsgleichspannungsspeisequelle angeordnet, die vorzugsweise eine bereits in der Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last vorhandene Speisequelle ist. Ein Schieber 232 des Potentiometers 23 < ist über einen Widerstand 233 mit einer Eingangsklemme eines nichtinvertierenden Verstärkers 23^ mit einer Verstärkung gleich 1 verbunden. Eine Klemme 235 ist ebenfalls über einen Widerstand 236 mit dem Eingang des Verstärkers 23^ verbunden. Bex· Ausgang des Verstärkers ist mit einer Klemme 236 verbunden. Ein Meter 237 ist mit dem Schieber 232 verbunden, um 609822/0307

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das dai-an auftretende Potential zu messen.

lienn die einleitende Kalibrierung der Einrichtung vollendet ist, wird der Kran für Betrieb in einem bestimmten Modus aufgestellt und werden die Auslegerverlängerung und der Schwenkwinkel derart eingestellt, dass ein erster Lastr"adius erhalten wird, der in der Datentabelle für diesen Modus angegeben ist, aber es wird keine Last an dem Ausleger gehängt. Das Zwischenglied 208 wird entfernt. Die Klemme 207 wird mit der Klemme 235 und die Klemme 237 wird.mit der Klemme 209 über Zwischenglieder 239 bzw. 24o verbunden, die in Fig. 2 punktiert dargestellt sind·. Das Potentiometer 231 ist derart eingestellt, dass an seinem Schieber 232 ein Signal X erzeugt wird, dessen Grosse, die vom Meter 237 angezeigt wird, gleich der· vorher berechneten .Grosse eines Signals ist, das das Drehmoment um den Ausleger gel enkpunkt darstellt, das durch das'Gewicht der höchstzulässigen Last für den betreffenden Lastradius erzeugt werden würde. Es ist ersichtlich, dass dieses Signal X vom Suinmi erver stärker 23^ zu dem Signal M des Verstärkers 206 addiert wird, das beim Fehlen einer Belastung das Ist— drehmoment infolge des Gewichts des Auslegers allein darstellt. Das kombinierte Signal X +"M ans Ausgang .' des Verstärkers 2Jk hat daner die gleiche Grosse

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wie das Signal M haben würde, wenn der Kran wirklich seine höchstzulässige Last haben würde. Das kombinierte Signal X + M wird dem Summierknotenpunkt 210 zugeführt. Das Ausgangs signal des Verstäi'kers 226 wird beobachtet und erforderlichenfalls wird das "Neigungspotentiometer" in dem Funktionsgenerator 227» der zu dem betreffenden Lastradius gehört, derart eingestellt, dass das Ausgangssignal auf Null herabgesetzt wird.

Der Ausleger wird dann nacheinander auf die anderen in der Datentabelle angegebenen Lastradiuswerte eingestellt. Für jede Kombination wird das Potentiometer 231 derart eingestellt, dass ein Signal erzeugt wird, das das vorher berechnete Drehmoment infolge der höchstzulässigen Last für die betreffende Kombination darstellt, während das Ausgangssignal des Verstärkere 226 beobachtet und erforderlichenfalls durch Einstellung des "Neigungs" Potentiometers, das zu dem eingestellten Radius gehört, auf Null herabgesetzt wird.

Ein ähnliches Verfahren wird für jeden der

anderen Betriebsmoden des Kranes durchgeführt. Die Zwischenglieder 239 und 2^0 werden dann entfernt und das Zwischenglied 208 wird ersetzt.

Die in Fig. h dargestellte Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last ist ausführlich

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- ρΛ -

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in der deiktsehen Off enlegTingsschrif t 2.422.391 beschrieben.

Es ist ersichtlich, dass die Mittel zum Erzeugen des ersten Ausgangssignals (m), sowie die Mittel zum Erzeugen eines Auslegerlängensignals (l) und eines Schwenkwinkelsignals (θ) mit denen nach Fig. 2 identisch sind.

Die innerhalb des Rechtecks ^t01 gezeigte Schaltung kann ein Signal FR erzeugen, das die waagerechte Projektion eines Schwungarmes darstellt, wobei die Länge des Schwungarmes, der Schwenkwinkel θ und der Winkel /*> (Fig. 1) zwischen der Auslegerachse und der Schwungarmachse berücksichtigt werden. Die Schaltung innerhalb des Rechtecks 402 kann ein Signal BDC erzeugen, das die Zunahme des Lastradius infolge einer Ausweichung des Auslegers (und des gegebenenfalls daran angebrachten Schwungarmes) unter Belastung darstellt. Die Signale FR ,und BDC werden mit dem Signal R, darstellend die projizierte Auslegerlänge, kombiniert, um ein Lastradiussighal TR zu erhalten. Das Signal R wird dadurch erhalten, dass das Signal L und ein Signal E, das den Abstand zwischen dem Auslegerpunkt 6 und dem Schwenkmittelpunkt 13 (Fig. 1) darstellt, zueinander addiert und mit cos θ multipliziert werden. \ Ein Signal BM, das einen. Faktor der Form

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(F+KL) enthält, stellt das Drehmoment am Auslegergelenkpunkt infolge des Gewichts des Auslegers allein dar, während ein Signal FM das Moment infolge des Schwungarmes allein darstellt. Die Signale BM und FM werden summiert, um ein Signal B zu erhalten, das das Drehmoment infolge des Gewichts der ganzen Lastabstützungsstruktur darstellt, und dieses Signal B enthält in diesem Falle das zweite •Ausgangssignal, das von dem ersten Ausgangssignal M subtrahiert wird, wobei der Unterschied mit dem Ausgangssignal des Funktionsgenerator 227 verglichen wird.

Für einen zweiten Schritt zur Kalibrierung der Einrichtung können eine Vorrichtung und ein Verfahren genau der an Hand der Fig. 2 beschriebenen Art verwendet werden.

Die in Fig. 5 dargestellte Einrichtung ist in der deutschen Of fenlegungs schrift 2. ^l 22.391 beschrieben.

In dieser Anordnung werden ein erstes Ausgangssignal M, ein Auslegerlängensignal L und ein Schwenkwinkelsignal θ genau auf die an Hand der Fig. 2 beschriebene Weise erzeugt. Ein Lastradiussignal TR wird dadurch erzeugt, dass das Auslegerlängensignal L, ein die Länge des ,(gegebenenfalls angebrachten) Schwungarmes darstellendes Signal J und das Signal E summiert werden, die Summe mit cos θ

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multipliziert wird, um ein Signal R zu erhalten, und zu R ein Signal BDC addiert wird, um jede Ausweichung des Auslegers unter Belastung zu korrigieren,

In diesem Beispiel wird das Signal M durch das Signal TR geteilt, um ein Signal TEL zu erhalten, das das Nutzgewicht, am Haken, der Last und des Auslegers darstellt.

Ein Signal F+KL, das das Gewicht am Haken darstellt, das das gleiche Drehmoment wie das auf den Schwerpunkt des Auslegers einwirkende Gewicht des Auslegers erzeugen würde, wird von TEL subtrahiertjim ein Signal zu erhalten, das das Gewicht der Last darstellt und das mit dem Ausgangssignal S des Funktionsgenerators 227 verglichen wird.

Eine Einrichttmg und ein Verfahren für einen zweiten Schritt zur Kalibrierung dieser Einrichtung sind der an Hand der Fig. 2 beschriebenen Art.

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Claims

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Patentansprüche;

^r \
„ j Verfahren zur Ka3.ibrierung einer Einrichtung

zur Anzeige der höchstzulässigen Last eines Kranes vom Typ mit einem gelenkigen ausschiebbaren Ausleger, der von einem hydraulischen Stössel oder anderen Auslegerabs tützungsmitt ein geschwenkt wird, um einen Fehler zu korrigieren, der dtirch eine Abweichung zwischen der wirklichen und der theoretischen Lage des Schwerpunkts des Kranauslegers herbeigeführt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (i) das Aufstellen des Kranes für Betrieb in einem bestimmten Modus,

(ii) das Einstellen des Auslegers auf eine Konfiguration, die in der Datentabelle für diesen Modus angegeben ist, wobei jedoch daran keine Last gehängt wird,

(iii) das Injizieren eines Kalibriersignals in die Einrichtung, derart, dass es zu dem darin erzeugten Signal, das das Drehmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt darstellt, addiert werden kann, wobei die Grosse dieses Kalibriersignals das berechnete Drehmoment darstellt, das von einer Last erzeugt werden würde, die gleich der höchstzulässigen Last für die angegebene Auslegerkonfiguration ist, und

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(iv) das Einstellen der Neigung des betreffenden Teiles der Eingangs/Ausgangskennlinie der Funktionsgeneratoreinhe.it für den .zugehörigen Modus, derart, dass eine Anzeige erhalten wird, dass der Kran die höchstzulässige Last für die bestehende Auslegerkonfiguration hebt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger nacheinander auf jede der Konfigurationen eingestellt wird, die in der Datentabelle für den betreffenden Modus angegeben ist, wobei die Grosse des Kalibriersignals für jede Konfiguration des Auslegers derart eingestellt wird, dass dieses Signal in jedem Fall das berechnete Drehmoment darstellt, das von einer Last gleich der höchstzulässigen Last für diese Konfiguration erzeugt werden würde.
3. Vorrichtung zum Kaiibrieren einer Einrichtung zur Anzeige der höchstzulässigen Last eines Kranes unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Z, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kalibriersignalquelle enthält, deren Ausgang auf jeden einer Anzahl von Spannungspegeln voreingestellt werden kann, während weiter Mittel vorhanden sind, mit deren Hilfe das genannte Kalibriersignal in die Einrichtung injiziert wird, derart, dass es zu einem Signal addiert werden kann,

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das das Drehmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt darstellt.

h. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriersignal sowie das das Drohmoment des Auslegers um seinen Gelenkpunkt darstellende Signal einer Eingangsklemme eines nichtinvertierenden Verstärkers mit einer Verstärkung gleich 1 zugeführt werden.

5· Vorrichtung nach Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriersignalquelle ein Potentiometer enthält, das über einer stabilisierten Bezugsspannungsspeisequelle angeordnet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3> ^ oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Messen der Grosse des Kalibriersignals vorgesehen sind.

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