DE2600564A1

DE2600564A1 - Vorrichtung zur versorgung von verfahrbaren verbrauchern

Info

Publication number: DE2600564A1
Application number: DE19762600564
Authority: DE
Inventors: Bernhard Wenning
Original assignee: August Stemmann OHG
Current assignee: Stemmann Technik GmbH
Priority date: 1976-01-09
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2600564C2

Description

Vorrichtung zur Versorgung von verfahr-
baren Verbrauchern Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Versorgung von verfahrbaren Verbrauchern über eine von einer ortsfesten Anschlußstelle ausgehende und zum Verbraucher führende Versorgungsleitung, bestehend aus einer dem Verbraucher zugeordneten Speichertrommel für die Versorgungsleitung, einem Antriebsmotor für den richtungsumkehrbaren Drehantrieb der Troimiel und einer den Antriebsmotor zur Regulierung der beim Verfahren es Verbrauchers in der Versorgungsleitung auftretenden Zugspannung steuernden Einrichtung.
Vorrichtungen dieser Art dienen dazu, beim Verfahren des Verbrauchers z.3. eines Krans, eines Baggers od. dgl.> die von einer Ortsfesten Anschlußstelle ausgehende Versorgungsleitung in Übereinstimung mit dem vom Verbraucher zurückgelegten Weg auf- oder abzuwickeln, Dabei soll die Zugspannung in der Versorgungsleitung, die von einem Kabel, einem Druckmittelschlauch oder mehreren derartigen, beliebig zu einer Leitungseinheit zusammengefaßten Leitungen bestenen kann, einen vorgegebenen oberen Spannungswert nicht überschreiten und einen ebenfalls vorgegebenen Mindestwert nicht unterschreiten, vielmehr auf einem vorgegebenen möglichst niedrigen Zugspannungsniveau konstant gehalten werden.
Zur Erfüllung dieser forderung ist es bekannt der Trommel als Antriebsmotor einen Schleifringläufermotor zuzuordnen und eine pendelnd gelagerte, federnd abgestützte Schwinge vorzusehen, welche die Versorgungsleitung abtastet, und in Äbhangigit von ihrer Verlagerung die Widerstandsmtufen für den Motor mittels Schützen zu- bzv. abschaltet. Eine solche Ausgestaltung arbeitet jedoch nur stufenveise und setzt einen entsprechenden Aufwand an Widerstände und Schützen voraus.
Eine andere bekannte Vorrichtung sieht ein zwischen der Trommel und dem Antriebsmotor zwischengeschaltetes Planetengetriebe vor, dessen Träger für das umlaufende Planetenrad so abgestützt ist, daß die Stellung des Planetenrades von der Größe des jeweils übertragenen Momentes abhängt. Die bei einer Änderung des Momentes auftretende Verlagerung des Planetenrades wird zur Verstellung der Widerstände im Steuerkreis für den Antriebsmotor herangezogen. Auch dieser Ausführung haften im Prinzip die gleichen Nachteile ant wie bei der zuvor beschriebenen.
Ferner ist es bekannt, den gesamten Antrieb der Trommel, um die Trommelwelle pendelnd zu lagern und über eine Feder so abzustützen, daß der Antrieb je nach Größe des auftretenden Drehmomentes bzw. Leizungszuges mehr oder weniger weit aus schwingt.
Die duch Anschläge begrenzte Schwenkbewegung des Antriebs dient wieder zur Verstellung der Widerstände eines für den Antrieb verwendeten Schleifringlängfermotors. Bei dieser Ausbildung nehuien verhältnismäßigg große Messen an der Schwenkbewegung teil, was bei Frschütterungen des Verbrauchers zu unverwünschten Arbeitsweise der Vorrichtung führen kann. Ferner sind alle zuror beschriebenen Nachteile mit dieser Ansführung verbunden.
Auch bekannt ist eine Absttitzung des elektrischen Antriebsmotors der Trommel iiber eine Feder in der Weise, daß die Federspannung ein Maß fUr die in der Versorgungsleitung auftretende Zugspannung bildöt. Hierbei ist an der Pendelbewegung nur das zentrisch zur Pendelachse angeordnete Statorgehäuse des Antriebemotors beteiligt, so daß sich Erschütterungen des Verbrauchers nicht auswirken, Jedoch ergibt auch hier die Verstellung des Stators nur b.i Quasi-Statischen Verhältnissen ein ausreichend zuverlässige. Maß ftir die Zugespannung in der Versorgungsleitung.
Bei dynasni4chen Verhältnissen bildet die Verstellung des Stators lediglich ein Maß für das auf die massen-behalftete Trommel übertragen. bzw. Bit das zwischen Troel und Antriebsmotor wtkende Drehmoment.
Schließlich ist eine Vorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe von Meßgeräten verschiedene, den Aufwickel- bzw. Abwickelvorgang kennzeichznende Parameter, z. B. Winkeldurchmesser, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung etc., erfaßt un einem Verstärker zur Speisung von Elektromagnetkupplungen zwischen dem An-Triebsmotor und der Trommel aufgegeben werden. Der Verstärker steuert dabei seinerseits das von den Kupllungen zu übertragenden Moment. Eine solch Vorrichtung erfordert für die Erfassung der verschiedenen Paramenter, durch den Verstärker, die Magnetkupplung etc, einen hohen Dauaufwand, der sich bei einem 4-Quadrantenbetrieb nahezu verdoppelt, dür den zwei Verstärker, zwei Elekromagnetkupplungen und zwei Antriebsmotore erforderlich sind. Ein 4-Quadrantenbetrieb ist jedoch bei Betriebsverhältnissen unumgänglich, bei denen die Verbraucher mit hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten verfahren werden und die Trommel ihrerseite eine große Masse darbietet.
Der Neuerag liest Aufgabe zugrunde, eine auch bei großen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Verbrauchers und großen Trommelmassen zuverlässig die Einhaltung einer vorgegebenen Zugspannungstoleranz in der Versorgunsleitung gewährleidtende, stufenlos arbeitende und dabei zugleich einfache und pristünstige Vorrichtung zu schaffen.
Hierzu ist die Vorrichtung nach der Neuerung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel über einen Schleifringläuferstillstandsmotor angetrieben wird, daß das Antriebsmoment des Motors mittels Phasenanschnittsteuerung im Läuferkreis entsprechend dem für die exakte Einhaltung des vorgegebenen Zugspannungsniveaus benötigten Momen stufenlos eingestellt wird, und daß als Regelgröße für die Phasenanschnittsteuerung das Signal einer den Leitungsverlauf abtastendem zugspannungsproportional auslenkenden Schwinge mit einer Korrektur durch Abtastung des Füllungsgrades der Trommel Verwendung findet.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Neuerung ist in den Zeichnungen näher veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1: Eine schematische Seitenansicht der Kabeltrommel mit Schwinge und ein Blocksahaltbild der Regelung.
Fig. 2: Ein Blockbehaltbild der Phasenanschnittsteuerung im Läufer-Kreis eines Schleifringläuferstillstandsmotors.
Diese Beispiel zeigt als Antrieb der dem nicht gezeichneten Verbraucher zugeordneten Leitungstrommel 1 mit der auf- bzw. abzuwickelnden Leitung 2 einem Schleifringläuferstillstandsmotor 3> der vorzugsweise eine mechanische Bremse geeigneter Ausfühung umfaßt.
Der Motor 3 treibt über ein Getriebe 4 die Trommeiwelle 5.
In anderer Ausgestaltung der Kraftübertragung zwischen Motor und Trommlwelle können auch Kettantriebe mit entsprechender Untersetzung oder mit einem Zahnradgetriebe in Reihe geschaltete Kettentriebe tur Anwendung kommen.
Von der Trommel 1 läuft die Leitung 2 über eine parallel zur Ablagericntung der Leitung um ihren Drehpunkt 6 auslenkende Pandelschwinge 7 und wird dann auf dem Boden in einem Kabelkanal oder auf anderen geeigneten Ablagsvorrichtungen abgelegt.
Die Pendelschwinge 7 wird mittels einer geeichten Feder 9 gegen die Leitung 2 gedrückt wodurch bewirkt wirdt daß sie eine tur Leitungszugkraft proportionale Winkelstellung einnimt. Zweckmäßigerweise wird die Federkennlinie so gewäht, daß die Schwinge b.im Nennwert des Leitungs zuges eine mittlere Stellung einnimmt, so daß sie bei einem Ansteigen bzw. Abfallen des Leitungszuges nach rechts bzw. links von ihrer Grundstellung ausweichen kann. Diese Mittelstellung und somit der Sollwert des Leitungezuges kann mit einem Sollwertpotentiometer lo o ein justiert werden. Mit der Schwinge 7 ist ein elektronisches Potentiometer 11 gekoppelt, das als Meßorgan die Winkelstellung der Schwinge und damit den jeweiligen Istwert des Leitungszuges ermittelt, Die ermittelten Istwerte werden über eine elektrische Leitung 12 dem Steuergerät 13 zugeleitet, das einen Silwert-Istwert-Vergleich vorinmmt und bei einer Abweichung von vorgegebenen Sollwert über Triacs 14, 13 eine Veränderung des Phasenanschnittwinkels im Läuferkreis des Schleifringläufermotors 1 bewirkt, d. h. eine Änderung der Läuferspannung des Läuferstromes und damit eine Veränderung des vom Motor abgegenen Drehmoments dergestalt, daß a,e vorgegebene Mittelstellung der Schwinge und damit der worgegebene Sollert der Zugkraft wieder erreicht wird. Dabei ist dem Motor im Läuferkreis ständig ein Mindestwiderstand 16, 17 vorgeschaltet, der dem Notor eine hohe Schlupfdrehzahl gestattet, Da zwischen Leitungszugkraft z, jeweiliges Wickelradius r und an der Trommelwelle wirksamem Drehmoment Md der Zusammenhang Md = Z # r herrscht, muß bei einer spiralig wickelnden Trommel bei einem als konstant vorgegebenen Zugkraftsollwert, daß an der Trommelwelle wirksame Solldrehmoment proportional zum jeweiligen Wickelradius angepaßt werden. Dafür ist ein mit der Trommelwelle gekuppeltes zweites elektronisches Potentiometer 18 vorgesehen, das den Winkelradius erfaßt, sein Meßsignal über die Steuerleitung 19 dem Steuergerät 13 zuleitet und dort eine kontinuierliche Verstellung des Drehmoments in Abhängigkeit vom Wickelraduis bewirkt.
In den meisten Bewegungsphasen des lterhrauchers und der Trommel ist der Trommelantriebsmotor so geschaltet, daß er ein Drehmoment im aufwickelnden Drehsinn ausübt. Dabei wird in den meisten Fällten die Leitung beim Abziehen von der Trommel entgegen dem Antriebsmoment abgezogen wobei das Antriebsmoment entsprechend der sich ergebenden Schwingenstellung herabgesetzt wird und auch den Wert null erreichen kann. Treten Betriebsphasen auf, in denen ein entgegengesetztes Drehmomen d. b. ein Moment im abwickelnden Sinne benötigt wird, so wird dir Antriebsmotor bei einer diesem Betriebszustand entsprechenden Winkelstellung der Schwinge beim Läuferstrom null im Ständerkreis umgeschaltet, so daß nun ein zwischen dem Wert null und dem maximal möglichen Wert geregeltes Drehmoment in abwickelnder Richtung zur Verfügung stehen Der Antrieb ist somit in der Lage in allen vier "Quadranten" ein gesteuertes Drehmoment auszuüben.

Claims

Ansprüche 1.) Vorrichtung sur Versorgung von verfahrbaren Verbrauchern über eine von einer ortsfesten Anschlußsteile ausgehend und zum Verbracher führenden Versorgungsleitung, bestehend aus einer dem Verbraucher zugeordneten Speichertrommel zur die Versorgungs leitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine im Drehmoment stufenlos geregelte und richtungsumkehrbare Drehbewegung der Trommel zur konstanthaltung einer vorgegebenen Zugspannung in der Versorgungsleitung bewirkt und daß der Istwert der Zugspannung abtastet und als Steuergröße für die Regelung der Drehbewegung vorwendet wird.
2.) Vorrichtung nach aspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Schleifringläuferstillstandsmotor besteht, dessen Drehmoment über eine Phasenanschnittsteuerung mittels Triacs im Läuferkreis stufenlos verändert werden kann.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 t dadurch gekennzeichnet, daß ur Abtastung des istwertes der Zugspannung in der Versorgungsleitung eine um einen Drehpunkt zu beiden Seiten vermittels einer geeichten Feder zugspannungsproportional auslenkends Pendelschwinge vorgesehen ist, deren Pendelbewegung über ein gekuppeltes Potentiometer in eine zugspannungsproportionalen Meßwert umgewandelt wird.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1> und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zugspannungsproportionals Meßwert einer Regeleinheit zugeführt wird, dort mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wfrd und bei festgestellter Abweichung von der Regeleinheit entsprechenden Steuersignale ausgehen.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Regeleinheit abgegenenen Steuersignale bei festgestelltem zu hohem Leitungszug Triacs im Läuferkreis des Schleifringläuferstillstandsmotors dergestalt ansteuern, daß durch Vergrößerung des Phasenanschnittwinkels die Käuferspannung, der Läuferstrom und damit das Drehmoment vermindert werden.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale bei festgestalltem zu niedrigen Leitungszug die Triacs dergestalt ansteuern, daß diesen Verkleinerung des Phasenanschnittwinkels die Läuferspannung, der Läuferstrom und damit das Drehmoment erhöht werden.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Motors im Ständerkreis umgepelt wird, wenn auf Grund des signalisierten Leitungszuges Drehmoment. in der entgegengesetzten Drehrichtung erforderlich sind.
8, ) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3* dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Sollvert des Leitungszuges durch ein die Regeleinheit beeinflussendes Ptentiometer justiert werden kann.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Eihaltung eines vorgegebenen Leitungszugsollwertes erforderliche Solldrehmoment des Antriebs über ein die Regeleinzeit beeinflussendes, mit der Trommenwelle gekuppeltes Potentiometer proportional zum jeweiligen Wickelradius entsprechend der Beziehung Drehmoment = Zugkraft (Konstant) . Wickelradius angepaßt wird.